研究揭示北美未來氣候變化速率可能超過小麥育種效率

　　近年來，席卷全球的高溫熱害已成為限制小麥生產的突出問題，如何通過育種提升小麥的氣候適應性是研究熱點。然而，由于數據缺失，小麥育種對氣候變化有多大適應作用尚不清楚。

　　中國科學院大氣物理研究所研究員張天一、中國農業科學院研究員賀勇、小麥育種學家Ron DePauw及中國農業大學教授楊曉光等，收集了1961-2018年北美92個小麥育種站的85,770條數據，針對北美小麥育種對氣候變化的真實響應和適應作用提出第一手經驗證據。9月30日，相關研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

　　研究顯示，1961-2018年冬小麥和春小麥品種對氣候的響應不同。對于冬小麥來說，溫度每增加1℃，新品種（MYG）產量降低3.6%，對照品種（CK）產量降低5.5%，說明冬小麥育種的耐熱性是增加的；對于春小麥而言，溫度每增加1℃，新品種（MYG）產量降低7.5%，對照品種（CK）產量降低7.1%，說明春小麥育種的耐熱性沒有提升甚至有可能下降。這是北美冬小麥/春小麥新品種和對照品種對于極端高溫（EDD）的響應差異所致。

　　基于歷史上冬春小麥的育種趨勢，科研團隊進一步預估了未來氣候變化趨勢對不同小麥品種的影響。研究發現，未來增溫造成小麥生長季極端高溫出現概率顯著增加，造成未來氣候變暖對產量的負面影響逐漸超過育種優勢。研究估測：按照當前育種效率，當溫度增加6.0℃時，冬小麥新品種（MYG）產量將下降到基準氣候中對照品種（CK）的產量水平；對于春小麥來說，該溫度閾值是3.6℃。基于此，研究認為，真實的小麥育種在耐熱性上的表現不樂觀，如何通過育種手段應對越發嚴重的高溫熱害對于小麥育種家來說仍是挑戰。

　　鑒定小麥耐熱基因，研究構建基于基因選擇技術的小麥育種新方法，提高育種速率，優化小麥種質，切實增強小麥育種耐熱性，對規避由氣候變化引起的全球小麥生產安全問題具有重要科學意義。研究工作得到國家重點研發計劃、中科院青年創新促進會等的支持。