戈壁滩上有一种野草，茎秆细韧，叶子坚硬窄短内卷，花序粗壮，小穗紧密平行排列成两行。它有一个好听的名字——冰草。由于冰草营养丰富，适口性佳，被各种家畜所喜食，成为中国北方干旱及半干旱地区人工草地种植的重要牧草之一。

作为小麦的野生近缘种，在科学家眼中，冰草不仅仅是一种牧草，更是改良现代小麦品种的最佳基因资源。

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成熟的普冰小麦。中国农科院作科所供图

中国农业科学院作物科学研究所研究员李立会从事小麦—冰草研究已经30余年。他带领团队坚持原始创新，创制了多穗粒数、绿色抗病的小麦—冰草远缘杂交小麦新种质，为我国小麦育种创新提供了优异种质资源。

5月24日，中国农业科学院作物科学研究所联合中原中心在河南省新乡市举办“小麦—冰草”远缘杂交新品系（种）田间展示暨有效利用研讨会。现场展示了小麦—冰草远缘杂交高产、稳产、强筋新品系（种）90个，其中包括2023年国审新品种“普冰03”和9个正在参加国家区域试验的新品系。 

为什么是冰草

“安徽的小麦经过这么多年发展以后，它的产量遇到了一个瓶颈。穗数是足的，但是穗粒数老是提不上去，特别是老百姓大面积种植的小麦，穗都是尖的，不饱满。有些品种也出现了退化，这是一个很大的问题。”安徽农业大学教授马传喜说。

这种情况不仅仅发生在安徽小麦上。“2014~2017年间参加国家区试和申请保护的313个小麦品种间的遗传相似度为76~98%。遗传基础狭窄是限制现代小麦育种持续健康发展的关键问题。”李立会说，我国小麦育种已经取得了举世瞩目的成就，但由于现代小麦品种间同质化、遗传基础狭窄，导致小麦单产难以取得实质性突破，限制大面积单产提升，抵御病虫害及逆境能力严重下降。

因此，“迫切需要通过原始创新为小麦育种提供新基因源”。李立会说，在小麦野生近缘种中，冰草属物种具有小麦育种的众多优异目标性状。

冰草每株能结实超过50个穗，每穗粒数超过300粒，而株高低于50cm，是理想的株型；籽粒粗蛋白质含量大于18%；抗病性优良，兼抗条锈、叶锈、秆锈、白粉、黄矮和赤霉病等多种病害；抗逆性极强，具有极强的抗旱和抗寒性，耐盐碱、耐瘠薄。

正因为冰草具有众多小麦育种目标性状，所以它可作为外源供体种实现小麦种质创新与利用效应最大化。20世纪30~80年代，国内外学者对小麦与冰草属物种间的远缘杂交进行了不懈努力，但一直未能成功。

李立会团队在上世纪80年代就开始创建小麦远缘杂交新技术体系，尝试解决利用冰草属物种改良小麦的国际难题。

1988年，该团队首次获得中国春与沙生冰草和根茎冰草间的自交可育杂种。1990年获得普通小麦品种Fukuho与冰草间的自交可育杂种。

李立会说，千分之三的成胚率说明小麦与冰草属物种间的远缘杂交确实是困难的。但三次重复杂交实验证明了他们创建的小麦远缘杂交新技术体系是科学可行的。

在此基础上，李立会团队阐明了冰草和小麦自交可育的遗传机制。 

优异的“普冰”新种质

此次研讨会上展示了“小麦—冰草”远缘杂交新品系（种）90个，被与会者亲切成为“普冰”，它们与现在生产上推广种植的小麦品种间遗传差异大于60%。这些品系（种）有 20~40个姊妹系，将尽可能满足推广区域的不同要求。该团队还对每个新品系（种）均进行了重测序，基本明确了其所携带的冰草P基因组的遗传成分。

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“小麦—冰草”远缘杂交新品系（种）田间展示。中国农科院作科所供图

河北农业大学特聘教授张爱民用“继往开来”四个字形容“普冰”。他说，中国小麦和世界小麦相比是多花多实的，但近几年传统育种中似乎丢失了一些多花多实的特点。而“普冰”的杂交后代使得我国小麦多花多实的水平有所恢复，继承和发扬了过去的特点。此外，“普冰”株型紧凑，叶片直立，使得整个群体有很大的发展潜力。最大的贡献应该是与现代推广品种有60%的遗传差异，大大增加了生产应用品种和育种资源的遗传多样性。

马传喜在现场观摩后表示，这次收获很大，因为他发现小麦—冰草远缘杂交研究的种质材料已经升级了。杂交后代形成的新种质，不仅多花多实，株型优良，而且具有高产、广谱抗病性、抗逆、肥料高效利用等特点。

李立会说，要实现小麦育种的改良，首先需要优异的育种亲本，而种质创新就是优异育种亲本创造的过程。

传统育种中，亩穗数、穗粒数和千粒重是影响产量的三个要素，但这三者互为负相关，即一个要素的提高往往会造成其他两个要素的下降，难以同时提高。而小麦-冰草创新种质解决了这个问题，其穗粒数和千粒重相比济麦22、周麦18等主栽品种显著提高。目前，该团队已创制出以增加穗粒数为核心、产量三因素协同提升，比周麦18增产15%以上的育种亲本23个。

此外，这些创新种质兼抗白粉病、条锈病、叶锈病等病害，具有广谱抗病性，为培育持久抗性且兼抗多种病害新品种提供强力支撑。 

普冰即将投入生产

在现场，2023年国审新品种“普冰03”引起了与会者的极大关注。国家育种联合攻关试验鉴定认为，该品种抗倒能力较强，免疫叶锈病，中感条锈病、白粉病、纹枯病，高感赤霉病；氮磷利用效率均中等。

李立会介绍，它携带76个冰草外源基因，包括调控育性和穗粒数相关基因2个、千粒重相关基因1个、分蘖相关基因2个、抗病基因4个、耐逆基因4个。这些基因可能与其穗粒数与亩穗数协同提高、综合抗病性好的特性相关。

“很高兴再次看到普冰麦的表现。小麦—冰草的利用上了一个新台阶。”中国工程院院士、中国农业大学校长孙其信在会上说，从种质材料到新品种，从多花多实到多抗，它会不会成为下一次我国麦区换代的代表性品种，这个品系的潜力还是蛮大的。

“小麦全身都是病。”中国工程院院士、西北农林科技大学教授康振生说，他最近在关注如何提高小麦品种的综合抗病能力，而普冰的抗病性就是综合性的。他希望未来对普冰的品种利用上，通过挖掘不同的抗性资源，合理布局，形成生物屏障，对多种小麦病害产生持续的控制力。

中国工程院院士、中国农科院作科所研究员刘旭对普冰很熟悉，但当天的现场会还是让他感到面目一新。他说，普冰的成功在于其原创性强。到目前为止，其他国家还没有实现冰草和小麦的远缘杂交育种。普冰品系的综合性状比较好，可以给小麦生产提供很大的潜力。此外，普冰的可用性非常广阔，兼具优质和高产的特点，遗传多样性比较丰富。

截至目前，“小麦—冰草”衍生系发放全国育种单位，培育出携带冰草外源目标基因新品种21个、参加国家和省级区试新品系39个，覆盖全国小麦主产区。未来将建立小麦-冰草创新种质利用联合体，大力提升利用效率，并加强创新种质中来自冰草P基因组高产、优质、多抗等重要基因的功能解析。

中国农科院作科所所长周文彬说，希望在各单位的关注和支持下，加快以“小麦-冰草”创新种质为代表的种质资源有效利用，让这个种业源头上的原始创新继续发挥它的潜力和生命力，为破解我国小麦育种因为品种间杂交带来的产量提升瓶颈难题提供新种源，切实成为当前我国小麦大面积单产提升行动的“新质生产力”。

而与会的企业代表对小麦-冰草新品系的高产潜力、抗病性、抗倒伏和抗穗发芽逆境能力和强筋品质特性给予高度评价，对下一步的合作开发和推广表达强烈意愿。