這是南達科他州冬小麥的好年景。“我對今年的結(jié)果非常滿意，”南達科他州立大學(xué)冬小麥飼養(yǎng)員Sunish Sehgal說。“我們有幾個良好的實驗品系，與我們發(fā)布的品種相比，產(chǎn)量增加了10%。盡管5月底的早期熱脅迫影響了產(chǎn)量潛力，但南達科他州的基因型表現(xiàn)相當(dāng)不錯。”

在南達科他州東部和中部，SDSU品種和實驗品系是試驗中的最佳品種，而在南達科他州西部，私營工業(yè)和SDSU材料表現(xiàn)良好。

“選擇品種時，生產(chǎn)者應(yīng)該從更接近其所在地的地點查看多年的數(shù)據(jù)，”農(nóng)學(xué)，園藝和植物科學(xué)系助理教授Sehgal說。“理想，Oahe，Thompson和Redfield已經(jīng)發(fā)布，表現(xiàn)非常好。

“在冬小麥作物，一般來說，看著的容重，蛋白質(zhì)和市場方面的良好遠遠低于過去兩年更好，”塞加爾說。2017年，由于嚴重干旱，南達科他州冬小麥種植面積僅占50%。他預(yù)計今年冬小麥?zhǔn)粘蓪⒈热ツ暝黾?0%。

擴大產(chǎn)量試驗，網(wǎng)站

在過去四年中，Sehgal將測試的線路數(shù)量增加了近50%。去年，他還將測試地點從五個擴展到七個。

“我們在皮埃爾以東的達科他湖研究農(nóng)場開展了1,000種新基因型的早期產(chǎn)量試驗，”他說。兩個新的地點是位于皮埃爾以西約40英里處的海耶斯和位于南達科他州西部的沃爾。今年秋天，他計劃將米切爾以西的弗農(nóng)山(Mount Vernon)作為另一個測試地點。

“我們已大大擴展了該計劃，”Sehgal說。他強調(diào)了在南達科他州中部和西部進行早期試驗的重要性，大部分冬小麥都是在那里種植的。與南達科他州東部相比，這些地區(qū)的生長條件往往更為干旱。

“育種是一個長期的過程，”他說，并指出從十字架制作到發(fā)布新品種需要將近12年。因此，Sehgal強調(diào)有必要預(yù)測未來幾年的潛在挑戰(zhàn)，并在這方面發(fā)展種質(zhì)資源。“我們需要繼續(xù)投資育種，以實現(xiàn)該計劃的長期利益，”他說。

SDSU冬小麥計劃由種植者通過南達科他州小麥委員會管理的小麥核查資金提供支持。“這是所有重要研究的支柱，以及聯(lián)邦USDA-NIFA的支持，”Sehgal說。

南達科他州小麥委員會執(zhí)行主任里德克里斯托弗森說：“SDSU的冬小麥育種計劃對于為農(nóng)民提供可提高產(chǎn)量和抗病能力的新品種是不可或缺的。”

此外，南達科他州作物改良協(xié)會和南達科他州基金會種子庫通過支持購買新的聯(lián)合收割機和拖拉機以及修理其他設(shè)備，幫助提高育種計劃的效率。

南達科他州作物改良協(xié)會執(zhí)行主任尼爾福斯特說：“SDSU育種計劃 -冬小麥，春小麥和燕麥 - 對南達科他州農(nóng)民來說是一項非常重要的投資。通過投資這些計劃，新品種可以更快地推出為了滿足他們所面臨的不斷變化的生長環(huán)境，我們可以更快地向生產(chǎn)者提供更好的遺傳學(xué)。“

南達科他州農(nóng)業(yè)試驗站的臨時主任比爾吉本斯說：“SDSU育種計劃對于為我們的生產(chǎn)者提供在南達科他州多樣化的地形和氣候中表現(xiàn)良好的品種至關(guān)重要。除了提高產(chǎn)量和抗蟲性外，我們的育種工作的重點是創(chuàng)造具有所需碾磨特性和營養(yǎng)特性的品種。這些特征對谷物加工商和消費者來說非常重要。“

利用基因組資源提高產(chǎn)量和抗病能力

提高小麥產(chǎn)量是美國農(nóng)業(yè)部小麥協(xié)調(diào)農(nóng)產(chǎn)品基金的主要目標(biāo)。南達科他州是參與900萬美元計劃的15個育種計劃之一，該計劃由加州大學(xué)戴維斯分校領(lǐng)導(dǎo)。Sehgal和他的團隊將在五年內(nèi)獲得432,000美元，用于克隆與產(chǎn)量相關(guān)的基因。一名博士生正在研究這個項目。

此外，Sehgal領(lǐng)導(dǎo)了四種小麥染色體的物理作圖，作為國際小麥基因組測序聯(lián)盟的一部分，該聯(lián)盟最近在8月份的“科學(xué)”雜志上發(fā)表了一個完全注釋的參考小麥基因組。小麥基因組的大小是人類基因組的五倍多。

Sehgal說：“挑戰(zhàn)在于提高產(chǎn)量，同時保持良好的質(zhì)量和抗病性。”利用全基因組關(guān)聯(lián)和新的小麥基因組序列，他和他的團隊確定了6個與斑點抗性高度相關(guān)的基因組區(qū)域，這是一種影響葉片的真菌病，通常導(dǎo)致產(chǎn)量損失約20%。

他說，其中三個基因組區(qū)域是新的。此外，研究人員開發(fā)了一些分子標(biāo)記，可用于監(jiān)測這些基因的運動。他們的研究結(jié)果發(fā)表在植物科學(xué)的前沿。

Sehgal說：“小麥基因組序列將成為我們小麥育種方式的革命性改變。”“它將為更高精度的育種和精確遺傳學(xué)開辟道路，例如CRISPR-CAS9。未來幾年，基因組序列將成為育種者工具箱中的常規(guī)工具。”