编辑推荐：
为解决气候多变和资源匮乏下的小麦高产稳产问题，研究人员开展 “以中心木质部面积为育种目标提升小麦产量和抗逆性” 的研究。他们评估 150 种小麦基因型，发现中心木质部面积等与产量正相关，还筛选出稳定高产基因型，为育种提供了参考。
在全球人口不断增长和气候变化的大背景下，粮食安全问题日益严峻。小麦作为世界上广泛种植的主食作物，其产量受到气候变化的严重影响。近年来，极端天气频繁出现，像不合时宜的降雨、热浪和干旱等，都极大地威胁着小麦的生产。据研究，气温每升高 1°C，全球小麦产量可能会减少 4.1 - 6.4%。在南亚，小麦生长期间遭遇的热浪和干旱，会使最终产量大幅下降。此外，当前小麦产量的年增长率仅为 0.5 - 1%，远远低于满足全球需求所需的 2.4%。为了应对这些挑战，提高小麦产量和稳定性，研究人员开始关注小麦的地上和地下性状，其中根解剖性状因其在资源吸收和植物适应性方面的重要作用，成为研究的焦点。
印度农业研究委员会 - 印度农业研究所（ICAR - Indian Agricultural Research Institute）的研究人员开展了一项关于小麦根解剖性状与产量和抗逆性关系的研究。他们通过对 150 种不同基因型的小麦在 3 种不同环境下进行研究，发现中心木质部面积（CMXA）等根解剖性状与产量之间存在显著的正相关关系。研究还筛选出了如 G97、G18 等在不同环境下都表现出高产和稳定性的基因型。这些研究成果对于培育适应多变气候、具有高产量和强抗逆性的小麦品种具有重要意义，相关论文发表在《BMC Plant Biology》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是田间试验，在印度的不同地点设置试验田，种植 150 种小麦基因型，设置不同播种时间以模拟多样环境；二是解剖测量，在分蘖期采集小麦根制作徒手切片，经染色后用显微镜观察并测量根解剖性状；三是统计分析，利用 R - Studio 软件进行均值、方差、相关性分析以及多性状稳定性分析等，通过多种模型评估基因型稳定性 。
研究结果
- 性状表现与相关性：研究人员对 150 种面包小麦基因型在 3 种不同环境下的 10 个根解剖性状、物候性状和籽粒产量进行了测定。结果显示，不同基因型在各性状上表现出显著差异。例如，G95 在 Env1 中的 CMXA 最高，G55 在 Env3 中的 CMXA 最低；G75 在 Env1 中的轴向导水率（AHC）最高，G90 在 Env3 中的 AHC 最低。同时，产量与多个性状呈显著正相关，如 50% 开花天数（DF）、全根面积（WRA）、皮层面积（CA）、CMXA、AHC 等。通过多元线性回归分析发现，最终模型中的 AHC、CMXA 等预测因子能解释约 54.2% 的产量变异，其中 CMXA 单独就能解释 14.90% 的产量变异。
- 多性状稳定性分析：通过 WAASB 和 WAASBY 指数进行稳定性分析，研究人员发现不同基因型在产量表现和稳定性上存在差异。如 G148 等基因型产量高且基因型与环境互作（GEI）效应强，G18 等基因型则表现为稳定且平均表现高。利用 MTSI、MGIDI 和 FAI - BLUP 等模型进一步分析，发现 4 个主因子能解释 69.4% 的总方差。基于 MTSI 得分，筛选出了 G49 等 22 个表现优异的基因型。不同模型筛选出的基因型存在一定重合，如 G97、G18 等基因型在多个模型中都被选中。
研究结论与讨论
该研究表明，CMXA 等根解剖性状在小麦产量形成中起着关键作用。这些性状与产量的正相关关系，意味着通过优化这些性状可以提高小麦产量。同时，研究中筛选出的稳定高产基因型，为小麦育种提供了重要的遗传资源。此外，多性状稳定性模型的应用，为全面评估基因型提供了有力工具，有助于在复杂环境下更准确地选择优良基因型。
然而，研究也存在一些局限性。虽然发现了根解剖性状与产量的相关性，但对于这些性状影响产量的具体分子机制还需进一步研究。此外，研究主要在特定地区和环境下进行，其结果在其他地区的普适性还需要更多验证。未来的研究可以朝着深入探究分子机制、扩大研究范围等方向展开，进一步推动小麦育种工作，提高小麦在全球范围内的适应性和产量，保障粮食安全。
