為了持續養活世界上不斷增長的人口，在未來的50年里，人類需要種植比過去10000年生產的小麥總量更多的小麥。

在過去的半個世紀，普通小麥品種的增產潛力不斷增加。然而，這種趨勢最近正在放緩，小麥遺傳多樣性的流失應當是小麥單產遺傳改良減緩的重要原因之一，致使現有種質庫中可發掘的遺傳多樣性十分有限。

通過人工雜交和加倍重現節節麥與二粒小麥或硬粒小麥之間的雜交，可以引入新的遺傳資源，重獲小麥起源和馴化過程中失去的許多野生近緣種有價值的遺傳變異。

六倍體合成小麥（SHW）是一種人工再造的六倍體小麥，利用SHW與現代小麥品種的進一步雜交，可以引入人們所需要的新性狀，提高普通小麥產量和抗逆性。

大多數SHW品系都是通過硬粒小麥（用于***通心粉的二粒小麥）與節節麥雜交而成。在大多數情況下，二倍體物種作為父本，硬粒小麥作為母本。

第一次培育合成小麥的嘗試是在20世紀中葉對“合成斯卑爾脫”小麥的研究中進行的，目的在于確定斯卑爾脫小麥（T.aestivumsubsp.speltaL.Thell）的原始性。這些最早的異源多倍體雜種類型被稱為“合成六倍體小麥”。

20世紀80年代末以來，國際玉米和小麥改良中心（CIMMYT）已經培育了1000多份SHW。SHW是提高小麥抗生物脅迫和非生物脅迫性能以及產量潛力（如大穗大粒）等的重要遺傳資源，但須通過與優良普通小麥品種雜交來去除不良性狀，培育合成小麥衍生系（SDL），或將SHW的部分性狀轉移到普通小麥品種中。

2003年，西班牙注冊了CIMMYT的合成小麥衍生品種Camona。同期，中國也審定了第一個利用合成小麥培育的品種。從那時起，世界各地至少有62個SDL被注冊。

與其親本相比，合成小麥培育的新品種的遺傳多樣性顯著提高。

中國是利用SHW作為遺傳資源獲得成功的主要國家之一，自1995年從CIMMYT引進200份SHW以來，四川省小麥育種家已經培育出川麥38、川麥42、川麥43和川麥47等4個高產高抗SDL，并已經通過審定和大規模推廣種植。

盡管SHW在小麥品種選育方面取得了一些成功，但已經利用的SHW總數仍然十分有限，特別是在我國其他小麥主產區（如山東省和河南省等小麥主栽省）。因此，SHW的利用和研究還應大大加強。

生物脅迫抗性：SHW已經報道具有抗葉銹病、稈銹病、葉斑病、黃斑葉枯病、麥二叉蚜和麥雙尾蚜等病蟲害的基因。

非生物脅迫抗性：節節麥和SHW是小麥改良中抗非生物脅迫的新遺傳變異的潛在來源。研究表明，這些合成品種根系發達，可以在更深的土壤中生長，這種特性在干旱環境中尤其重要。SHW還具有較高的耐鹽性和耐高溫性，有可能培育出高耐干旱的抗逆小麥品種。

抗穗發芽：收獲期之前和（或）收獲期間出現的高溫高濕天氣，會導致種子提前發芽，從而降低面粉品質，減少農民收入。節節麥種子休眠期較長，是抗穗發芽（PHSR）性狀的良好資源。

產量和產量因素：雖然SHW的產量潛力似乎比普通小麥要低，但生物量較高，可以將其轉化為更高的籽粒產量。這種生物量也可以增加收獲指數和粒重，而從合成小麥群體中選擇穗粒數增加的材料則可以用于提高普通小麥的產量。SDL在世界范圍內都是具有競爭力的資源，具有獨特而廣泛的適應性和產量改良潛力。

目前，六倍體小麥的基因組測序即將完成，使人們對普通小麥的四倍體供體種的基因含量、基因組結構和遺傳多樣性有了進一步的了解。金標準的六倍體小麥基因組以及進一步改善的二倍體祖先基因組也將很快完成。這些基因組信息的獲得，將進一步加速小麥功能基因組學研究。

現在，世界對小麥需求隨著世界人口的增長日益增加，小麥生產卻處在一個平臺期。氣候變化導致新的病原菌菌株（特別是銹菌）和病害更為頻繁地出現，為小麥生產帶來了更多的問題。嚴峻的形勢迫切需要一種高產穩產、抗逆性強的新型“超級小麥”。

合成小麥具有來自野生種的廣泛遺傳背景，有望在即將到來的且更為嚴峻的環境挑戰中發揮更大的作用。

?改編丨趙莎莎

改編原文：AiliLi,DengcaiLiu,WuyunYang,MasahiroKishii,LongMao.SyntheticHexaploidWheat:Yesterday,Today,andTomorrow[J].Engineering,2018,4(4):552-558.