基于文献计量分析的我国大麦品种选育研究现状及展望

2016-02-16 05:55葛汉勤刘兴华刘艳艳张明生
大麦与谷类科学 2016年4期
关键词:冬麦区谷类大麦

葛汉勤,刘兴华,曹 婷,刘艳艳,张明生

(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏盐城224002)

基于文献计量分析的我国大麦品种选育研究现状及展望

葛汉勤,刘兴华,曹 婷,刘艳艳,张明生*

(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏盐城224002)

大麦(HordeumvulgareL.)是世界上名列第4位的重要谷类作物。基于文献计量学分析方法,以中国期刊全文数据库为数据来源,对2001—2015年中国关于大麦品种的期刊研究文献进行统计分析,结果表明:关键词为“品种”、“栽培”与“加工”的文献数量庞大,均在2014年达最高值,分别为32 966、20 781与33 453篇,但大麦选育(技术)研究的文献量极少。检索到育成品种79个,千粒质量与产量均较高的品种有冬麦区的申海麦2号,春麦区的新啤9号、新啤8号、蒙啤麦4号这3个品种。其中,申海麦2号在苏、浙、沪、鄂、豫、闽、川等冬麦区所报道的大麦品种中千粒质量与产量均是最高的。

大麦;选育;品种;申海麦2号;文献计量

用的技术也从最初的引种驯化、系统选育、杂交育种、单倍体育种发展到如今的分子标记辅助选择育种乃至于设计育种等,成果丰硕。本文从文献计量学的角度,分析了中国自2001年来收录的关于大麦品种选育方面的文献,以了解大麦品种选育的研究现状,预测发展趋势,这对于进一步开展大麦育种学科相关研究工作具有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 研究材料

《中国期刊全文数据库(CJFD)》是目前世界上最大的连续且动态更新的中国期刊全文数据库,收录国内8200多种重要期刊,分十大专辑,168个专题文献数据库。以2001—2015年中国期刊全文数据库期刊文献为主要数据源,进行中国大麦品种选育研究现状分析具有一定的代表性。

1.2 研究方法

检索项为关键词,检索词为中文“大麦、品种、千粒质量、产量、冬麦区、选育、育种技术”,检索式为“大麦*品种*产量*冬麦区”、“大麦*品种*千粒质量”、“大麦*品种选育”、“大麦*育种技术”等,检索文献报道日期为2001年1月—2015年12月。经筛选确定有效文献83篇,将整理后的文献数据用EXCEL套录成数据库,用文献计量方法对文献的题目、作者、发表期刊、发表时间和发表内容进行分析。

2 结果与分析

2.1 大麦品种选育学术关注度情况

通过数据库海量的文献检索,根据关键词出现的频度,可预测学术发展的趋势与热点,因此,以文献收录量所体现的学术关注度为许多学者所重视。很显然,某一年份某主题的文献量大增表明该主题可能就是研究热点问题。对2001—2015年全文数据库所收录的文献量来看(表1),“大麦” 、“选育技术”在农作物中文献量较少,关注度较低,表明相关研究不怎么活跃。其文献量处于缓慢上升的趋势,其间虽小有波动,但趋势仍然明显;关键词为“品种”、“栽培”与“加工”的文献数量庞大,而这3个关键词与用户的关注度具有一致性,表明这3者与大众生活或社会需求密切相关,也引导科技工作者面向应用与产业做文章。值得注意的是, 2015年度关键词“大麦”、“品种”、“栽培”以及“加工”文献量都较2014年度有所回落,这可能表明该领域的研发正面临一个拐点。

表1 大麦品种选育学术关注度

2.2 大麦品种选育研究文献发表情况

通过检索得到大麦品种选育研究文献(主要为期刊论文)有效篇目83篇,2001—2015年中国发表的大麦品种选育相关论文数量呈起伏增长,2010年是发文高峰期,达最高值10篇, 2011年后有小幅回落,但2015年再次达到发文高峰(表2)。发文期刊种数的分布和发文数量分布基本一致。从2001年1种到2015年6种,说明中国关于大麦品种选育的研究15年来是不断持续、拓展与深入的。“十五”国家863课题“大麦高效育种技术及优质、高产、多抗、专用新品种培育”项目、“十一五”对大麦研究的支持及2012年4月我国成功举办了第11届国际大麦遗传学大会,均推动了我国大麦科学研究水平的提升和人才培养的重视。表2中大麦品种选育发文量、发文期刊数与表1中“选育技术”学术关注度增长趋势具有一致性,表明虽然对大麦选育(技术)的研究属于小众研究,且仍在持续不断进行,但尚未出现爆发式增长。

表2 2001—2015年大麦品种选育研究文献年代、 数量与发文期刊分布

2.3 大麦品种选育技术演进情况

大麦品种选育技术的演进,总体而言,从大麦常规育种、单倍体育种再向分子标记辅助选择育种演进。其中大麦常规育种主要包括引种驯化、选择育种、有性杂交育种、杂种优势育种、物理及化学诱变育种、离体组织培养育种等;大麦单倍体育种法包括花药离体培养技术、小孢子离体培养技术等;分子标记辅助选择育种包括分子遗传图谱的构建、遗传多样性研究及种质资源鉴定、以及重要性状的基因定位等[5]。

但从国内外大麦育种的成就和现状分析来看,尽管一些先进的生物技术已取得了突破性进展,但在大麦育种上,常规育种始终处于主导地位,现有品种大都为常规育种的产物[5]。系统选择育种、杂交育种等常规方法,作为基础的、有效的常规育种方法一直没有大的突破。尽管随着现代分子生物技术的发展,在大麦一些重要性状的基因定位中,可通过分子标记手段,将一些控制大麦质量及数量性状的基因,以小孢子培养或不断回交等方法,选育符合既定育种目标的品种,可大大缩短选育时间。采用花药培养或小孢子培养技术,在特殊专用培养基上进行选择,可以大大缩短育种进程[5]。但是这些新技术仍然是传统育种方法的补充,仍未具有对传统育种技术的颠覆性。

2.4 大麦选育品种情况及其评价

通过检索国内相关数据库发现,国内有关育成大麦品种已多有文献报道,并已育成了较多适合当地栽培的大麦品种。经报道的主要有79个育成品种,包括扬农啤10号、扬农啤9号、扬农啤8号、扬农啤7号、扬农啤6号、扬农啤5号、苏啤6号、苏啤4号、苏啤3号、扬啤4号、扬啤3号、扬啤2号、通麦9号、丰农啤 1号、驻大麦7号、驻大麦5号、驻大麦4号、驻大麦3号、鄂大麦12、鄂大麦072、鄂大麦507、华大麦8号、华大麦7号、华大麦6号、浙大9号、浙大8号、浙啤33、浙皮10号、浙皮9号、浙皮8号、浙皮7号、浙皮6号、浙秀12、云啤10号、云啤9号、云啤4号、云啤2号、昆啤2号、凤03-39、凤大麦7号、凤大麦6号、保大麦14号、保大麦六号、临大麦3号、花30、花22、莆大麦9号、莆大麦8号、莆大麦7号、川农饲麦1号、申海麦1号、申海麦2号、垦啤6号、垦啤5号、垦啤4号、甘啤6号、甘啤5号、甘啤4号、甘垦啤7号、陇啤1号、武啤1号、新啤9号、新啤8号、新啤2号、垦啤麦10、垦啤麦8号、垦啤麦7号、垦啤麦6号、垦啤麦5号、垦啤麦3号、垦啤麦2号、蒙啤麦4号、蒙啤麦3号、蒙啤麦一号、龙啤麦3号、龙啤麦2号、龙啤麦1号、吉啤3号、伊大麦1号等(表3)。

通过分析发现,在国内大麦育种单位育成的79个大麦品种中(表3),报道其千粒质量可超过50 g的有6个品种,冬麦区与春麦区各有3个,其中冬麦区3个育成的品种为浙皮8号、云啤9号、申海麦2号,其千粒质量最高分别为52.5、55.1、51.0 g;春麦区3个育成品种为新啤9号、新啤8号和蒙啤麦4号,其千粒质量最高分别为55.0、52.1、55.0 g;在冬麦区中的浙皮8号、云啤9号虽然千粒质量较高,但其产量较低。据有关文献报道,浙皮8号产量为310.9 kg/667 m2,云啤9号产量为372.5 kg/667 m2,均比申海麦2号的产量(421.7~467.6 kg/667 m2)低。申海麦2号是2013年通过江苏省农作物品种审定委员会鉴定定名的大麦新品种,适宜在江苏省大麦产区种植,具有矮秆抗倒、高产、大粒、高抗大麦黄花叶病等优点。该品种的平均千粒质量在45 g左右。在生产实践上,如良种良法配套、农艺与农机结合最佳时,大麦获得高产也是可能的(表3)。

表3 2015年以前育成主要大麦品种的千粒质量和产量

续表3

大麦品种千粒质量(g)产量(kg/667m2)种植区域报道文献驻大麦3号40.0~50.0370.0~430.0冬麦区大麦与谷类科学,2003(4)鄂大麦1236.4310.0~356.0冬麦区中国种业,2009(6)鄂大麦07240.6380.0~470.0冬麦区大麦与谷类科学,2015(4)鄂大麦50740.0~43.0330.0~500.0冬麦区湖北农业科学,2010(12)华大麦8号33.7390.0冬麦区湖北农业科学,2010(12)华大麦7号46.8383.7冬麦区湖北农业科学,2010(6)华大麦6号38.0360.0~400.0冬麦区技术与市场,2014(2)浙大9号46.5467.0冬麦区中国农技推广,2015(8)浙大8号47.0364.2冬麦区大麦与谷类科学,2010(4)浙啤3342.2310.0~460.0冬麦区大麦与谷类科学,2007(4)浙皮10号42.8310.0~462.0冬麦区麦类作物学报,2015(6)浙皮9号43.2310.0~450.0冬麦区麦类作物学报,2014(5)浙皮8号52.5310.9冬麦区大麦与谷类科学,2006(2)浙皮7号47.1252.6冬麦区大麦与谷类科学,2004(2)浙皮6号39.5258.9冬麦区种子世界,2204(4)浙秀1238.9313.5冬麦区浙江农业科学,2007(10)云啤10号44.2347.0高原冬麦区大麦与谷类科学,2014(4)云啤9号55.1372.5高原冬麦区种子,2014(7)云啤4号38.8300.0~450.0高原冬麦区大麦与谷类科学,2008(4)云啤2号43.6370.0~560.0高原冬麦区麦类作物学报,2010(2)昆啤2号42.0400.0高原冬麦区农业科技通讯,2014(6)凤03-3937.4413.0高原冬麦区大麦与谷类科学,2015(4)凤大麦7号45.4~46.8480.0~570.0,最高达718.2[6]高原冬麦区大麦与谷类科学,2013(3)凤大麦6号38.0480.0~612.0高原冬麦区大麦与谷类科学,2012(1)保大麦14号35.0~38.0376.0高原冬麦区中国种业,2014(4)保大麦六号36.0~40.0717.4高原冬麦区农村实用技术,2007(8)临大麦3号44.5521.0高原冬麦区农业科技通讯,2014(4)花3043.0450.0~500.0冬麦区上海农业科技,2003(6)花2240.5340.0~470.0冬麦区大麦与谷类科学,2006(4)莆大麦9号44.0330.0冬麦区安徽农学通报,2015(6)莆大麦8号45.3~50.5320.0~380.0冬麦区大麦与谷类科学,2004(3)莆大麦7号48.0~53.0389.5冬麦区湖北农业科学,2008(12)川农饲麦1号39.1385.9冬麦区中国科技成果,2015(13)申海麦1号43.0406.4~523.1冬麦区大麦与谷类科学,2012(03)申海麦2号42.0~51.0421.7~467.6冬麦区大麦与谷类科学,2015(02)568.4[9]江苏农业科技报,2015-06垦啤6号41.8~44.4566.7春麦区麦类作物学报,2010(5)垦啤5号42.8~45.8460.0~510.0春麦区大麦与谷类科学,2009(3)垦啤4号43.0~47.6420.0~513.9春麦区大麦与谷类科学,2008(2)甘啤6号45.0~50.0500.0~650.0春麦区麦类作物学报,2010(5)甘啤5号40.0400.0~500.0春麦区麦类作物学报,2008(3)甘啤4号45.0~48.0420.0~500.0春麦区麦类作物学报,2009(3)甘垦啤7号45.2585.0春麦区麦类作物学报,2014(6)陇啤1号43.0~45.0577.6春麦区大麦与谷类科学,2011(3)武啤1号45.0480.0~670.0春麦区甘肃农业科学,2013(11)新啤9号45.4~55.0400.0~580.0春麦区大麦与谷类科学,2015(1)

续表3

大麦品种千粒质量(g)产量(kg/667m2)种植区域报道文献新啤8号46.0~52.1379.0~538.0春麦区大麦与谷类科学,2014(4)新啤2号42.0~46.0370.0~500.0春麦区农技服务,2005(11)垦啤麦1045.0~46.0450.0~600.0春麦区大麦与谷类科学,2012(4)垦啤麦8号45.0~47.0264.9春麦区大麦与谷类科学,2006(1)垦啤麦7号45.0~47.0293.7春麦区大麦与谷类科学,2004(2)垦啤麦6号45.0~48.0300.0春麦区大麦与谷类科学,2004(1)垦啤麦5号39.0~40.0314.7春麦区黑龙江农业科学,2004(4)垦啤麦3号45.0243.5春麦区现代化农业,2001(8)垦啤麦2号40.0258.7春麦区安徽农学通报,2009(5)蒙啤麦4号42.0~55.0320.0~500.0春麦区大麦与谷类科学,2015(4)蒙啤麦3号41.0~48.0300.0~450.0春麦区大麦与谷类科学,2012(3)蒙啤麦一号45.0~50.0300.0~476.0春麦区大麦与谷类科学,2008(4)龙啤麦3号42.5400.0~430.0春麦区麦类作物学报,2015(4)龙啤麦2号42.5300.0~420.0春麦区麦类作物学报,2012(3)龙啤麦1号39.0330.0~400.0春麦区中国种业,2013(1)吉啤3号45.0315.0春麦区农村科学实验,2010(1)伊大麦1号45.0530.0-640.0春麦区种子世界,2008(11)

综上所述,申海麦2号、云啤9号、新啤9号、新啤8号、蒙啤麦4号、凤大麦7号和保大麦六号等品种相比其他品种都具有高千粒质量和高产量特性,显然,这也与我国大麦生产主要分布在西北、云南、江苏、内蒙和东北等地区有关,其他地区可能相应要薄弱一些。相关文献显示,2015年大麦灌浆期间,江苏大面积生产遭遇大风大雨袭击,经江苏省作物栽培技术指导站现场对申海麦2号测产验收,1.67 hm2高产田,平均产量达到568.4 kg/667 m2,创历史新高,充分体现了其矮秆抗倒的优良特性[9]。经文献计量学分析,该品种在苏、浙、沪、鄂、豫、闽、川等冬麦区所报道的大麦品种中千粒质量与产量均是最高的。

3 结论与展望

对于大麦育种文献计量学研究表明,我国大麦育种及其产业正进入一个低谷或调整期,但相关地方品种选育与应用基础研究仍在进行中。应用基础研究主要表现在对大麦种质资源的多样性(含种质鉴定)与育种性状[10-12]、资源利用与基因转化[13-14]、品质性状比较[15]及与环境互作影响等[16-17]。

我国此后大麦的品种选育工作应紧密结合产业发展需求,努力适应农业产业结构调整,向多元化、专业化产品开发方向进行,表现在品种结构上,将继续发展啤酒大麦、饲用大麦、叶用大麦及保健休闲大麦等多样化与专用大麦品种,努力扩大大麦产品在人们生活中的比重;在产量与品质等特征特性方面,将由追求产量为主向产量与品质并重方向发展,并更加重视其加工品质对品种特性的要求;在农事茬口安排上,因地制宜,选育耐迟播、早熟品种仍将是重要方向,降低作物对光周期的敏感性也为人们所重视;在大麦抗生物与非生物胁迫方面,抗病、抗盐与抗旱育种仍将是重头戏。

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The Present Status and Prospect of Barley Variety Breeding in China Based on Bibliometric Analysis

GE Han-qin, LIU Xing-hua, CAO Ting, LIU Yan-yan, ZHANG Ming-sheng

(Jiangsu Coastal Area Institute of Agricultural Sciences, Yancheng 224002,China)

Barley (HordeumvulgareL.)is one of the most important crops, ranking fourth among cereals in the world. Using the method of the bibliometric analysis, we performed a statistical analysis on the literature of studies in barley that were published in Chinese journals during 2001-2015, with China Journal Full-text Database used as the data source, The results showed that a vast literature was found when the search keywords were “cultivated varieties”, “cultivation”, and “processing”. The numbers of the papers containing the keywords “cultivated varieties”, “cultivation”, and “processing” all peaked in 2014, standing at 32966, 20781 and 33453, respectively, However, the literature for barley breeding (technology) was very limited. Seventy-nine cultivated varieties were searched. Among them, four varieties (Shenhaimai 2, Xinpi 9, Xinpi 8, and Mengpimai 4) had higher yield and 1000-grain weight; Shenhaimai 2 belongs to the winter wheat region, and the other three belong to the summer wheat region. The new barley variety Shenhaimai 2 had the highest yield and 1000-grain weight among all of the varieties reported in winter wheat regions, including Jiangsu, Zhejiang, Shanghai, Hubei, Henan, Fujian, and Sichuan.

Barley;Breeding;Cultivated varieties;Shenhaimai 2;Bibliometric analysis

S-03;S-1

A

1673-6486-20160238

2016-08-08

江苏省啤酒大麦行业协会资助。

葛汉勤(1965—),男,副研究员,主要从事农业经济与科技管理工作。E-mail:2069871635@qq.com。

*通讯作者:张明生(1958—),男,研究员,主要从事大麦新品种选育与期刊编辑工作。E-mail:1229605490@qq.com。

大麦是全球排名仅次于小麦、玉米、水稻的重要禾本科作物[1]。大麦可直接食用,也可用作饲料,其籽粒萌发后的麦芽是啤酒生产的主要原料。大麦生育期短,耐贫瘠性好,抗逆性强,适应性广,在不同海拔、纬度和不同生态条件下均能良好生长[2-3]。二十世纪初中国大麦的栽培面积居世界首位,建国后在农作物的相互竞争中生产面积逐渐下降。改革开放以后,随着啤酒业和畜牧业的迅速发展,国内对啤酒大麦和饲料大麦的需求随之增加。国内大麦生产难以满足需求,大量的供需缺口依靠进口弥补。2001年以来中国年均大麦进口量200万t左右,占国内总需求的50%左右。此外,国内人均啤酒和禽畜肉类及其制品的消费增长潜力仍然很大,因此大麦的种植面积仍需稳定在一定的规模,不同大麦专用产品的需求仍存在较大的市场潜力,这对大麦的育种研究有着极其重要的意义[4]。

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