遗传与发育生物学研究所
国家植物基因中心 科普展厅——小麦故事 植物细胞与染色体工程实验室 现代温室
在我国，小麦是仅次于水稻的重要粮食作物。李振声院士就是长期从事小麦遗传育种研究的科学家之一。自二十世纪50年代起，李先生和他的团队通过将小麦与一种叫长穗偃麦草的牧草杂交，将长穗偃麦草中的抗病基因转入小麦中，育成了高产、抗病、优质的以小偃6号为代表的系列小麦新品种。自二十世纪80年代起，基于对我国“人多地少、资源相对不足”的现实思考，他提出了“少投入、多产出、保护环境、持续发展”的育种新方向，在此基础上育出了小偃54和小偃81等资源利用效率高的小麦新品种。在小麦新品种选育的同时，李振声院士和他的团队也一直从事小麦重要性状的遗传基础研究。通过远缘杂交创制了蓝粒小麦及蓝粒单体、缺体等染色体工程材料，并进行了大量的小麦细胞遗传学研究。利用生理生化、分子标记、基因克隆和基因表达分析等技术体系，发现并揭示了小麦高效利用氮磷营养和光能的生理与遗传机制，发现了一些与营养高效的重要功能基因及分子标记。为此，李振声和他的团队2006年获得国家科学最高奖。目前，正综合运用现代分子生物学技术和传统育种手段为实现小麦产量进一步提高而继续努力。
小麦是馒头、面条、面包等食物的重要原料，因此它是一种非常重要的粮食作物。为了满足我们的食物需求，不断提高小麦产量一直是以李振声院士为代表的小麦遗传育种学家们的主要目标。小麦生长过程中常发生的各种病害，往往会使产量降低。其中一种被称为条锈病的小麦病害，在我国二十世纪50年代危害严重，可使每亩小麦减产20％到30％。从那时起，李先生开始探索通过将小麦与亲缘关系较远的长穗偃麦草杂交，将长穗偃麦草的抗病性转入小麦中，经过20年的不懈努力，终于育成了抗病能力增强的小偃6号，截止80年代末，它使我国的小麦累计增产30亿公斤。此外，小偃6号面粉品质优良，特别适合做面条、馒头等而深受农民喜爱，即使在近年，小偃6号还有一定的种植面积。由于我国人多地少，资源相对不足，于是，李振声院士和他的团队以培育资源利用效率高的小麦新品种作为新的目标，并育成了氮、磷和光能利用效率高的小麦品种小偃54和小偃81。同时，也对小麦高效利用氮磷营养和光能的分子遗传基础做了深入研究。
小麦进化的历史，就是一部远缘杂交史。我们现在种植的普通小麦，就是由三种野生植物，经过两次的天然远缘杂交和九千多年的自然选择和人工选择而形成的。在据今九千多年以前，人类就开始栽种小麦了，与现在的小麦不同，人类最早种植的小麦每一个小穗上只有一粒种子，叫做一粒小麦。一粒小麦和一种叫做拟斯卑尔脱山羊草的田间杂草发生了天然杂交和染色体加倍，然后就形成了二粒小麦，它的每一个小穗上长的不再是一粒种子，变成了两粒种子。大概距今五千多年以前，二粒小麦又与另外一种叫粗山羊草的田间杂草杂交，经过染色体加倍，形成了现在的普通小麦。小麦的进化具有重要的意义，它不仅使得小麦的产量有所提高，还大大地改良了小麦面粉的质量，使得今天我们能够吃到丰富的面食。可以说，在小麦的进化过程中，小草起了大作用。
上世纪五十年代，我国北方的麦田里爆发了一场大规模的条锈病，病菌孢子随风传播落到小麦叶片上，遇到合适的条件就会繁衍起来，所以造成很大危害，使小麦大面积减产，而防治条锈病最有效的办法就是选育抗病的小麦新品种。小麦育种的方法很多，主要都是通过小麦和小麦之间的杂交完成的，但对于来源于小麦的抗病性，病菌容易产生适应性变异，使得原本抗病的材料丧失抗性。结果培育抗病小麦的速度赶不上条锈病菌变异的速度。为了培育有效的抗病品种，就要打破常规。李振声发现，像长穗偃麦草这样的牧草几乎完全不受条锈病的侵害，利用它和小麦结合，把长穗偃麦草的抗病性转移进小麦，在小麦这个遗传背景下，条锈病菌不容易产生适应性变异。可是，要想让长穗偃麦草与小麦杂交并成功选出抗病小麦并非易事，在克服杂交不亲和，杂种不育和杂交后代疯狂分离的三大难题之后，终于选育出具有优良抗条锈病的小麦品种－小偃4,5,6号。
小偃6号是通过远缘杂交选育的小麦品种，它除了抗小麦条锈病以外，还继承了长穗偃麦草的抗干热风，抗旱，抗光氧化等优良性状。此外，小偃6号还具备优良的加工品质，是一个兼用性小麦品种，也就是说，用小偃6号磨出的面粉能做多种面食，用它烤制的面包松软，用它擀成的面条劲道。正是由于有这么多优良性状，小偃6号已成为我国小麦育种的重要骨干亲本，是我国北方麦区的主要优质源之一，被作为陕西省小麦的主栽品种种植15年以上，累计推广1千多万公顷，增产小麦4亿公斤，目前仍作为重要的品种栽种，并保持对条锈病的持续抗性。
