張曉，李曼，劉大同，江偉，張勇，高德榮,2

揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)性狀分析及育種啟示

張曉1，李曼1，劉大同1，江偉1，張勇1，高德榮1,2

（1江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江中下游小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225007；2揚(yáng)州大學(xué)/江蘇省糧食作物 現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇揚(yáng)州 225009）

【】通過研究揚(yáng)麥系列品種的品質(zhì)特性并進(jìn)行品質(zhì)聚類，明確揚(yáng)麥各品種品質(zhì)類型，為小麥品種區(qū)域化種植和品質(zhì)育種親本選用提供依據(jù)；通過對不同類型品種品質(zhì)性狀和系譜分析提出簡單實(shí)用的品質(zhì)選擇指標(biāo)和親本選配原則。以揚(yáng)麥24個品種為材料，于2015—2017年連續(xù)2年在江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行種植，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，2次重復(fù)，統(tǒng)一田間種植管理。成熟后收獲曬干，測定籽粒硬度、蛋白質(zhì)含量、面粉濕面筋含量、SDS沉淀值、溶劑保持力（solvent retention capacity，SRC）、粉質(zhì)儀參數(shù)和快速黏度儀參數(shù)等品質(zhì)指標(biāo)。揚(yáng)麥品種硬度變幅為13.48—62.12，可以明顯地分成硬麥和軟麥2種類型，硬麥大于54，軟麥小于32；沉淀值為6.33—13.75 mL；蛋白質(zhì)含量為12.60%—14.61%，濕面筋含量為29.74%—38.13%，面筋指數(shù)為38.86%—82.83%；水溶劑保持力為54.69%—78.56%，碳酸鈉溶劑保持力為71.40%—107.73%，蔗糖溶劑保持力為95.66%—127.27%；粉質(zhì)儀吸水率為54.77%—67.40%，形成時間1.23—8.83 min，穩(wěn)定時間2.20—13.17 min；峰值黏度高，多數(shù)品種峰值黏度3 000 cP左右，糊化溫度61.57—64.75℃。揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥17和揚(yáng)麥23品種籽粒硬度、沉淀值、水溶劑保持力、碳酸鈉溶劑保持力、蔗糖溶劑保持力和面團(tuán)吸水率顯著高于其他品種，其他品種多數(shù)無顯著差異；多數(shù)品種蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量無顯著差異，揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥6號和揚(yáng)麥17相對較高；形成時間和穩(wěn)定時間以揚(yáng)麥2號最長，其他品種多數(shù)無顯著差異。聚類分析表明揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)可分成2種類型，與系譜分析結(jié)果基本一致。揚(yáng)麥系列品種多數(shù)為弱筋小麥，籽粒硬度、面筋指數(shù)、水溶劑保持力、碳酸鈉溶劑保持力、蔗糖溶劑保持力、吸水率較低；揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥17和揚(yáng)麥23為中強(qiáng)筋小麥，籽粒硬度、面筋指數(shù)、水溶劑保持力、碳酸鈉溶劑保持力、蔗糖溶劑保持力、吸水率高；揚(yáng)麥品種峰值黏度高，糊化溫度低。硬度可以作為品質(zhì)育種簡單實(shí)用的選擇指標(biāo)，弱筋小麥和中強(qiáng)筋小麥品質(zhì)育種親本中必須有相應(yīng)品質(zhì)類型材料。

普通小麥；育種；品質(zhì)；聚類分析；系譜

0 引言

【研究意義】長江中下游麥區(qū)是中國第二大麥區(qū)，本區(qū)小麥灌漿期間降雨量偏多，濕害較重，不利于蛋白質(zhì)和面筋的積累，適宜生產(chǎn)弱筋和中筋小麥。2001年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《中國小麥品質(zhì)區(qū)劃》（試行）：“南方中筋、弱筋冬麥區(qū)包括長江中下游中筋、弱筋麥區(qū)”[1-2]；2003年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《專用小麥優(yōu)勢區(qū)域發(fā)展規(guī)劃（2003—2007）》確定長江中下游專用小麥優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶是唯一的弱筋小麥優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶。優(yōu)質(zhì)弱筋和中筋小麥品質(zhì)改良成為本麥區(qū)育種的工作重點(diǎn)。揚(yáng)麥系列品種常年種植面積約占本麥區(qū)的1/2，揚(yáng)麥158最大年種植面積超過150萬hm2；揚(yáng)麥系列品種也是很多育種單位小麥育種的重要親本和遺傳、栽培、生理研究的重點(diǎn)材料[3]。因此，系統(tǒng)研究揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)特性對小麥品質(zhì)遺傳育種和品種區(qū)域化布局具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】弱筋小麥與國外軟麥類似，是適合制作餅干糕點(diǎn)等食品的小麥，表現(xiàn)籽粒硬度低，面粉顆粒度小、吸水率低；溶劑保持力（solvent retention capacity，SRC）由SLADE和LEVINE提出并廣泛應(yīng)用于餅干糕點(diǎn)小麥粉預(yù)測和評價，包括水、蔗糖、乳酸和碳酸鈉4種SRC，綜合反映了面粉面筋、戊聚糖、損傷淀粉和吸水性等理化特性，與餅干直徑顯著負(fù)相關(guān)[4-6]。中國弱筋小麥育種雖起步較晚，但育種研究進(jìn)展較快，育成了揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥15和寧麥13等弱筋小麥品種并在生產(chǎn)上大面積推廣，其中，揚(yáng)麥13餅干烘烤評分超對照美紅軟，連續(xù)十三年列為全國唯一的弱筋主導(dǎo)小麥品種；揚(yáng)麥15餅干和蛋糕評分與美紅軟相當(dāng)，是長江中下游主推弱筋小麥品種[7]。中筋小麥?zhǔn)沁m合制品面條和饅頭等食品的小麥，其品質(zhì)由面筋質(zhì)量、淀粉品質(zhì)、面粉色澤和蛋白質(zhì)數(shù)量等因素共同決定，蛋白質(zhì)含量、面筋強(qiáng)度中等的小麥適宜制作面條和饅頭，峰值黏度和膨脹勢高有利于面條品質(zhì)的改善[8-10]長江中下游麥區(qū)揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥16品種籽粒硬度高、淀粉品質(zhì)好，加工食品彈性和延展性比例適中、口感彈韌，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蒸煮食品的原料，促成了長江中下游第四、五、六次大面積品種更換[11-14]。揚(yáng)麥系列品種的育成和大面積推廣對長江中下游麥區(qū)小麥品質(zhì)改良提升發(fā)揮了重要作用，使長江中下游麥區(qū)成為中國最大的優(yōu)質(zhì)弱筋小麥生產(chǎn)基地和紅皮中筋小麥產(chǎn)區(qū)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】中國小麥連年豐產(chǎn)后，品質(zhì)成為中國小麥供給側(cè)改革的關(guān)注重點(diǎn)[15-16]，發(fā)掘品質(zhì)育種所需優(yōu)異種質(zhì)，研究實(shí)用品質(zhì)選擇指標(biāo)非常必要。雖已有部分揚(yáng)麥品種品質(zhì)及相關(guān)基因的報道，但揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)性狀的系統(tǒng)研究和系譜分析等鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究擬對揚(yáng)麥24個品種的品質(zhì)性狀（包括籽粒硬度、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、SDS沉淀值、溶劑保持力、粉質(zhì)儀參數(shù)和淀粉糊化特性）進(jìn)行檢測，研究揚(yáng)麥系列品種的品質(zhì)性狀，通過聚類和系譜分析進(jìn)行品質(zhì)分類和溯源，并提出品質(zhì)育種實(shí)用性選擇指標(biāo)和親本配組方案，以期為小麥品質(zhì)改良和優(yōu)質(zhì)小麥的區(qū)域化布局提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

揚(yáng)麥24個系列品種（表1）由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所小麥種質(zhì)資源庫保存，為單系純種。2015—2016和2016—2017年度種植于江蘇里下河地區(qū)科學(xué)研究所萬福試驗(yàn)基地（119°26′E、32°24′N），前茬為水稻，土壤為砂壤土。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，2次重復(fù)，5行區(qū)，行長1.33 m，行距0.23 m。田間管理與大田生產(chǎn)一致，生長期間沒受到自然災(zāi)害，正常成熟，按小區(qū)收獲脫粒，晾曬除雜后統(tǒng)一磨粉。

1.2 品質(zhì)性狀測定項目和方法

1.2.1 籽粒蛋白質(zhì)含量 采用Perten DA7200近紅外儀根據(jù)AACC39-10測定。

1.2.2 籽粒硬度 采用瑞典波通儀器公司（Perten）的單粒谷物特性測定儀（SKCS-4100）測定。硬度指數(shù)是無量綱單位，一般硬度大于60為硬質(zhì)，小于45為軟質(zhì)，45—60為混合麥。

1.2.3 制粉 采用瑞典Buhler的MLU-202型磨粉機(jī)磨粉，根據(jù)籽粒硬度，將小麥籽粒含水量分別調(diào)整至14%—15%，潤麥18—20 h，參照AACC26—20方法磨粉。

1.2.4 微量SDS沉淀值 參照張曉等[17]方法測定。

1.2.5 濕面筋含量 利用Perten 2200型面筋洗滌儀按照GB/T14608—93測定。

1.2.6 溶劑保持力 按照AACC56-11方法測定溶劑保持力，包括4種溶劑保持力（solvent retention capacity，SRC）指標(biāo)：水SRC、碳酸鈉SRC、乳酸SRC和蔗糖SRC。

1.2.7 粉質(zhì)儀參數(shù) 利用德國布拉本德（Brabender）食品儀器有限公司生產(chǎn)的810108型電子型粉質(zhì)儀按照AACC54—21方法測定。

1.2.8 淀粉糊化特性 采用澳大利亞Newport Scientific公司生產(chǎn)的快速黏度測定儀（rapid visco analyser，RVA）測定糊化特性。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和表格繪制，采用IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果

2.1 揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)性狀

2.1.1 籽粒硬度、蛋白質(zhì)含量、沉淀值、濕面筋含量和面筋指數(shù) 從表1可以看出，揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥10號和揚(yáng)麥17籽粒硬度較高，為54.31—62.12，顯著高于其他品種；揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥15和揚(yáng)麥21籽粒硬度均低于20，其余品種籽粒硬度為22.35—31.51，且無顯著差異，根據(jù)硬度可把揚(yáng)麥明顯分成硬麥和軟麥2種類型，硬麥硬度大于54，軟麥硬度小于32。品種之間的籽粒粗蛋白質(zhì)含量差異沒有明顯規(guī)律性：揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥6號和揚(yáng)麥4號4個品種籽粒蛋白質(zhì)含量相對較高，在14%以上；揚(yáng)麥15、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥24和揚(yáng)麥25較低，在13%以下，而揚(yáng)麥158屬于中強(qiáng)筋小麥類型；其余品種籽粒蛋白質(zhì)含量無顯著差異，為13%—14%。揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥2號和揚(yáng)麥6號沉淀值相對較高，為10.17—13.75 mL，其余品種間無顯著差異，位于6.33—9.58 mL，根據(jù)沉淀值也可以明顯將揚(yáng)麥分成高沉淀值類型和低沉淀值類型，且與依據(jù)硬度分類基本一致。揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥6號和揚(yáng)麥17濕面筋含量相對較高，為35.82%—38.13%，其余品種濕面筋含量為29.74%—33.48%，且無顯著差異。在面筋指數(shù)上，揚(yáng)麥2號、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥25和揚(yáng)麥24相對較高，為80.02%—82.83%，特別是自揚(yáng)麥23后，近年來育成新品種面筋指數(shù)明顯提高，揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥13和揚(yáng)麥20較低，為38.86%—48.81%，其余品種為50.44%—71.78%。

表1 揚(yáng)麥系列品種籽粒硬度、蛋白質(zhì)含量、沉淀值、濕面筋含量和面筋指數(shù)

同列不同小寫字母表示0.05水平顯著差異。下同 Different small letters in the same column show significant difference at 0.05 level. The same as below

2.1.2 溶劑保持力 從表2可以看出，揚(yáng)麥158水SRC最高，其次是揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥17和揚(yáng)麥11，為63.83%—78.56%，顯著高于其他品種，其他品種差異較小，數(shù)值為54.69%—61.36%。揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥4號和揚(yáng)麥23碳酸鈉SRC相對較高，在99.14%—107.73%，其次是揚(yáng)麥11和揚(yáng)麥17，分別為88.55%和86.57%，上述品種顯著高于其他品種（71.40%—80.55%）。揚(yáng)麥2號、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥11、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥4號和揚(yáng)麥6號乳酸SRC較高，為118.83%—128.13%；揚(yáng)麥20和揚(yáng)麥22相對最低，分別為85.89%和89.65%；其余品種間基本無顯著差異（100.86%—115.44%）。揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥11、揚(yáng)麥4號和揚(yáng)麥23蔗糖SRC相對較高，為118.48%—127.27%；揚(yáng)麥20蔗糖SRC數(shù)值最低，為95.66%；其余品種數(shù)值為102.16%—117.59%。

綜上，揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥16和揚(yáng)麥23的SRC較高，而揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥5號、揚(yáng)麥9號、揚(yáng)麥12、揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥15和揚(yáng)麥20的SRC較低；乳酸SRC（反映面筋特性）易受環(huán)境影響，水SRC（反映面粉綜合特性）、碳酸鈉SRC（反映損傷淀粉含量）和蔗糖SRC（反映戊聚糖含量）基因型效應(yīng)更大，依據(jù)水SRC、碳酸鈉SRC和蔗糖SRC對揚(yáng)麥進(jìn)行分類結(jié)果較為一致，與依據(jù)硬度和沉淀值分類結(jié)果相似。

表2 揚(yáng)麥系列品種的溶劑保持力

2.1.3 粉質(zhì)儀參數(shù) 從表3可以看出，揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥16粉質(zhì)儀吸水率最高，其次是揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥10、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥6號和揚(yáng)麥11，吸水率為60.67%—67.40%，顯著高于其他品種；其他品種吸水率基本無顯著差異（54.77%—59.20%），依據(jù)吸水率對揚(yáng)麥分類與按照硬度分類結(jié)果基本一致。揚(yáng)麥2號面團(tuán)形成時間最長，其次是揚(yáng)麥6號、揚(yáng)麥14、揚(yáng)麥17和揚(yáng)麥16，面團(tuán)形成時間均高于4 min；其余品種間面團(tuán)形成時間無顯著差異，在1.23—3.47 min。面團(tuán)穩(wěn)定時間以揚(yáng)麥2號最高，其次是揚(yáng)麥25和揚(yáng)麥23，其余品種穩(wěn)定時間無顯著差異。面團(tuán)弱化度以揚(yáng)麥20、揚(yáng)麥13和揚(yáng)麥22相對最高，其次是揚(yáng)麥5號，弱化度在70 FU以上；揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥25和揚(yáng)麥2號相對最低，弱化度在30 FU以下；其余品種弱化度差異不顯著，數(shù)值在38.00—64.67 FU。面粉粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)以揚(yáng)麥2號、揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥25、揚(yáng)麥16和揚(yáng)麥17相對較高，其余品種無顯著差異。

2.1.4 糊化特性參數(shù) 自揚(yáng)麥6號以后揚(yáng)麥品種峰值黏度均較高，多數(shù)在3 000 cP左右，僅早期品種揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥5號和2個近年來育成的揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥22峰值黏度較低，為2 108.33—2 613.33 cP，其他品種峰值黏度均較高，無顯著差異（表4）。揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥5號和揚(yáng)麥22低谷黏度較低，為1 093.33—1 341.00 cP，其余品種低谷黏度無顯著差異，均在1 523 cP以上。揚(yáng)麥2號、揚(yáng)麥6號、揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥18和揚(yáng)麥19稀懈值相對較高達(dá)1 300 cP以上；揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥4號和揚(yáng)麥17稀懈值相對較低在1 000 cP左右；其余品種間基本無顯著差異。揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥5號、揚(yáng)麥13和揚(yáng)麥22最終黏度顯著低于其他品種，其余品種基本無顯著差異。揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥5號、揚(yáng)麥6號、揚(yáng)麥13和揚(yáng)麥22回升值相對較低，其余品種相對較高且無顯著差異。

表3 揚(yáng)麥系列品種粉質(zhì)儀參數(shù)

2.2 揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)性狀聚類

以不同品質(zhì)類型品種差異顯著的性狀硬度、面筋指數(shù)、碳酸鈉SRC、水SRC、蔗糖SRC、吸水率、面團(tuán)形成時間、峰值黏度和峰值溫度為聚類分析變量對所有品種進(jìn)行分層聚類，在遺傳距離10水平處把揚(yáng)麥品種分為2類（圖1）。

第1類以弱筋小麥為主，主要包括揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥5號、揚(yáng)麥6號、揚(yáng)麥9號、揚(yáng)麥11、揚(yáng)麥12、揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥14、揚(yáng)麥15、揚(yáng)麥18、揚(yáng)麥19、揚(yáng)麥20、揚(yáng)麥21、揚(yáng)麥22、揚(yáng)麥24和揚(yáng)麥25。其中揚(yáng)麥11的硬度值很低，但溶劑保持力和吸水率均很高，有待于進(jìn)一步研究；其他品種硬度值為13.48—30.52，面筋指數(shù)為38.86%—80.19%，水SRC為54.69%—61.36%，碳酸鈉SRC為71.40%—80.55%，蔗糖SRC為95.66%—117.59%，吸水率為54.77%—61.53%，面團(tuán)形成時間為1.23—4.63 min，弱化度為25.67—105.00 FU，峰值黏度為2 108.33—3 062.00 cP，糊化溫度為63.02—64.75℃。

第2類以中強(qiáng)筋小麥品種為主，包括揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥10、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥23，該類品種硬度值為54.31—62.12，面筋指數(shù)為48.81%—82.83%，水SRC為65.93%—78.56%，碳酸鈉SRC為86.57%—107.73%，蔗糖SRC為108.68%—127.27%，吸水率為61.57%—67.40%，面團(tuán)形成時間為2.67—4.50 min，弱化度30.00—64.67 FU，峰值黏度為2 355.67—3 026.00 cP，糊化溫度61.57—62.73℃。

2.3 揚(yáng)麥系列小麥品種系譜

通過對揚(yáng)麥進(jìn)行系譜分析（圖2和表5），發(fā)現(xiàn)揚(yáng)麥158是揚(yáng)麥中強(qiáng)筋品種的品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)，揚(yáng)麥23品質(zhì)遺傳于中強(qiáng)筋小麥揚(yáng)麥16，揚(yáng)麥16遺傳于優(yōu)質(zhì)中筋小麥揚(yáng)麥158優(yōu)系揚(yáng)91F138，揚(yáng)麥17和揚(yáng)麥10號也均為揚(yáng)麥158衍生品種。揚(yáng)80鑒3和寧麥9號為揚(yáng)麥弱筋品種的品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)，揚(yáng)麥15弱筋品質(zhì)遺傳于揚(yáng)89-40，揚(yáng)89-40遺傳于揚(yáng)80鑒3；揚(yáng)麥20遺傳于揚(yáng)麥9號，揚(yáng)麥9號也遺傳于揚(yáng)80鑒3；揚(yáng)麥13弱筋品質(zhì)遺傳于揚(yáng)88-84，揚(yáng)88-84親本之一也是揚(yáng)80鑒3；揚(yáng)麥18和揚(yáng)麥21遺傳于寧麥9號。

表4 揚(yáng)麥系列品種糊化特性參數(shù)

圖1 揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)性狀聚類分析圖

表5 揚(yáng)麥系列品種系譜表

3 討論

3.1 揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)

揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥23為中強(qiáng)筋小麥：硬度高，沉淀值高，SRC和吸水率高，面團(tuán)形成時間長，糊化溫度低，峰值黏度高。分子標(biāo)記檢測表明，該類品種除揚(yáng)麥4號外均攜有硬度突變基因；HMW-GS除揚(yáng)麥4號為“Null，7+9，5+10”，其余品種為“1/Null，7+8/7+9，2+12”；LMW-GS為“Glu-A3c/d，Glu-B3g”；均不含1BL/1RS易位。眾多研究表明突變類型材料磨粉和面條饅頭加工品質(zhì)優(yōu)異[18-19]，這也是揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥16和揚(yáng)麥23等突變類型品種出粉率高的主要原因。關(guān)于HMW-GS對品質(zhì)的影響，Glu-Al位點(diǎn)上，l與2*優(yōu)于Null；Glu-B1位點(diǎn)上，7+8、17+18、13+16、14+15優(yōu)于7+9和6+8；Glu-D1位點(diǎn)上，5+10優(yōu)于2+12、4+12和3+12[20-22]，揚(yáng)麥多數(shù)品種的亞基組成為“1/Null，7+8/7+9，2+12”。關(guān)于LMW-GS對品質(zhì)的影響，Glu-A3b、c、d和Glu-B3b、d、g、i面筋質(zhì)量好[23-26]。本研究除揚(yáng)麥4號外幾個中強(qiáng)筋品種均無5+10亞基，這可能是由于LMW-GS和不同蛋白組分比例的品質(zhì)改良效應(yīng)完全彌補(bǔ)了2+12亞基對中強(qiáng)筋品質(zhì)的弱化效應(yīng)，硬度突變基因、LMW-GS類型Glu-A3c/d和Glu-B3g、不含1BL/1RS易位是揚(yáng)麥系列中強(qiáng)筋類品種面團(tuán)強(qiáng)度適中，面團(tuán)彈性和延展性好的主要遺傳基礎(chǔ)。

圖2 揚(yáng)麥系列品種的系譜圖

揚(yáng)麥1號、揚(yáng)麥2號、揚(yáng)麥3號、揚(yáng)麥5號、揚(yáng)麥6號、揚(yáng)麥9號、揚(yáng)麥11、揚(yáng)麥12、揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥14、揚(yáng)麥15、揚(yáng)麥18、揚(yáng)麥19、揚(yáng)麥20、揚(yáng)麥21、揚(yáng)麥22、揚(yáng)麥24和揚(yáng)麥25多數(shù)為弱筋品質(zhì)類型：硬度低，沉淀值低，SRC和吸水率低。這類品種中，揚(yáng)麥11、揚(yáng)麥24和揚(yáng)麥25硬度僅為27.19，但SDS沉淀值、溶劑保持力、吸水率和面筋指數(shù)等指標(biāo)顯著高于揚(yáng)麥9號、揚(yáng)麥13和揚(yáng)麥20等弱筋小麥品種。這可能是由于揚(yáng)麥24和揚(yáng)麥25的親本之一是揚(yáng)麥11，而揚(yáng)麥11是揚(yáng)麥158抗白粉病回交所得，保留了部分揚(yáng)麥158優(yōu)異蛋白組分和比例。分子標(biāo)記檢測表明，該類品種硬度基因均為野生型；HMW-GS 為“1/Null，7+8/7+9，2+12”；LMW-GS為“Glu-A3c/d，Glu-B3g”；均不含1BL/1RS易位。由此可見，軟質(zhì)基因型、HMW-GS類型“Null，7+8/7+9，2+12”是揚(yáng)麥系列弱筋品種的主要遺傳基礎(chǔ)。今后需對醇溶蛋白亞基和蛋白組分含量比例進(jìn)行分析，進(jìn)一步完善揚(yáng)麥品種品質(zhì)形成的遺傳解析。

本研究表明揚(yáng)麥6號之后的揚(yáng)麥系列品種峰值黏度都較高，與劉建軍等[7]研究結(jié)果一致。郭靜[27]研究表明揚(yáng)麥15和揚(yáng)麥16FrⅠ型長B鏈淀粉含量高，F(xiàn)rⅠ型長B鏈淀粉含量與峰值黏度呈顯著或極顯著相關(guān)性；薛香等[28]研究表明揚(yáng)麥16 α-淀粉酶活性低，面粉中的α-淀粉酶活性影響淀粉的糊化特性。由此推測，長B鏈淀粉含量高和α-淀粉酶活性低可能是揚(yáng)麥系列品種尤其是揚(yáng)麥16和揚(yáng)麥158為代表的中筋類小麥品種淀粉糊化特性優(yōu)異的原因。

3.2 小麥品質(zhì)育種選擇指標(biāo)

小麥品質(zhì)受基因型、環(huán)境以及二者互作效應(yīng)的共同影響，但對于多數(shù)品質(zhì)性狀，基因型和環(huán)境效應(yīng)的相對大小還取決于研究所用試驗(yàn)材料和環(huán)境變異幅度[29]。本研究表明，硬度、面筋指數(shù)、水SRC、碳酸鈉SRC、蔗糖SRC、吸水率、形成時間和弱化度基因型效應(yīng)大于環(huán)境效應(yīng)。多數(shù)研究表明，硬度、溶劑保持力（SRC）以及反映蛋白質(zhì)質(zhì)量的性狀主要受基因型影響，蛋白質(zhì)含量受環(huán)境效應(yīng)影響更大[30-33]。林作楫等[34]研究報道現(xiàn)有小麥品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)中濕面筋含量和粉質(zhì)儀穩(wěn)定時間還不夠全面。本研究結(jié)果表明利用粗蛋白含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間不能對揚(yáng)麥品種的品質(zhì)類型進(jìn)行合理分類，利用硬度、面筋指數(shù)、水SRC、碳酸鈉SRC、蔗糖SRC、吸水率、形成時間等可以把揚(yáng)麥品種分成2種類型，依據(jù)硬度對分類與利用硬度、沉淀值、吸水率、水SRC、碳酸鈉SRC和蔗糖SRC進(jìn)行分類結(jié)果一致，且硬度與沉淀值、吸水率、水SRC、碳酸鈉SRC、蔗糖SRC的相關(guān)系數(shù)分別為0.68、0.84、0.88、0.82、0.55，達(dá)極顯著水平。因此，育種中可以采用硬度指標(biāo)進(jìn)行初步選擇，快速高效。何中虎曾提議修改中國強(qiáng)筋小麥和弱筋小麥的概念和分類方法，采用與國際接軌的硬麥和軟麥概念（私人通信），本研究亦認(rèn)為用硬度對小麥分類可行，更加方便小麥商品糧收購。

優(yōu)質(zhì)中強(qiáng)筋小麥選育需加強(qiáng)硬度基因篩選，選擇硬度高、沉淀值高、SRC和吸水率高、面團(tuán)形成時間長的材料；同時注重淀粉品質(zhì)的改良，結(jié)合高峰值黏度和低糊化溫度特征，提高面條和饅頭品質(zhì)。優(yōu)質(zhì)弱筋需加強(qiáng)硬度基因篩選，選擇硬度低、吸水率低、沉淀值低、SRC低、餅干和糕點(diǎn)品質(zhì)優(yōu)的材料。

3.3 小麥品質(zhì)改良的中心親本

根據(jù)揚(yáng)麥不同品質(zhì)類型品種的系譜分析，中強(qiáng)筋品種的親本都有中強(qiáng)筋類型，弱筋品種都有弱筋親本。揚(yáng)麥4號、揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥16、揚(yáng)麥17、揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥23為中強(qiáng)筋小麥，以揚(yáng)麥158為親本育成揚(yáng)麥10號、揚(yáng)麥16和揚(yáng)麥17，以揚(yáng)麥16為親本培育出優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥揚(yáng)麥23；江蘇丘陵地區(qū)農(nóng)科所以揚(yáng)麥158抗白粉病回交系99G56為親本育成強(qiáng)筋小麥鎮(zhèn)麥9號、鎮(zhèn)麥10號和鎮(zhèn)麥12號，江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所又以鎮(zhèn)麥9號為親本育成強(qiáng)筋小麥揚(yáng)麥29。這與李愛國等[35]、李國楓等[36]研究報道優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥育種至少有1個優(yōu)質(zhì)親本一致。揚(yáng)麥13、揚(yáng)麥15、揚(yáng)麥18、揚(yáng)麥19、揚(yáng)麥20、揚(yáng)麥21、揚(yáng)麥22、揚(yáng)麥24和揚(yáng)麥25為弱筋小麥，親本中均有弱筋種質(zhì)或品種，最原始弱筋親本為揚(yáng)鑒三、寧麥9號和豫麥18，它們的在上述弱筋品種中得到穩(wěn)定遺傳。因此，強(qiáng)筋小麥和弱筋小麥育種中必須利用相應(yīng)類型的優(yōu)質(zhì)親本，更應(yīng)重視骨干親本的利用。

4 結(jié)論

揚(yáng)麥系列品種多數(shù)為弱筋小麥，部分品種如揚(yáng)麥158、揚(yáng)麥16和揚(yáng)麥23等為中強(qiáng)筋小麥，淀粉品質(zhì)優(yōu)良。硬度可以作為品質(zhì)育種高效實(shí)用選擇指標(biāo)，弱筋小麥和中強(qiáng)筋小麥品質(zhì)育種中必須利用相應(yīng)品質(zhì)類型的親本。

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Analysis of Quality Traits and Breeding Inspiration in Yangmai Series Wheat Varieties

ZHANG Xiao1, LI Man1, LIU DaTong1, JIANG Wei1, ZHANG Yong1, GAO DeRong1,2

(1Lixiahe Institute of Agricultural Sciences of Jiangsu /Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Improvement for Low＆Middle Yangtze Valley, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Yangzhou 225007, Jiangsu;2Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu)

【】The objectives of this study were to evaluate the quality traits of Yangmai series wheat varieties and carry out quality classification , thus providing guidance for planting appropriate wheat varieties in the suitable areas and selecting proper parents for wheat quality breeding. Moreover, based on the analyses between the performances of quality traits and pedigree of different types of varieties, a simple and practical quality selection index and principle of parent selection were proposed. 【】A total of twenty-four Yangmai wheat varieties were planted in randomized complete blocks with two replications at the research station of Lixiahe Institute of Agricultural Sciences of Jiangsu during the 2016 and 2017 cropping seasons. Quality parameters, such as kernel hardness, grain protein content, wet gluten content, SDS sedimentation value, solvent retention capacity (SRC), farinograph parameters and rapid visco analyzer parameters were investigated after harvesting. 【】The hardness of tested wheat varieties were ranged from 13.48 to 62.12, those can be divided into soft wheat (lower than 32) and hard wheat (higher than 54); In addition, the values of sedimentation value, protein content, wet gluten content, gluten index, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC, absorption, development time, stability time, peak viscosity and pasting temperature were 6.33-13.75 mL, 12.60%-14.61%, 29.74%-38.13%, 38.86%-82.83%, 54.69%-78.56%, 71.40%-107.73%, 95.66%-127.27%, 54.77%-67.40%, 1.23-8.83 min, 2.20-13.17 min, 3 000 cP up and down, and 61.57-64.75℃, respectively. We found that Yangmai4, Yangmai10, Yangmai158, Yangmai16, Yangmai17 and Yangmai23 showed significantly higher hardness, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water absorption than other varieties based on the analysis. However, we did not find the significant different of protein content and wet gluten content between different varieties. Development time and stability time of Yangmai 2 was the longest, wherea no significant differences were observed among most varieties. The cluster analysis indicated that 24 varieties could be categorized into two major groups, which was in consistence with the results from pedigree analysis. 【】Most of Yangmai series wheat varieties could be classified as weak gluten wheat with low hardness, gluten index, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water absorption. However, Yangmai4, Yangmai10, Yangmai158, Yangmai16, Yangmai17, and Yangmai23 were mid-strong gluten wheat with relatively high hardness, gluten index, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water absorption. Yangmai series wheat varieties generally showed high peak viscosity and low pasting temperature. Hardness can be used as an efficient and practical selection index for quality breeding. We recommend that wheat breeders have to use at least one corresponding quality cultivar/line as one of parent for making cross if you are going to develop good quality wheat variety.

common wheat; breeding; quality traits; cluster; pedigree

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.07.002

2019-08-22；

2019-11-01

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2016YFD0100502）、江蘇省基礎(chǔ)研究計劃（BK20160448）、江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重點(diǎn)研發(fā)計劃（BE2018350）

張曉，Tel：15861319710；E-mail：zx@wheat.org.cn。通信作者高德榮，Tel：13852707343；E-mail：gdr@wheat.org.cn

（責(zé)任編輯 李莉）