小麦是我国主要粮食作物之一，根据适种条件可划分为不同麦区，其中黄淮冬麦区为主产区，种植面积与产量均居首位^[1-2]。当前，我国小麦生产历经恢复性增长、稳定增长和单产快速增长阶段后，正朝着产量与质量同步提升的阶段转变^[3]。在小麦品种更新换代进程中，新品种发挥着关键作用，但以往小麦育种普遍侧重产量提升，对品质改良有所忽视。近年来，各科研单位逐渐加强了对小麦品质的研究。张会芳等^[3]研究了黄淮冬麦区南片近20年育成小麦品种的性状演变规律，发现中强筋小麦占比的提升带动了优质专用小麦占比的持续上升，但强筋小麦占比的提升不显著。张勇等^[4]运用SDS-PAGE、KASP技术和35K SNP芯片技术，对黄淮麦区27个代表性的强筋品种进行遗传组成分析，结果表明强筋品种遗传背景较为狭窄，具有较大的改良潜力。关于小麦品质育种未来方向，张羽丰等^[5]对2012-2022年国家试验审定品种进行分析，指出黄淮麦区应着重提高小麦的稳定时间和最大拉伸阻力等加工品质。郝建宇等^[6]对2009-2018年黄淮冬麦区北片参试的172个冬小麦品种（系）进行品质分析，发现稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力是影响小麦品质的主要因素。自2017年《主要农作物品种审定标准（国家级）》^[7]修订以来，我国提高了优质小麦品种的审定标准，一批表现优异的强筋和中强筋小麦新品种应运而生。小麦品种的遗传基础决定了品质性状提升的潜力，亲缘系数可衡量品种间亲缘关系的远近，依据品种系谱信息计算亲缘系数，能够简便地评估品种的遗传多样性。李楠楠等^[8]采用亲缘系数评估了2000-2020年黄淮冬麦区河南省国审小麦品种的遗传多样性；郭对田等^[9]运用亲缘系数评价了烟农系列小麦种质的育种价值；王江春等^[10]采用亲缘系数探讨了山东省小麦品种的遗传多样性。上述研究分别对黄淮麦区小麦品种的品质性状和遗传基础进行了分析，但针对强筋和中强筋小麦品种的品质性状、遗传基础及育种策略等方面的综合分析较少。而此类综合分析对于提高强筋小麦品种的育种效率、拓宽遗传基础以及增加强筋小麦品种多样性具有重要的参考价值。因此，本研究拟采用亲缘系数分析2020-2024年黄淮麦区强筋和中强筋国审小麦品种的遗传多样性，并结合品种的组合信息和品质性状进行综合分析，进而提出黄淮麦区优质强筋小麦的育种策略。

供试材料为2020-2024年黄淮南片、黄淮北片和旱地组国家审定的117个强筋和中强筋小麦品种（其中济麦44、中麦578和众岱100为黄淮南片及黄淮北片双审定品种），小麦品种的组合信息、品质性状和产量数据来源于国家小麦品种审定公告，小麦品种的系谱信息来源于审定公告、选育报告、品种相关论文和书籍等。

对参试品种的选育单位、组合信息及品质性状等进行统计分析。基于品种的系谱信息计算亲缘系数，进而对参试品种进行系统聚类分析，结合品种的组合信息及其2年区试试验所呈现的品质性状数据进行综合分析。

亲缘系数可反映品种间的遗传相似性，通过品种系谱信息计算得出，每个品种的系谱可追溯至祖先亲本、农家地方品种、国外引进品种，或是无法进一步追溯的育种中间材料或品系，亲缘系数的计算原则参考王江春等^[10]的方法并作了部分修改，具体如下：（1）1个品种分别从其双亲各获得一半基因；（2）所有祖先种、亲本及其后代品种均假定为纯合，且它们之间的亲缘系数为0；（3）由矮败小麦轮回群体或太谷核不育轮回群体育成的品种，因其亲本复杂且难以追溯，故视为祖先种；（4）系选品种、自然突变和诱导突变材料与其祖先的亲缘系数设定为0.75；（5）同组合2个品种间的亲缘系数为0.75²=0.5625；（6）对于含有部分相同亲本的旁系品种，其亲缘系数计算公式为：R_SD=∑[(1/2)ⁿ]，式中，R代表品种S和D之间的亲缘系数，n代表品种S和D的共同亲本与其的世代数之和。117个参试品种共组成6786对组合。参考李楠楠等^[8]的方法，运用协方差法进行辅助计算，获得117×117的亲缘系数矩阵。采用R 4.3.2开源软件的ggtree包进行系统聚类并绘制进化树，同时利用cluster包确定最佳聚类个数。

为更直观地呈现参试品种的品质类型并说明其品质稳定性，依据《主要农作物品种审定标准（国家级）》^[7]中的品质标准，对参试品种2年区域试验的品质指标数据进行标准化处理（“0”表示缺失值，“1”表示达到中筋品质标准，“2”表示达到中强筋品质标准，“3”表示达到强筋品质标准）。对于双国审品种，采用其首次审定时的品质数据。运用R 4.3.2软件的ggplot2包，对品质指标标准化数据绘制热图，并利用Adobe Illustrator 2022将进化树图与热图整合为组图。

试验数据由WPS Office软件整理与统计，并制作图表。

2020-2024年黄淮麦区共有40个强筋品种和80个中强筋品种通过国家审定（3个双审定品种重复计数）。5年间分别审定强筋和中强筋品种12、18、27、39和24个，整体呈增多的趋势（图1）。强筋且品质稳定的品种（2年区试均达到强筋标准）分别有2、6、2、3和2个（图1），其中强筋且品质稳定的品种中麦578和济麦44通过了黄淮南片和黄淮北片审定，兼具广适的特点。

组合信息分析结果（表1）表明，强筋和中强筋小麦品种的选育主要以单交为主，共89个品种，占比74.2%，其中56个品种采用审定品种间单交的方式，占总品种数的46.7%；采用复交方式为辅的有21个品种，占比17.5%；采用矮败轮回群体或太谷核不育轮回群体选育的品种有7个，占比5.8%；采用系选、双单倍体诱导和辐射诱变等其他方式选育的品种有3个，占比2.5%。由此可见，单交是强筋和中强筋小麦品种选育的主要方式，尤其是审定品种间单交。强筋小麦品种中有29个以单交方式选育，占强筋小麦品种总数的72.5%，为主要的方式，尤其是审定品种间单交的有21个，占比52.5%，为所有育种方式中最高。强筋且品质稳定的小麦品种（2年区试均为强筋）共15个，12个为单交方式选育，是主要方式，8个为品种间单交选育，在所有育种方式中数量最多。因此，强筋小麦品种的选育以单交方式为主，尤其是审定品种间单交。

育种单位类型分析结果表明，科研单位和企业的强筋、中强筋小麦品种育种能力相当，分别育成54和52个品种，占总品种数的45.0%和43.3%，科研单位和企业合作育成品种14个，占总品种数的11.7%。科研单位在选育强筋品种的数量和品质上均略具优势，科研单位选育强筋品种20个，占强筋品种总数的50%，企业选育强筋品种16个，占40%；其中科研单位和企业分别育成8和6个强筋且品质稳定的小麦品种。

117个强筋和中强筋小麦品种组成6786对组合，组合间亲缘系数的变异范围在0.0000~0.5625，平均为0.0640，其中3104对组合存在亲缘关系，占比45.7%，说明近5年黄淮麦区通过国家审定的强筋和中强筋小麦品种总体遗传相似度不高。有10个品种与其他品种的亲缘系数为0，即不存在亲缘关系，其中淮麦43等4个品种为轮回选择群体选育，西农161等6个品种亲本均为中间品系（无法进一步追溯）。分属同一组合的品种亲缘系数最高（0.5625），安科157和安科1303的组合为“泰山21号/西农1718”，西农235和荣华116的组合为“郑麦366/陕麦159//周麦22”，西农2836和陕禾1028的组合为“西农294/新麦26”。

基于参试小麦品种间的亲缘系数进行轮廓系数分析，结果（图2）表明，117个品种分为9个类群，平均轮廓系数为0.18时聚类效果最佳。综合参试品种组合信息、聚类结果和品质指标对9个类群进行亲缘聚类和品质热图分析（图3）。

类群Ⅰ包括泰农112等6个品种，主要以泰农18为直接亲本育成，组合采用单交方式，以“高产品种/高产品种”为主（表2）。该类群多为中强筋品种，品质稳定性差（1年强筋或中强筋，1年中筋），其中仅昌麦1号为强筋品种，但其品质为1年强筋和1年中筋，岱麦366品质较稳定，为2年中强筋。该类群2年品质指标强筋标准总达标率仅为45.8%，为所有类群最低，同时蛋白质含量、稳定时间和吸水率3个指标的强筋标准达标率也为所有类群最低，分别为33.3%、25.0%和50.0%（表3）。综上所述，类群Ⅰ以泰农18为直接亲本进行“高产品种/高产品种”的单交方式，衍生品种品质提升不明显，总体品质一般。

类群Ⅱ包括安科1802等14个品种，主要以济麦22为直接亲本育成，组合多为单交方式，仅中原国科15号和皖垦麦22采用复交的方式，多采用高产品种（系）间杂交，其中中麦578、中麦32和济麦0435为“高产品种/优质品种”的组合方式。14个品种中有4个强筋和10个中强筋品种，总体品质一般，但较稳定。中麦578为强筋且品质稳定的品种，金永丰1号、济麦0435、华皖麦2号、济麦52、尊麦26和皖垦麦22为中强筋且品质稳定品种，中麦32和中原国科15品质较好但不稳定（1年强筋，1年中强筋）。2年品质指标该类群达到强筋标准的总达标率为66.1%，表现较差；但蛋白质含量、湿面筋含量和吸水率3个指标的强筋标准达标率能达到所有品种的均值及以上，分别为78.6%、67.9%和85.7%。综上所述，类群Ⅱ以高产品种济麦22为直接亲本，多采用“高产品种/高产品种”的单交方式，衍生品种能在蛋白质含量、湿面筋含量和吸水率方面获得一定提升，总体品质一般，但较稳定。

类群Ⅲ包括秋乐318等10个品种，主要以郑麦366为直接亲本育成，组合多为“高产品种/优质品种”的单交方式，其中，郑麦158和西农20采用复交，中麦688和郑品优9号分别采用天然异交系选和诱变。10个品种中有5个强筋和5个中强筋品种，除中麦688有1年的品质为中筋，其他均达到中强筋以上标准。强筋品种均为1年强筋1年中强筋。2年品质指标该类群强筋标准的总达标率为71.7%，表现较好。6个品质指标中有5个的强筋标准达标率能接近或高于平均水平，仅最大拉伸阻力的强筋标准达标率为65.0%，低于总体均值（72.2%）。综上所述，类群Ⅲ采用强筋品种郑麦366为直接亲本，多采用“高产品种/优质品种”的单交方式，衍生品种的品质（除最大拉伸阻力）均较易获得提升，能够稳定达到中强筋以上标准。

类群Ⅳ包括西农2836等17个品种，主要以新麦26为直接亲本，该类群有12个品种为单交组合和5个复交组合，复交组合均采用新麦26作为复交亲本，该类群主要为“优质品种/优质品种”的组配方式，其中德宏福麦11、豫农905和技丰麦206为“高产品种/优质品种”的组配方式。17个品种中有8个强筋品种，其中有6个品种具有强筋且品质稳定的特点，在所有类群中最多，分别为济麦44、临泛麦3号、新麦45、谷神麦19、富麦916和新麦58。该类群2年品质指标强筋标准的总达标率为73.0%，表现较好。该类群6个品质指标的强筋标准达标率均高于平均水平，品质较好且各品质指标均衡。综上所述，类群Ⅳ以强筋品种新麦26为直接亲本，多为“优质品种/优质品种”的单交方式，衍生品种各品质指标均较易获得提升，较其他类群更易获得强筋且稳定的品质。

类群Ⅴ包括浚黎9号等8个品种，主要以西农979为直接亲本，6个品种为单交组合，2个品种为复交组合，有“高产品种/优质品种”和“优质品种/优质品种”2种组配方式，但3个强筋品种均为“优质品种/优质品种”的方式组配。该类群品质较好，除秦麦851有1年的品质为中筋，其他均达到中强筋以上标准。8个品种有3个为强筋品种，且品质稳定。该类群2年品质指标强筋标准的总达标率为74.0%，表现较好。该类群的吸水率和最大拉伸阻力均表现优异，在所有类群中最好，强筋标准达标率分别为100.0%和81.3%。综上所述，类群Ⅴ以强筋品种西农979为直接亲本，采用“优质品种/优质品种”的方式更易获得强筋且稳定的品质，衍生品种的吸水率和最大拉伸阻力2个品质指标在所有类群中表现最好。

类群Ⅵ包括周麦42等20个品种，主要以豫麦2号衍生的高产品种为亲本，15个品种为单交，6个品种为复交，主要为“高产品种/优质品种”的方式，其中新麦38为“优质品种/优质品种”的方式。该类群21个品种有7个强筋品种，但仅新麦38为强筋且品质稳定的品种。该类群2年品质指标强筋标准的总达标率为68.8%，表现一般。该类群的稳定时间表现优异，在所有类群中最好，强筋标准达标率为72.5%，但其他品质指标表现一般，仅最大拉伸阻力高于平均值，为80.0%，尤其是湿面筋含量表现为所有类群中最差，强筋标准达标率仅为60.0%。综上所述，类群Ⅵ以豫麦2号衍生的高产品种为亲本衍生而来，虽出现多个强筋品种，但品质不稳定，该类群在稳定时间方面表现优异，为所有类群中最好，同时最大拉伸阻力也较易获得提升。

类群Ⅶ包括青麦11号等6个品种，主要以烟农19或烟农21为直接亲本，烟农21与烟农19的亲本为相同组合，6个品种均为单交，主要为“优质品种/高产品种”的方式，其中轮选49为“优质品种/优质品种”。该类群6个品种仅轮选49为强筋品种，但品质不稳定，为1年强筋1年中强筋，其他虽为中强筋，但大多为1年中强筋1年中筋。该类群2年品质指标强筋标准的总达标率为50.0%，表现较差。该类群所有品质指标仅吸水率强筋标准达标率高于平均值，为83.3%，最大拉伸阻力和拉伸面积的强筋标准达标率均为所有类群中最低，分别仅为41.7%和25.0%。综上所述，类群Ⅶ以烟农19为直接亲本，主要采用“优质品种/高产品种”的方式进行单交，衍生品种虽吸水率较易获得提升，但不易获得强筋品种。

类群Ⅷ包括裕田麦126等4个品种，主要以强筋品种师栾02-1为直接亲本，同时以矮败或太谷核不育小麦为载体构建轮回选择群体做对手亲本。该类群所有品质指标均达到中强筋以上标准，4个品种中有3个强筋品种，其中冀麦U68为强筋且品质稳定类型。该类群2年品质指标强筋标准的总达标率为83.3%，表现最好。该类群所有品质指标的强筋标准达标率均高于平均水平，且蛋白质含量、湿面筋含量和拉伸面积的强筋标准达标率为所有类群中最高，分别为100.0%、100.0%和75.0%。综上所述，类群Ⅷ以强筋品种师栾02-1为直接亲本、轮回群体为对手亲本，所有品质指标均较易获得提升，且蛋白质含量、湿面筋含量和拉伸面积为所有类群中最好。

类群Ⅸ包括安科157等32个品种，育成品种间亲缘关系较远或没有关系，以中间材料阶梯单交为主，以审定品种间单交为辅，个别采用复交或轮回群体。该类群32个品种中有强筋品种6个，其中仅西农161为强筋且品质稳定的品种。该类群2年品质指标强筋标准的总达标率为66.7%，表现较差。6个品质指标中有3个指标强筋标准达标率高于平均水平，但较为均衡，在总体平均水平上下浮动。综上所述，类群Ⅸ采用中间材料阶梯单交为主、审定品种间单交为辅的育种策略进行强筋小麦育种的成效一般，仅西农161为强筋且品质稳定的品种。

117个强筋和中强筋小麦品种中有13个强筋且品质稳定品种（2个双国审品种）。13个品种中有9个品种采用单交的方式，10个品种采用了2个及以上强筋品种作为亲本的“优质品种/优质品种”组配原则。说明采用强筋品种或品系进行“优质品种/优质品种”单交组配的育种策略是选育强筋且稳定品种的主要方式。

117个参试品种直接亲本统计结果（表4）表明，直接育成品种数≥3的核心亲本共有17个，其中核心亲本属于高产类型的品种共7个，属于强筋类型的品种共10个。强筋品种（系）是选育强筋品种的主要优质性状来源。对强筋核心亲本的利用情况进行分析，结果表明新麦26利用频次最高，育成15个品种；郑麦366和西农979次之，分别育成品种12和11个；周麦32、藁优2018和豫麦34育成品种最少，均育成3个品种。为进一步了解强筋核心亲本的遗传基础，进行了系谱分析（图4），结果表明，10个强筋核心亲本由4个骨干亲本衍生而来，新麦26、豫麦34和郑麦366均含有豫麦2号的血缘，藁优2018和师栾02-1含有8901的血缘，新麦26和济南17含有临汾5064的血缘，烟农19、周麦32、西农979和郑麦7698均含有小偃6号的血缘。其中新麦26同时含有豫麦2号和临汾5064的血缘，郑麦366不仅含有豫麦2号的血缘，同时和小偃6号具有相同长穗偃麦草的血缘。对于骨干亲本的应用，小偃6号和8901多采用渐进式的阶梯杂交，豫麦2号和临汾5064则大多作为直接亲本进行利用。

强筋小麦是食品加工业生产各类面食时配麦与配粉的主要原料，随着人们生活水平提升，我国强筋小麦产需缺口逐年扩大^[11]。2017年中央1号文件明确要求重点发展强筋小麦生产^[12]，并修订了《主要农作物品种审定标准（国家级）》^[7]。自试验程序中小麦品种品质标准提高后，黄淮麦区共审定117个强筋和中强筋品种（含3个双国审品种），审定数量呈逐年递增趋势，且每年均有2个及以上强筋且品质稳定的品种通过审定，这将在一定程度上满足生产需求。当前，种业企业的强筋小麦育种能力显著提升，已与科研单位相当。在育种方式上，单交不仅是选育强筋和中强筋小麦品种的主要方式，更是选育强筋且品质稳定品种的关键方式，特别是审定品种间杂交。这一结论与蒋进等^[13]和李爱国等^[14]对四川省和河南省育成小麦品种的分析结果一致。因此，未来强筋小麦品种选育仍应重视单交育种方式，尤其是审定品种间的单交。

参试品种总体相似性较低，品种间亲缘系数平均值为0.0640。这一现象得益于在强筋和中强筋小麦品种选育过程中对中间材料和轮回群体组配方式的有效利用。然而，总体上亲本利用较为集中，参试品种主要由17个核心亲本育成，其中10个为强筋核心亲本，且这10个强筋核心亲本仅由4个骨干亲本衍生。由此可见，强筋小麦品种优质性状的遗传基础尚不够广泛，这与张勇等^[4]从分子层面分析黄淮麦区部分强筋小麦品种遗传基础的结果较为一致。不过，本研究聚类分析中类群Ⅸ包含32个强筋和中强筋品种，它们亲缘系数较远或无亲缘关系，更多采用了创制的中间材料，但利用效果欠佳，仅有6个为强筋品种。这是因为中间材料虽在某些性状上具有突出优势，但其他性状存在明显缺陷^[15]，在育种过程中难以兼顾品质与产量。未来需加强创制和应用品质优势突出且产量性状协调的中间材料。

不同强筋核心亲本及组合配置方式的运用，对强筋和中强筋小麦品种的品质影响呈现出一定规律。采用“优质品种/优质品种”的单交方式，以强筋品种作为亲本，是选育强筋且品质稳定品种的主要途径。这是因为强筋品种亲本本身具备优质特性，且其产量性状已通过生产实践检验，在组配时仅需对部分优质指标进行互补强化，更易选育出适应生产需求、强筋且品质稳定的小麦品种。不同强筋核心亲本对衍生品种品质的提升效果存在差异。新麦26、济南17、郑麦366和西农979进行“优质品种/优质品种”组配时，衍生品种的各项品质指标提升较为均衡，更易获得强筋且稳定的品质表现。其中，西农979对衍生品种吸水率和最大拉伸阻力的提升效果最佳；师栾02-1对衍生品种蛋白质含量、湿面筋含量和拉伸面积的提升效果最佳；采用由豫麦2号衍生的高产品种与优质品种组配，对衍生品种稳定时间的提升效果较好，但存在年际间品质不稳定的问题。总体而言，稳定时间和拉伸面积仍有待提升，其强筋达标率分别为61.5%和53.4%，低于品质指标的总达标率67.5%。因此，未来强筋小麦育种工作需针对这2个品质指标创制具有突出优点且兼顾产量的小麦新种质，或开发更优的育种策略。

种质资源创新是小麦育种取得突破性进展的关键^[16]。豫麦2号、小偃6号、临汾5064和8901作为骨干亲本，为近年来强筋小麦品种选育奠定了坚实基础。豫麦2号聚合了地方品种与多个国外品种的优良性状，遗传基础复杂。河南省推广的多个优质小麦品种均带有豫麦2号的血缘^[17]，如豫麦34便是其与矮孟牛单交育成的强筋优质品种。不过，豫麦2号衍生的早期品种加工品质欠佳，强筋品种数量有限，后经与小偃6号等优质源再次改良，品质得到显著提升^[18]。郑麦366即通过审定品种间单交，聚合了豫麦2号和小偃6号同祖品种PH82-2-2^[19]的优良性状。小偃6号遗传基础丰富，聚合了地方小麦、意大利等国外小麦以及长穗偃麦草的优良性状^[20]，其加工和食用品质突出且遗传力高^[21]，衍生品种常被反复利用。这些衍生品种多通过创制中间材料进行阶梯杂交选育而成，如西农979、郑麦7698、烟农19和周麦32等。临汾5064继承了墨西哥优质材料Saric的品质性状，优质性状配合力好、遗传力强^[22]，其衍生品种通常通过品种间单交即可获得，如济南17、济麦19和临优145等。8901聚合了四倍体硬粒小麦波兰小麦和优质临漳麦的优质特性^[23]，与三大优质源之一的“中作8131-1^[24]”相似，是通过四倍体硬粒小麦远缘杂交获得，具有硬质和超强筋的特性，并衍生出藁优2018和师栾02-1等多个超强筋小麦品种。此外，骨干亲本小偃6号、临汾5064、8901和豫麦2号均为审定品种或生产上推广的品种，品质性状与产量性状较为协调。从育成10个强筋核心亲本的过程可知，集合多个优质源的品种具有更高的品质配合力，如新麦26^[25]的育成与应用。4个骨干亲本的应用实践表明，改造国外材料相较于远缘杂交育种获得的品种在育种中往往能更快得到应用。这可能是因为国外推广品种通常兼具优质特点与优良产量性状，其衍生品种可聚合更多优点、减少缺点；而远缘杂交需通过阶梯杂交保留优质性状并集合更多优良产量性状，如西农979选育时，其5个主要亲本中有3个（陕229、陕213和西农881）均为小偃6号的衍生品种^[26]；藁优2018的2个亲本也均为8901的衍生系^[27]。因此，未来强筋小麦育种应拓宽遗传基础，以改造国外优质材料为中期目标，以利用近缘属植物优质基因为长期目标，尤其要重视偃麦草和硬粒小麦的利用。短期内充分利用新创制的优异强筋种质，如中麦578^[28]（澳大利亚优质品种Sunstate衍生品种）和济麦44^[29]（美国优质种质Lancota和中国济南17的衍生品种），其品质强筋且稳定，兼具高产广适性（在黄淮南片和黄淮北片双审定）。

2020-2024年黄淮麦区审定的强筋和中强筋小麦品种数量呈逐年递增的趋势。企业的强筋小麦育种能力与科研单位相当，育成品种分别占总品种数的43.3%和45.0%。品种的亲缘系数总体不高，但亲本利用较为集中，主要由10个强筋核心亲本衍生而来。强筋品种的选育主要采用“优质小麦/优质小麦”的单交策略。未来强筋小麦育种的中长期目标应重视利用国外优质品种和小麦近缘属植物创制优异强筋种质，短期内更多利用中麦578和济麦44等新创制的优异强筋种质来拓宽强筋小麦的遗传基础。