赤霉病是小麦、大麦、黑麦等禾本科作物生产中最具破坏性的病害之一，不仅造成减产，还会导致籽粒中积累真菌毒素，严重威胁食品安全和人类健康。近年来，受气候变化、种植结构调整和轮作制度等多重因素影响，我国小麦赤霉病的发生频率和危害程度持续加剧。目前，该病害已成为我国小麦生产损失最严重的病害之一，占主要病害总损失的42.2%。从区域分布看，赤霉病已由长江中下游、江淮麦区扩展到黄淮麦区，并进一步向西北麦区蔓延，防控形势日趋严峻。据全国农业技术推广服务中心统计，全国每年约有1亿亩小麦受赤霉病侵害，需防治面积接近2亿亩，单是防治费用就接近百亿元。

 

    目前我国防治小麦赤霉病主要依靠初花期打药来降低赤霉病发病。小麦抗赤霉病新品种选育并持续进行新抗病基因发掘，是最有效的防控途径之一，但长期以来缺少抗性材料和理想的抗病基因资源，因此，发掘小麦抗赤霉病育种的遗传基础尤为重要。

 

    20世纪80年代，韩方普研究员利用四倍体长穗偃麦草开始了小麦远缘杂交育种工作，以硬粒小麦为母本，四倍体长穗偃麦草为父本进行杂交、回交和连续自交(Han and Li, JGG,1993)，意外发现育成的六倍体小偃麦具有非常好的赤霉病抗性(Han, PAG, 2003)。鉴定发现二倍体长穗偃麦草同样高抗赤霉病，且近期发表的研究表明四倍体长穗偃麦草是由二倍体长穗偃麦草同源加倍、进化而来（Shi et al., Plant Journal, 2022）。

 

    为拓宽小麦遗传资源、突破赤霉病抗性育种瓶颈，韩方普团队开展小麦野生近缘种抗病资源挖掘与利用。研究发现，含有二倍体长穗偃麦草（Thinopyrum elongatum） 7E染色体的小麦材料表现出优异的赤霉病抗性（Fu et al., JGG, 2012）。基于这一发现，团队自2010年起，以二倍体长穗偃麦草端体附加系CS-7EL为供体，持续开展花粉辐射诱变，获得大量小麦–长穗偃麦草染色体易位变异。同时建立了集“远缘杂交—γ射线诱变—高分辨率FISH鉴定—片段特异分子标记追踪”于一体的染色体工程技术体系，实现外源染色体片段的精准鉴定、追踪与选择。经过连续多年、多点田间和温室人工接种鉴定，并结合回交转育和农艺性状评价，从843个稳定易位系中筛选获得了一批兼具赤霉病抗性和优良农艺性状的育种材料，并进一步创制了2个具有重大育种利用价值的小麦–长穗偃麦草抗赤霉病易位系(Guo et al., Plant Biotechnology Journal, 2023)。其中国审新品种中科166、中科1878等已在黄淮南片等小麦主产区推广应用，实现了从抗病种质发现、染色体工程创制与精准鉴定，到优异材料筛选、分子设计育种和新品种产业化应用的全链条贯通，为拓宽小麦抗赤霉病遗传资源、破解抗赤霉病育种瓶颈提供了新种源和新技术。

 

    在上述抗赤霉病种质创新和育种技术体系基础上，中国科学院遗传与发育生物学研究所韩方普团队以中科166为亲本，进一步开展抗病与高产协同改良，成功选育出中抗赤霉病、中抗茎基腐病、高产小麦新品种中科1689，并于2026年8月24日通过国家审定（国审麦20263028）。中科1689入选2024—2025年度国家小麦育种联合攻关黄淮南片唯一区生同试品种，区一、区二分别较对照增产7.14%和6.55%，生产试验增产5.09%，表现出良好的高产稳产潜力。该品种中抗赤霉病和茎基腐病，抗小麦黄花叶病毒，株型低秆、抗倒，综合抗病性和产量优势突出，实现了小麦抗病性与高产稳产的协同提升。目前，中科1689生产经营权已许可给河北众人信农业科技有限责任公司，通过科企合作加快品种产业化推广，推动抗病、高产小麦新品种向生产应用转化。

 

中抗赤霉病、中抗茎基腐病、高产小麦新品种中科1689

A. 中科1689含一对7EL/7DL易位染色体; B. 中科1689单株; C. 中科1689籽粒;
D. 中科1689赤霉病喷菌接种发病情况; E-G. 中科1689大田生长情况; H. 中科1689销售包装。