中国冬小麦多生态型育种进展揭示气候适应性提升路径

本研究针对气候变化威胁全球小麦生产的严峻问题，通过分析2012-2023年间9669个小麦品种的田间数据，揭示了中国冬小麦育种在气候适应性方面的突破。研究发现，水地条件下新品种对平均温度（Tmean ）、降水和太阳辐射的协同响应使产量提升9.3%，显著优于对照品种（CK）；旱地条件下虽未实现增产，但将损失率从CK的6.4%降至4.6%。该成果为气候变化背景下小麦育种策略优化提供了重要依据。

　　

随着全球气候变化加剧，温度升高、降水模式改变和极端天气频发正严重威胁小麦生产。作为世界最大小麦生产国，中国17%的全球产量贡献背后隐藏着严峻挑战——冬麦区频繁遭遇高温干旱胁迫，传统品种已难以适应新的气候条件。尽管前人研究揭示了气候因子与小麦产量的宏观关联，但育种技术如何通过遗传改良提升作物气候适应性的机制仍不明确，特别是在不同生态类型（水地/旱地）下的表现差异亟待系统评估。

西北农林科技大学的研究团队通过一项历时12年、覆盖6省份22个试验站的大规模研究，首次基于9669个小麦品种的真实育种数据，解析了现代育种技术对气候适应性的改良效果。研究发现，2012-2023年间的新品种在水地生态系统中展现出显著优势：当面对温度（T_mean
）、降水和太阳辐射（SRD）的复合变化时，先进育种系列的产量增幅达9.3%，比对照品种（CK）高出1.2个百分点；对T_mean
的响应增益更是比CK提高2.07%。旱地条件下虽未能实现增产，但新品种将气候导致的产量损失从CK的6.4%降低至4.6%。这些发现发表于《European Journal of Agronomy》，为应对气候变化的精准育种提供了重要路线图。

研究团队整合了多地点品种比较试验与气象监测数据，采用混合线性模型量化基因型-环境互作效应，通过气候响应函数评估不同育种世代材料的适应性差异。关键技术创新在于构建了包含生育期气象要素与产量性状的关联网络，从而解析出T_mean
在灌浆期的特殊调控作用。

【研究结果】

1. 气候趋势分析显示：2012-2023年间冬麦区生长季T_mean
   显著上升，13.6%站点达显著水平；水地降水减少而旱地太阳辐射增加，形成鲜明生态分化。

2. 水地适应性突破：先进育种系列在复合气候胁迫下产量提升9.3%，其T_mean
   响应系数比CK高0.95-2.07%，揭示遗传改良有效缓解了高温抑制效应。

3. 旱地改良瓶颈：新品种虽将气候相关损失从6.4%降至4.8%，但未实现净增产，说明当前育种策略对水分限制的突破仍不足。

4. 机制解析：通过气候敏感性指数比较，发现现代品种显著降低了对不利气候的响应强度，尤其在抽穗-成熟期对SRD波动的缓冲能力增强。

【结论与意义】
该研究首次量化了中国冬小麦育种的气候适应增益，证实遗传改良可使水地系统获得"气候韧性增产"双重效益，而旱地系统仅实现损失控制。这一发现对育种策略具有重要指导价值：水地育种可继续强化对T_mean
和SRD的协同适应，而旱地育种需重点突破水分利用效率的遗传瓶颈。研究建立的品种-气候响应评估框架，为其他主粮作物的适应性育种提供了可借鉴的方法体系。正如通讯作者Dong Wang团队强调的，未来需针对不同生态型设计差异化育种路线，才能在全球气候变化背景下保障小麦生产的可持续性。