冬小麦（Triticum aestivum L.）是全球最重要的粮食作物之一，气候变化导致世界范围冬小麦主产区变得更加干旱，每年有超过50%的小麦种植面积受到干旱影响。抗旱作物品种的选育是应对干旱对作物生产影响的重要措施。提升作物抗旱性不仅需要维持作物在有限供水下的生存和繁殖能力，更需要提升其收获籽粒产量的能力。但针对大量遗传育种材料和品种，获取不同供水条件下的籽粒产量需要的周期长、投入大，并受到年际生长环境变化影响。找到简单、准确、快速预测作物品种抗旱性的方法，可提高作物抗旱品种选育的效率。

在控制条件下的作物品种苗期鉴定具有环境可控性、时间短等优势，在这种生长条件下获得的作物品种抗旱性是否与田间表现一致？张喜英研究团队从2016年至2021年持续5个冬小麦生育期，在中国科学院栾城农业生态系统试验站对10个冬小麦品种在3个供水水平下（严重缺水、中度缺水和正常供水）进行田间试验，同时进行了3个生长期的苗期温室控制试验，比较品种抗旱性鉴定结果。研究结果显示在田间生长条件下，品种的抗旱节水特征受年型影响。通过单一指数或基于单个季节结果筛选的抗旱性存在差异。基于7个指标进行主成分分析和分级聚类分析，将10个品种分为4种干旱响应类型。籽粒产量水平田间生长条件下的抗旱性分类与温室苗期生长条件下生物量抗旱分类高度一致，冬小麦品种不同供水条件下的苗期生物量可用于预测田间种植条件下的最终品种产量表现和水分利用特征。精确控制的温室盆栽试验可以放大不同小麦品种的用水特性进行精确评估。气孔调控能力强的品种具有较高的抗旱性和生物量产量。在田间生长条件下，冠层温度较低、根系生长较深、根/冠比高、水分胁迫下气孔导度维持能力强与作物品种抗旱性具有显著正相关关系。研究结果为不同生长条件下抗旱冬小麦品种的鉴选提供了方法和指标参考。

研究结果以“Water use characteristics and drought tolerant ability of different winter wheat cultivars assessed under whole growth circle and at seedling stage”为题，于2024年6月17日在线发表于Agricultural Water Management。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心博士研究生李璐为第一作者，张喜英研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2022YFD1900703）、河北省创新团队项目（D2021503001）和河北省重点研发计划项目（20326410D）的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1016/j.agwat.2024.108921

图1  10个冬小麦品种在三个供水条件下抗旱节水特征田间和温室研究试验现场

图2  基于10个小麦品种在田间生长条件下抗旱指数的主成分分析和分级聚类分析结果

图3 基于10个小麦品种在温室苗期生长条件下抗旱指数的主成分分析和分级聚类分析结果