近年來，席卷全球的高溫?zé)岷σ殉蔀橄拗菩←溕a(chǎn)的突出問題，如何通過育種提升小麥的氣候適應(yīng)性是全球研究的熱點(diǎn)問題。然而，由于數(shù)據(jù)的缺失，真實(shí)小麥育種對(duì)氣候變化究竟有多大適應(yīng)作用尚不清楚。
中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員張?zhí)煲?、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員賀勇、小麥育種學(xué)家Ron DePauw以及中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授楊曉光等，收集了1961-2018年北美92個(gè)小麥育種站的85,770條數(shù)據(jù)，針對(duì)北美小麥育種對(duì)氣候變化的真實(shí)響應(yīng)和適應(yīng)作用提出第一手經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。9月30日，相關(guān)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(duì)氣候的響應(yīng)不同。對(duì)于冬小麥來說，溫度每增加1℃，新品種（MYG）產(chǎn)量降低3.6%，對(duì)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(duì)于春小麥而言，溫度每增加1℃，新品種（MYG）產(chǎn)量降低7.5%，對(duì)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(duì)照品種對(duì)于極端高溫（EDD）的響應(yīng)差異（圖1）。
基于歷史上冬春小麥的育種趨勢(shì)，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步預(yù)估了未來氣候變化趨勢(shì)對(duì)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(duì)產(chǎn)量的負(fù)面影響逐漸超過育種優(yōu)勢(shì)。研究估測：按照當(dāng)前育種效率，當(dāng)溫度增加6.0℃時(shí)，冬小麥新品種（MYG）產(chǎn)量將下降到基準(zhǔn)氣候中對(duì)照品種（CK）的產(chǎn)量水平；對(duì)于春小麥來說，該溫度閾值是3.6℃（圖2）?；诖耍芯空J(rèn)為，真實(shí)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(yīng)對(duì)越發(fā)嚴(yán)重的高溫?zé)岷?duì)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(gòu)建基于基因選擇技術(shù)的小麥育種新方法，提高育種速率，優(yōu)化小麥種質(zhì)，切實(shí)增強(qiáng)小麥育種耐熱性，對(duì)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(xué)意義。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等的支持。
