簡俊濤 王清華 楊 輝 楊 玲 張 震 魏紅升張立軍 謝彥周 李玉鵬 王成社

（1 河南省南陽市農(nóng)業(yè)科學院，南陽 473000；2 西北農(nóng)林科技大學南陽小麥試驗示范站，南陽 473000；3 西北農(nóng)林科技大學農(nóng)學院，楊凌 712100；4 鎮(zhèn)平縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心，南陽 473000）

小麥骨干親本對新品種選育具有重要作用。周8425B 是周口市農(nóng)業(yè)科學院采用小黑麥與普通小麥雜交、回交、輻射等技術創(chuàng)制的矮稈、多抗、大穗小麥新種質，配合力好，在大穗、大粒、矮稈及多抗等方面表現(xiàn)較強的遺傳力[1]。1988 年以來利用周8425B 選育的小麥新品種達100 多個，社會效益顯著，周8425B 成為黃淮麥區(qū)的骨干親本，育成代表性小麥品種如矮抗58、周麥16、周麥18 等。經(jīng)檢測，周8425B 屬于1B/1R 異位系，含有抗條銹病基因YrZH84及抗葉銹病基因LrZH84[2-3]。然而1B/1R易位系攜帶的基因能夠在表達中合成黑麥堿，導致面筋的強度減弱、面團的黏性增大，最終使面包和面條品質變劣。小偃81 是李振聲院士選育的優(yōu)質強筋、多抗小麥新品種，經(jīng)多年種植，發(fā)現(xiàn)其受氣候的影響較小，具有非常穩(wěn)定的生殖物候性，小偃81 在南陽麥區(qū)種植品質優(yōu)良，為優(yōu)質強筋小麥品種。目前小麥骨干親本周8425B 及其衍生品種在濕面筋含量、衍生品種遺傳解析、抗條銹、抗葉銹基因定位等方面有相關研究報道[4-7]，然而與物候穩(wěn)定型強筋小麥品種的后代品質、物候型及農(nóng)藝性狀如何等方面沒有相關的研究。本研究利用周8425B、小偃81 及其為親本構建的102 份家系為材料，采用分期播種法（兩播期相差35d），綜合評判品質類型，在品質、物候型及農(nóng)藝性狀方面進行分析，以期為骨干親本周8425B 及物候穩(wěn)定型強筋小麥品種小偃81 的進一步利用提供理論依據(jù)，同時為實現(xiàn)骨干親本的品質改良及物候穩(wěn)定型品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試驗地情況選取小麥骨干親本周8425B、物候型穩(wěn)定的強筋小麥品種小偃81 及其構建的102 個家系（F12）為材料（材料來源：西北農(nóng)林科技大學孫道杰教授課題組），于2018-2019 年種植于南陽市農(nóng)業(yè)科學院潦河試驗基地。周8425B為矮稈、大穗、中筋、中早熟、株型中散、莖節(jié)比例合理、旗葉及倒二葉較長、較寬。小偃81 為物候穩(wěn)定型強筋、中早熟、株型緊湊、穗小、莖節(jié)比例合理、旗葉與倒二葉長中長、較窄。試驗地土壤為黃褐土，前茬作物種植玉米掩青，土壤肥力水平全氮1.27g/kg、堿解氮47.33mg/kg、速效磷24.22mg/kg、速效鉀117.66mg/kg、有機質17.68g/kg。2018 年10 月20 日開始早播，2 次重復，每個家系3 行，行長2m，行距0.21m，株距0.03m，35d 后晚播，種植方式同早播。

1.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查及品質測試調(diào)查的農(nóng)藝性狀包括株高、抽穗期、株型、穗長、穗下莖長、穗下節(jié)長、旗葉長、旗葉寬、倒二葉長、倒二葉寬，主要參照農(nóng)作物品種（小麥）區(qū)域試驗技術規(guī)程（NY/T1301-2007）。品質分析主要針對蛋白質含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間、吸水率、最大拉伸阻力和拉伸面積。收獲后的種子清理干凈，采用法國肖邦公司CD-1 仿工業(yè)試驗磨粉機制粉（出粉率70%，-5℃儲存）；使用瑞典Perten公司的近紅外谷物分析儀DA7200 對蛋白質含量、濕面筋含量和吸水率進行測定；使用德國Brabender公司的拉伸儀（Extensograph）對最大拉伸阻力和拉伸面積進行測定，參照AACC54-10 方法；穩(wěn)定時間采用德國Brabender 公司的810104 型電子粉質儀（Farinograph）進行測定，參照AACC54-21 方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析使用Excel 2007、SPSS 22.0 數(shù)據(jù)處理軟件對品質性狀進行變異分析及聚類分析。

2 結果與分析

2.1 102 個家系早播品質性狀變異分析如表1所示，早播（南陽麥區(qū)正常播種）時，102 個家系中品質達到強筋指標的有20 個，中強筋家系有42個，40 個為中筋家系。早播強筋家系蛋白質平均含量16.69%，濕面筋含量平均值36.12%，吸水率62.28%，穩(wěn)定時間13.56min，最大拉伸阻力均值692.00E.U.，拉伸面積118.50cm2。早播優(yōu)質強筋家系品質指標變幅較大，穩(wěn)定時間變異系數(shù)最大，為12.07%，蛋白質含量變異系數(shù)為7.51%，濕面筋含量變異系數(shù)為5.22%。早播中強筋家系穩(wěn)定時間變異系數(shù)最大，為15.49%，其次是蛋白質含量，變異系數(shù)為7.35%，濕面筋含量變異系數(shù)為5.17%。早播中筋穩(wěn)定時間變異系數(shù)最大，為24.49%，其次是蛋白質含量變異系數(shù)較大。

2.2 102 個家系晚播品質性狀變異分析如表2 所示，家系晚播后，強筋家系個數(shù)減少，中強筋家系個數(shù)增加，中筋家系個數(shù)減少，然而晚播后強筋與中強筋家系之和增多，可見晚播有利于品質的改善。晚播后，強筋家系平均蛋白質含量和穩(wěn)定時間均增多，分別為16.72%和14.52min，晚播強筋家系中仍以穩(wěn)定時間有較大的變異系數(shù)，為12.80%，其次是蛋白質含量為6.95%。晚播中強筋家系中平均蛋白質含量16.02%，平均濕面筋含量34.37%，平均穩(wěn)定時間11.98min，其變異系數(shù)也表現(xiàn)為穩(wěn)定時間最大（14.85%），其次為蛋白質含量（7.20%）和濕面筋含量（5.03%）。

2.3 品質類型評判及區(qū)域優(yōu)化種植結合早晚播品質，參照表3 對102 個家系品質類型進行評判及區(qū)域優(yōu)化種植。102 個家系中達到強筋（中強筋）的家系有56 個，其中強筋類型有31 個家系，然而有5個強筋家系不適合在南陽麥區(qū)強筋種植，中強筋類型有25 個家系，即51 個家系為強筋（中強筋）類型并能在南陽麥區(qū)按強筋（中強筋）種植。46 個家系屬中筋類型，適宜在南陽麥區(qū)中筋種植。

2.4 抽穗期差值與不同品質類型相關分析同一家系早、晚播抽穗期差值越大物候穩(wěn)定性越差，差值越小物候穩(wěn)定性越好。如表4 所示，抽穗期差值與中筋品系個數(shù)顯著正相關，可見當物候型極不穩(wěn)定時對品質形成是不利的，抽穗期差值與強筋品系及中強筋品系個數(shù)沒有表現(xiàn)出顯著相關性，是因為品質形成受光、溫、水、肥、土壤等多方影響。強筋家系個數(shù)與中強筋及中筋家系個數(shù)顯著正相關且相關系數(shù)較高，因為親本小偃81 是物候性穩(wěn)定的優(yōu)質強筋品種，親本周8425B 是蛋白質含量高的優(yōu)質中筋親本，推測在親本組配時親本選用物候性穩(wěn)定的優(yōu)質強筋與高蛋白質含量中筋品種（家系）配制時后代同時出現(xiàn)優(yōu)質強筋、中強筋與中筋品系的概率均較高。

表1 102個家系早播不同品質類型主要品質指標變異分析

表2 102個家系晚播不同品質類型主要品質指標變異分析

表3 品質類型綜合評判及區(qū)域優(yōu)化種植

表4 抽穗期差值均值與不同品質類型個數(shù)相關分析

2.5 適合南陽麥區(qū)強筋（中強筋）的家系農(nóng)藝性狀聚類分析在兼顧中、早熟特性，對33 個強筋（中強筋）家系及親本在南陽麥區(qū)早播時農(nóng)藝性狀進行聚類分析。農(nóng)藝性狀主要有抽穗期、抽穗期差值、株型、株高、穗長、穗下莖長、穗下節(jié)長、旗葉長、旗葉寬、倒二葉長、倒二葉寬。

如圖1 所示，在平方歐氏距離為5 時聚為4 個群，第Ⅰ群包括：S64、S66、S17、S46、S78、S34、S44、S1、S101、S51、S18、S48、S50、S45、S87；第Ⅱ群包括：S40、S47、S27、S35、S90、S98、小偃81；第Ⅲ群包括：S32、S83、S58、S37、S109、S13、S5、S93、S19、S81；第Ⅳ群包括：周8425B、S33、S62。當平方歐式距離為15 時，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ群聚為一群，第Ⅳ群單獨為一群。第Ⅰ群株型偏緊，株高、穗長中等，穗下莖、穗下節(jié)相比親本均變長，旗葉長、寬得到改良；第Ⅱ群除小偃81、S35、S98 外，其他抽穗期差值較大，株高、穗長中等，旗葉長較短。在兼顧品質的同時，S35 與S98 農(nóng)藝性狀得到改良。第Ⅲ群抽穗期中早，株型中散偏緊，株高偏高，穗型中等長，穗下莖長與穗下節(jié)均較長，旗葉長、寬介于兩親本之間。從第Ⅳ群可見，相對于周8425B，S33與S62 在其品質上得到改良后，在農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)出抽穗期提前，抽穗期差值變大（物候穩(wěn)定性降低），在株高方面保持中、矮特性突出。

3 討論與結論

自1949 年以來，我國小麥進行了9 次大的更新?lián)Q代，從低產(chǎn)到高產(chǎn)，高產(chǎn)與優(yōu)質結合，近年優(yōu)質小麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也取得了較大的進展[8]。矮稈、多抗、高產(chǎn)骨干親本周8425B 的廣泛應用，對黃淮麥區(qū)小麥產(chǎn)量的提高功不可沒。其后代小麥中筋品種矮抗58、周麥16、周麥18、周麥22 代表當前小麥產(chǎn)量水平，然而由于1B/1R 異位系攜帶多抗基因（例如抗條銹病Yr9）的同時帶有控制黑麥堿的基因，導致面筋強度減弱、耐揉性差、面團發(fā)粘等對其烘烤品質不利[9-10]。有研究對周8425B 衍生的強筋小麥品種存麥1 號、周麥33 和周麥36 進行Yr9 檢測，發(fā)現(xiàn)存麥1 號與周麥33 不含有Yr9，周麥36 含有Yr9[11-13]，在南陽地區(qū)進行條銹抗性鑒定，周麥36 免疫到高抗，而存麥1 號與周麥33 表現(xiàn)出高感。在兼顧抗性及品質不利基因時引入其他優(yōu)異高分子谷蛋白亞基或者改良1B/1R 異位系上劣質基因達到品質改良的目的。

伴隨著工業(yè)化進程，氣候也在變化，由CIMMYT出版的《2009 年小麥現(xiàn)狀與未來》[14]，闡述了氣候變化對未來小麥的影響，高溫天氣、二氧化碳增加、降雨分布不均等氣候變化已經(jīng)影響到小麥的生產(chǎn)。溫度的增加對我國高緯度地區(qū)如黑龍江等的春小麥生產(chǎn)有利，但也導致國內(nèi)半冬性小麥產(chǎn)區(qū)冬性減弱。氣候的變化導致病蟲害的加劇及災害性生產(chǎn)年份頻頻發(fā)生，對小麥品種來說，一定的物候穩(wěn)定性對保障產(chǎn)量的穩(wěn)定和兼顧品質的穩(wěn)定是有利的。小偃81在楊凌、南陽等地種植多年，在適應性的基礎上有較穩(wěn)定的抽穗期與成熟期（物候穩(wěn)定性），此外品質達到強筋（中強筋）水平[15-17]，其親源有優(yōu)質強筋骨干親本小偃6 號血緣，可能含有較好的高分子谷蛋白亞基。

周8425B 與小偃81 的102 份家系強筋（中強筋）有56 個，總體來說家系蛋白質含量及濕面筋含量較高，穩(wěn)定時間較長。采用早、晚播對家系品質進行綜合評判，對家系品質類型等在南陽地區(qū)的種植布局進行量化，兼顧中早熟強筋的家系33 個。對抽穗期差值與品質進行分析發(fā)現(xiàn)，中筋家系個數(shù)與抽穗期差值顯著正相關，當物候型極不穩(wěn)定時不利于品質的形成。品質的形成受光、溫、水、肥、土壤等多方影響，也解釋了家系中抽穗期差值與強筋品系及中強筋品系個數(shù)沒有表現(xiàn)出顯著相關性的原因。在對中早熟強筋（中強筋）家系主要農(nóng)藝性狀進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)在品質改良后，第Ⅱ群的家系S35、S98 物候型較穩(wěn)定，此外部分農(nóng)藝性狀得到改良。第Ⅳ群中相對周8425B，家系S33 與S62在其品質上得到改良后，株高兼顧中、矮特性，抽穗期早，然而抽穗期差值變大，物候穩(wěn)定性降低。可見利用中筋骨干親本與物候穩(wěn)定型優(yōu)質強筋親本組配，能夠改良后代品質并且家系能夠兼顧物候穩(wěn)定性，但物候穩(wěn)定性與農(nóng)藝性狀之間也存在矛盾，所以物候穩(wěn)定性強筋（中強筋）品種選育任重而道遠。