近年來，席卷全球的高溫熱害已成為限制小麥生產(chǎn)的突出問題，如何通過育種提升小麥的氣候適應性是全球研究的熱點問題。然而，由于數(shù)據(jù)的缺失，真實小麥育種對氣候變化究竟有多大適應作用尚不清楚。

 

　　中國科學院大氣物理研究所研究員張?zhí)煲?、中國農(nóng)業(yè)科學院研究員賀勇、小麥育種學家Ron DePauw以及中國農(nóng)業(yè)大學教授楊曉光等，收集了1961-2018年北美92個小麥育種站的85,770條數(shù)據(jù)，針對北美小麥育種對氣候變化的真實響應和適應作用提出第一手經(jīng)驗證據(jù)。9月30日，相關研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

 

　　研究顯示：1961-2018年冬小麥和春小麥品種對氣候的響應不同。對于冬小麥來說，溫度每增加1℃，新品種（MYG）產(chǎn)量降低3.6%，對照品種（CK）產(chǎn)量降低5.5%，這說明冬小麥育種的耐熱性是增加的；對于春小麥而言，溫度每增加1℃，新品種（MYG）產(chǎn)量降低7.5%，對照品種（CK）產(chǎn)量降低7.1%，說明春小麥育種的耐熱性沒有提升甚至有可能下降。原因在于北美冬小麥和春小麥新品種和對照品種對于極端高溫（EDD）的響應差異（圖1）。

 

　　基于歷史上冬春小麥的育種趨勢，科研團隊進一步預估了未來氣候變化趨勢對不同小麥品種的影響。研究發(fā)現(xiàn)：未來增溫造成小麥生長季極端高溫出現(xiàn)概率顯著增加，造成未來氣候變暖對產(chǎn)量的負面影響逐漸超過育種優(yōu)勢。研究估測：按照當前育種效率，當溫度增加6.0℃時，冬小麥新品種（MYG）產(chǎn)量將下降到基準氣候中對照品種（CK）的產(chǎn)量水平；對于春小麥來說，該溫度閾值是3.6℃（圖2）?；诖?，研究認為，真實的小麥育種在耐熱性上的表現(xiàn)并不樂觀，如何通過育種手段應對越發(fā)嚴重的高溫熱害對于小麥育種家來說依然是挑戰(zhàn)。

 

　　鑒定小麥耐熱基因，研究構建基于基因選擇技術的小麥育種新方法，提高育種速率，優(yōu)化小麥種質(zhì)，切實增強小麥育種耐熱性，對規(guī)避由氣候變化引起的全球小麥生產(chǎn)安全問題具有重要科學意義。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、中科院青年創(chuàng)新促進會等的支持。