十年淬炼打破育种魔咒,基因破译改写种质历史——一粒中国好麦的“粮芯”独白

2026-05-29 08:49:30 来源:舜网-济南时报

作者:王倩 王铮

责任编辑:李欢

  我是济麦44,一粒生于齐鲁、誉满九州、惊艳世界的中国好麦!世人叫我小麦界的“六边形战士”。不是因为相貌,而是因为超级能打的全能战力:连破3次全国超强筋小麦单产纪录;强筋小麦推广面积连续3年全国第一;荣膺首批超强筋小麦品种称号……是农民心中的“铁杆庄稼”,也是面粉厂家眼里的“国产顶配”。

十年淬炼打破育种魔咒,基因破译改写种质历史——一粒中国好麦的“粮芯”独白

十年淬炼打破育种魔咒,基因破译改写种质历史——一粒中国好麦的“粮芯”独白

  2026年5月,我再一次迎来里程碑式突破。这一次的荣耀加身,我要感谢来自山东省农业科学院作物研究所和中国科学院遗传与发育生物学研究所的专家们。正是因为他们的不懈钻研,才破解了我这尊“六边形战士”的基因密码,并把基因组蓝图完整公布在《自然·植物》——一本世界顶级杂志上。自此,中国好麦的育种正式从“经验选种”迈入“精准设计”时代,“中国饭碗”将装进更多优质国产粮。

  [出身名门]

  济南17+“954072”

  一场蓄谋已久的“强强联姻”

  在我诞生之前,我的家族就已声名远扬。从济南17、济麦19、济麦20到济麦22,我的一代代先辈扎根华夏沃土,稳稳守护着国人的口粮安全。

  我的诞生,并非偶然,而是一场跨越时空的“强强联姻”。我的“父亲”是大名鼎鼎的济南17,他是我国强筋小麦的典范,曾创下年推广面积超千万亩的传奇;我的“母亲”是科研团队精心选育的优质中间材料“954072”,她身上藏着顶级的优质谷蛋白亚基。

  他们的“金牌红娘”,是山东省农业科学院的小麦育种专家们。2005年前后,亲手创制优质中间材料“954072”的曹新有老师,加入作物研究所小麦遗传育种团队。彼时,在赵振东院士带领下,团队已经育成了济麦19、济麦20、济麦22等一系列当家品种。其中,济麦22更是创造了“十年推广第一”的传奇,但它属于中筋小麦,主打高产抗逆。

  “能不能在高产的基础上,把强筋品质也做上去?”这是赵振东给团队定下的攻关课题。

十年淬炼打破育种魔咒,基因破译改写种质历史——一粒中国好麦的“粮芯”独白

  在小麦育种领域,一直存在着“高产不优质、优质不高产”的魔咒,但是曹新有老师偏偏不信“甘蔗没有两头甜”这个邪。他将“954072”与济南17反复组配杂交,在试验田与实验室之间往来奔波。春天观察分蘖长势,夏天测产考种筛选,秋天精量播种选育,冬天品质检测分析。历经十载寒暑,他从数万份育种材料中层层遴选、优中选优,终于将父母最优秀的基因完美融合在我的身上,并于2018年通过山东省正式审定,而我也有了属于自己的名字——济麦44。

  “我们要育出既能让农民增收,又能满足高端加工需求的小麦,让中国碗装更多中国优质粮。”曹老师的这句话,伴随着我从一株幼苗成长为骨干品种。带着育种人的期盼与家族的荣光,我正式开启了属于自己的传奇。

  [锋芒毕露]

  成为“增收法宝”,连破3次全国超强筋小麦单产纪录

  从试验田走向大田,必须经得起风霜、扛得住灾害、稳得住产量。我的每一步成长,都扎实而坚定。

  2019年,山东多地遭遇倒春寒。很多品种出现冻害,穗子不齐,但我不仅挺了过来,还在滕州以实打亩产732.23公斤的成绩创下全国超强筋小麦单产纪录;次年,这一纪录被我刷新至766.62公斤;2022年,我再次突破自我,以808.6公斤的成绩第三次刷新全国超强筋小麦单产纪录。

  毫不夸张地说,对种植户而言,我是他们实打实的“增收法宝”。2025年,潍坊市寒亭区高里街道一空桥村惠民农作物种植合作社,把我们1万多亩优质强筋麦卖了个“好价钱”。一空桥村党支部书记张萍逢人就夸:“济麦44籽粒饱满、品质上乘,粮商和面粉厂抢着收,每斤比普通小麦多卖8分到1毛钱,每亩多挣300多元,全村一年种地收入超过800万元。”在合作社带领下,一空桥村一年光分红就有200多万元。

  “这麦子真是不一般。”山东滕州的种植大户李先生也由衷赞叹。“我种了3年,济麦44抗冻、抗倒、不生病,一亩地比普通麦子多收200来斤,收购价还高出一毛,我一亩地能多挣二三百块钱。”作为一位流转500亩地的种粮大户,他这个增收账算得很清楚。如今,济麦44已累计推广超4251万亩,成为黄淮麦区的“当家麦”。

  一家来自济阳的面粉厂供货商,从2021年以来跑遍潍坊、聊城、滨州各地收储我们济麦44,今年更是定下4万吨的收购计划,直言“有多少,要多少”。

  对面粉加工企业来说,我是替代进口的“优质原料”。作为我国首批鉴评的超强筋小麦品种,我的蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间等指标都达到国际一流水平,由我制作的吐司面包蓬松度、口感、纹理结构评分高达94分,品质优于美国硬红冬麦。

  山东碧龙面业股份有限公司2018年首次选用我作为原料后,便彻底改变了依赖进口高筋小麦的历史。过去,企业高价采购进口麦,成本高、品质不稳定,如今依托济麦44发展订单农业,从选种、种植到回收全链条把控,不仅稳定了高端面粉品质,还大幅降低了生产成本。

  现如今,山东鲁王食品、五得利面粉集团、河北金沙河面业集团、江苏南顺食品等大型面粉企业,都成为我的合作伙伴。

  [基因破译]

  强化面筋基因“协同互作”解锁精准育种中国方案

  尽管我在田间与舌尖风头无两,但多年来一直有个核心问题让世人不解:为什么济麦44能打破魔咒,实现高产与优质协同提升?要知道,小麦基因组庞大复杂,尤其是决定加工品质的面筋蛋白基因,成簇分布、高度重复,如同“遗传迷宫”,长期制约着品质育种的突破。

十年淬炼打破育种魔咒,基因破译改写种质历史——一粒中国好麦的“粮芯”独白

  直到最近,山东省农科院作物研究所联合中国科学院遗传与发育生物学研究所的科研团队,为我完成参考级高精度基因组解析,终于揭开我拥有硬核实力的底层密码。

  科研团队构建了我的染色体级别高质量参考基因组,质量值(QV)高达66.74,碱基准确性与连续性堪称一流。在这张精准的“遗传地图”上,他们完整注释了高分子量谷蛋白、低分子量谷蛋白、醇溶蛋白等面筋蛋白基因,清晰呈现了面筋基因簇的精细结构。

  我的优质密码,就藏在这一个个关键基因里。我携带Ax1、Bx7+ By8、Dx5+Dy10等优良强筋亚基组合,更在TaGlu-hmw-1Dx基因中发现了独特核苷酸变异,能增加额外半胱氨酸。半胱氨酸参与二硫键形成,让面筋蛋白网络更紧密,大幅提升面团弹性与延展性,这正是我适合制作高端面包的核心原因。

  解析我的基因组后,科研团队并未止步,而是把目光投向更长的时间尺度。他们整合了全球485份小麦材料——从野生近缘种、传统地方品种到现代栽培种——构建了一张高分辨率的遗传变异图谱。

  他们的不懈努力,终于迎来重要发现:传统育种往往盯着少数几个“明星基因”不放,但真正在小麦品质演化中持续扮演关键角色的,却是那些结构更多样、变异更丰富、调控空间更大的低分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白基因。简单来说,优质小麦的“密码”不是孤胆英雄式的单个基因,而是一个精密的“作战网络”。

  更具突破性的发现是,在传统地方品种里,不同面筋蛋白基因之间高度互作的对数只有15对,而到了现代栽培小麦,这个数字飙升到了79对。这意味着,现代育种在不知不觉中,强化了面筋基因之间的“协同互作”网络。

  “我们在地里干了一辈子,知道好的组合比单个好的基因更重要。现在基因组研究给出了定量证据——哪些基因之间在‘配合’,配合得好不好,都可以被解析、被设计。”曹新有老师对这个结论感触颇深。

  我的价值,早已超越一个品种本身。我成为一座关键桥梁,将经验育种时代“看得见、选得出、却说不清”的优良性状,转化为可识别、可追踪、可精准设计的基因组信息,推动小麦育种从“经验选择”迈向“精准设计”。

  如今,在山东省农科院作物所实验室里,曹新有团队基于我的基因密码,正在优化面筋基因组合,开发培育多个衍生优质品种,形成“济麦家族”集群优势,推动中国小麦育种技术从“跟跑”向“领跑”跨越。

  我是济麦44,一粒打破魔咒的中国好麦。未来,我将继续以麦芯之力守护大国粮仓,持续书写中国小麦育种的创新传奇!

作者:王倩 王铮

责任编辑:李欢
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