陳琛 郭瑞 李東升

摘要：為探究雜交小麥在長(zhǎng)江中下游地區(qū)的適應(yīng)性，選用溫光敏雄性核不育系K456S為母本配組的6個(gè)雜交組合為研究材料，以揚(yáng)麥20為對(duì)照，研究雜交小麥在長(zhǎng)江中下游地區(qū)的產(chǎn)量及品質(zhì)特點(diǎn)。結(jié)果表明，不同雜交小麥材料株高均高于對(duì)照，但均在1 m以內(nèi)，生育期則短于對(duì)照2 d以上;不同雜交小麥材料產(chǎn)量差異較大，除D組合高于對(duì)照953%外，均低于對(duì)照6.28%及以上;雜優(yōu)D組合有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量均優(yōu)于對(duì)照，且對(duì)產(chǎn)量影響穗粒數(shù)>有效穗>千粒質(zhì)量;各雜交小麥材料主要品質(zhì)性狀趨勢(shì)不明顯，但雜優(yōu)D組合接近國(guó)家優(yōu)質(zhì)弱筋小麥品質(zhì)要求。雜優(yōu)小麥在長(zhǎng)江中下游地區(qū)具有較好的產(chǎn)量和品質(zhì)潛力。

關(guān)鍵詞：雜交小麥;產(chǎn)量;產(chǎn)量三因素;品質(zhì)

中圖分類號(hào)： S512.103.51? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2020）20-0075-04

雜交小麥育種對(duì)于小麥產(chǎn)量水平的提高具有重要意義[1-2]。小麥雜種優(yōu)勢(shì)利用主要有3種方式：二系法（光溫敏核雄性不育）、三系法和化學(xué)殺雄法。其中，二系法是我國(guó)首創(chuàng)，具有恢復(fù)源廣、易于制種等特點(diǎn)，科學(xué)家們已利用二系法在創(chuàng)制不育系、恢復(fù)系和強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合篩選等方面取得了重要研究進(jìn)展[3-4]。雜種優(yōu)勢(shì)材料的產(chǎn)量構(gòu)成要素主要包括穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量等，盡量發(fā)揮三要素的雜交優(yōu)勢(shì)是雜交小麥產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)的可行途徑。早在1992年，張愛(ài)民等研究表明，雜交小麥產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)近似等于各產(chǎn)量構(gòu)成三因素（穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒質(zhì)量）的雜種優(yōu)勢(shì)之和[3]。然而雜交小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素在雜交小麥產(chǎn)量形成中哪個(gè)起決定性作用，研究結(jié)果尚不一致[5-9]。前期雜交小麥研究主要集中在黃淮麥區(qū)、長(zhǎng)江中上游地區(qū)及云南地區(qū)等，而對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)雜交小麥的研究相對(duì)較少，且雜交小麥的利用主要集中在產(chǎn)量和群體結(jié)構(gòu)等方面[10]，對(duì)雜交小麥品質(zhì)的研究則相對(duì)較少[11]。本研究選用溫光敏雄性核不育系K456S[12]為母本配組的6個(gè)雜交組合為研究材料，探究雜交小麥在長(zhǎng)江中下游地區(qū)的產(chǎn)量及品質(zhì)特征，以期為該地區(qū)雜交小麥研究提供重要材料支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地及研究材料

試驗(yàn)于2018—2019年在江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所行香基地進(jìn)行，于2018年10月30日，按照基本苗225萬(wàn)苗/hm2進(jìn)行人工條播，行距為26.7 cm，每小區(qū)面積為13.34 m2。選用K456S為不育系材料雜交形成的6個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)組合，分別為A組合、B組合、C組合、D組合、E組合、F組合，以揚(yáng)麥20為對(duì)照（CK），每個(gè)組合重復(fù)3次，隨機(jī)分布。土壤質(zhì)地為板漿白土，土壤全氮含量為 1.1 g/kg，堿解氮含量為83.6 mg/kg，速效磷含量為34.5 mg/kg，速效鉀含量為71.4 mg/kg，前茬種植田菁作為綠肥。小麥全生育期積溫為2 185.6 ℃，全生育期總降水量為347.5 mm，日照累積時(shí)數(shù)為 1 106.4 h。

1.2 材料培育及管理

肥料施用：主要分為基肥、壯蘗肥和拔節(jié)孕穗肥，磷肥和鉀肥基施，其中基肥施45%的復(fù)合肥 375 kg/hm2、尿素150 kg/hm2;壯蘗肥和拔節(jié)孕穗肥按照體積比為1 ∶ 4進(jìn)行施用。適期防治病蟲(chóng)害，試驗(yàn)材料生長(zhǎng)狀況良好。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

在各材料成熟之前，選取各小區(qū)中間2行調(diào)查有效穗數(shù)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取50個(gè)穗子調(diào)查每穗粒數(shù)，收獲后測(cè)定千粒質(zhì)量。于成熟期全小區(qū)收割測(cè)定產(chǎn)量。小麥籽粒樣品經(jīng)過(guò)3個(gè)月的生理后熟后采用DA7250近紅外分析儀[波通瑞華科學(xué)儀器（北京）有限公司]測(cè)定籽粒蛋白質(zhì)含量，選用2200型質(zhì)量測(cè)定儀[波通瑞華科學(xué)儀器（北京）有限公司]測(cè)定濕面筋含量，并用JFZD型粉質(zhì)儀（北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司）測(cè)定面粉吸水量和穩(wěn)定時(shí)間。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析

在數(shù)據(jù)分析時(shí)將3個(gè)重復(fù)數(shù)據(jù)取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制;采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同雜交小麥材料株高與生育期的差異

由圖1可知，A組合至F組合株高的變幅為 91～97 cm，且分別比對(duì)照高10.97%、8.11%、891%、9.71%、3.54%、9.03%?？梢?jiàn)，雜交小麥材料株高均高于對(duì)照，但6個(gè)組合株高均在100 cm以下。A組合至F組合全生育期的變幅為206～208 d，分別較對(duì)照短-1.43%、-1.43%、-0.95%、-1.90%、-1.90%、-1.43%，6個(gè)雜交小麥材料的全生育期天數(shù)均較對(duì)照有所縮短，其中D、E組合較CK早熟4 d，A組合、B組合、F組合早熟3 d，C組合早熟2 d。可見(jiàn)，雜交小麥材料在生育期上較對(duì)照材料揚(yáng)麥20有不同程度的優(yōu)勢(shì)，其中D和E優(yōu)勢(shì)最為明顯。

2.2 不同雜交小麥材料產(chǎn)量的差異

由表1可知，不同雜優(yōu)組合材料的產(chǎn)量變幅為405.78～646.67 kg/667 m2，其中D組合的產(chǎn)量較對(duì)照高出9.53%，而其他5個(gè)組合產(chǎn)量較對(duì)照低628%～31.27%。方差分析表明，A組合至F組合產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平（F=76.48* *）。除D組合產(chǎn)量較對(duì)照具有雜種優(yōu)勢(shì)外，其他5個(gè)雜交小麥材料在產(chǎn)量上雜種優(yōu)勢(shì)均不明顯。

2.3 不同雜交小麥材料產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異

由表2可以看出，有效穗數(shù)方面，A組合至F組合分別較對(duì)照高-15.93%、-1.47%、22.07%、1676%、-24.26%、-1.77%，其中C組合和D組合的有效穗數(shù)較對(duì)照有顯著增加。穗粒數(shù)方面，A至F組合分別較對(duì)照高6.97%、-3.65%、0.92%、20.95%、32.37%、10.62%，除B組合略低于對(duì)照外，其他5個(gè)組合穗粒數(shù)均較對(duì)照有優(yōu)勢(shì)。千粒質(zhì)量方面，A組合至F組合分別較對(duì)照高9.73%、1886%、-5.45%、2.33%、5.35%、6.18%，其中C類千粒質(zhì)量略低于對(duì)照外，其他各組合千粒質(zhì)量均高于對(duì)照?？梢?jiàn)，D組合有效穗、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均高于對(duì)照，而其他組合在3個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素上較對(duì)照存在不同程度的降低，這一結(jié)果較好地印證了產(chǎn)量的結(jié)果。方差分析表明，有效穗數(shù)（F=1125* *）、穗粒數(shù)（F=9.27* *）和千粒質(zhì)量（F=743* *）差異均達(dá)極顯著水平，表明不同雜優(yōu)組合間產(chǎn)量構(gòu)成三因素差異較大。

2.4 不同雜交小麥材料產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的通徑分析

雜交小麥材料產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的通徑分析結(jié)果如表3所示，產(chǎn)量構(gòu)成三因素對(duì)產(chǎn)量均有正向促進(jìn)作用，且直接通徑系數(shù)穗粒數(shù)（1.18）>有效穗數(shù)（1.01）>千粒質(zhì)量（0.86）?？梢?jiàn)，該不育系材料所配6個(gè)雜交組合的產(chǎn)量性狀受產(chǎn)量三因素影響顯著，穗粒數(shù)影響最大，而千粒質(zhì)量影響最小。

2.5 不同雜交小麥材料品質(zhì)的差異

由表4可知，不同雜交小麥材料吸水量變幅為51.71～54.45 mL/100 g，最大值較最小值高530%，不同組合間差異不大，A組合至F組合吸水量較對(duì)照分別高-2.75%、-1.04%、-0.83%、-4.40%、0.67%、-1.81%;粗蛋白含量的變幅為12.25%～14.78%，最大值較最小值高出20.65%，A組合至F組合粗蛋白較對(duì)照高出7.59%、2065%、7.76%、0.00%、16.82%、12.33%;濕面筋含量變幅為24.40%～30.09%，最大值較最小值高23.32%，A組合至F組合濕面筋含量較對(duì)照分別高5.39%、20.22%、7.07%、-2.52%、16.54%、1123%;穩(wěn)定時(shí)間變幅為1.90～4.12 min，最大值較最小值高116.84%，A組合至F組合穩(wěn)定時(shí)間較對(duì)照高出 -15.56%、79.56%、16.44%、1.78%、80.00%、8311%。方差分析表明，不同雜優(yōu)組合間主要品質(zhì)指標(biāo)差異均未達(dá)顯著水平。

不同雜交小麥材料主要品質(zhì)性狀極值間的差異在5.30%～116.84%，存在顯著差異。GB/T 17320—2013《小麥品種品質(zhì)分類》中規(guī)定，粗蛋白含量<12.5%，濕面筋含量<26%，吸水量<56 mL/100 g，穩(wěn)定時(shí)間<3.0 min的為弱筋小麥品種，由表4可以看出，D組合材料在這4個(gè)方面均達(dá)到弱筋小麥的要求。

3 討論與結(jié)論

3.1 溫光敏雄性核不育系的基本特點(diǎn)及其利用前景

小麥溫光敏雄性核不育法是指利用不育系在特定的光照長(zhǎng)度和溫度條件下表現(xiàn)雄性不育，可用于生產(chǎn)雜交小麥種子;而在另一光照條件或溫度條件下表現(xiàn)出可育，材料可以進(jìn)行繁殖這些特點(diǎn)達(dá)到一系兩用的目的[13]。小麥溫光敏核不育系有恢復(fù)源廣、一系兩用、操作簡(jiǎn)單、雜交制種成本低等特點(diǎn)[14]，因此，被廣泛運(yùn)用于小麥雜交種制種。前人利用溫光敏核雄性不育系已選育出了多個(gè)不育系材料，如C49S、ZP39、ZP45、94-3375、94-337S、K78S、BS20、YS型小麥溫敏不育系等材料[15-20]。本研究使用的溫光敏雄性核不育系K456S， 由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食所選育，育性穩(wěn)定、豐產(chǎn)性較好、抗穗發(fā)芽、抗病性好，可用于安全制種。本研究中由

3.2 不同雜交小麥組合材料產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的差異

雜交小麥具有顯著的雜種優(yōu)勢(shì)，但其產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率目前還未有一致的研究結(jié)論。有研究表明，千粒質(zhì)量是構(gòu)成雜交小麥產(chǎn)量的最重要的因素，其次是有效穗數(shù)，穗粒數(shù)對(duì)雜交小麥產(chǎn)量的影響最小[8，21]。也有研究認(rèn)為雜交小麥的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)主要來(lái)源于粒質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)[9，22]，而張勝全等的研究認(rèn)為穗數(shù)和千粒質(zhì)量對(duì)雜交小麥產(chǎn)量貢獻(xiàn)明顯，進(jìn)一步挖掘穗粒數(shù)的潛力對(duì)增產(chǎn)有重要作用[23]。本研究結(jié)果表明，不同的雜交小麥材料的產(chǎn)量差異較大，除D組合的產(chǎn)量較對(duì)照增加外，其他材料產(chǎn)量均呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，且對(duì)雜交小麥產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大的是穗粒數(shù)，其次是穗數(shù)，千粒質(zhì)量的貢獻(xiàn)最小，這與前人的研究結(jié)果不同。

3.3 不同雜交小麥組合材料品質(zhì)的差異

小麥品質(zhì)包括籽粒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)、面粉的烘烤品質(zhì)等，目前我國(guó)對(duì)面粉的烘烤品質(zhì)的研究越來(lái)越多，其參數(shù)主要包括硬度指數(shù)、面筋含量、穩(wěn)定時(shí)間、吸水率、蛋白質(zhì)含量等等。近年來(lái)，對(duì)雜交小麥的雜種優(yōu)勢(shì)研究主要集中在產(chǎn)量方面，對(duì)品質(zhì)的雜種優(yōu)勢(shì)研究相對(duì)較少。安浩軍等認(rèn)為，蛋白質(zhì)含量存在負(fù)向雜種優(yōu)勢(shì)，但是通過(guò)配置優(yōu)勢(shì)雜交小麥組合，仍可以增加籽粒蛋白質(zhì)含量[24]。本研究結(jié)果表明，各雜交小麥材料的粗蛋白含量與濕面筋含量正向關(guān)系密切，而且隨著雜交小麥產(chǎn)量的升高，各品質(zhì)指標(biāo)數(shù)值大致呈下降趨勢(shì)，這與李桂萍的研究結(jié)果[25]一致，且只有D材料接近弱筋小麥的品質(zhì)指標(biāo)，其他材料均不能同時(shí)滿足弱筋或中筋、中強(qiáng)筋、強(qiáng)筋小麥的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

以云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的溫光敏雄性核不育系K456S為母本，配組的6個(gè)雜交組合株高和生育期均與對(duì)照品種接近或優(yōu)于對(duì)照，盡管產(chǎn)量和品質(zhì)方面目前尚顯不足，但D組合的雜交小麥材料表現(xiàn)出了較好的產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)勢(shì)?？梢?jiàn)，雜優(yōu)小麥在長(zhǎng)江中下游地區(qū)具有一定的種植潛力。

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