劉 瑩，靳曉杰，凌 冬，左珍喜，譚 靖，龍小玲，溫 亮，王立峰

（1.襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 襄陽 441057；2.河南省作物分子育種研究院，鄭州 450002；3.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，武漢 430064）

小麥（Triticum aestivumL.）是湖北省的第二大糧食作物。近幾年來，湖北省的小麥產(chǎn)量穩(wěn)居全國第六位，湖北省小麥生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展為全國糧食連續(xù)增產(chǎn)作出了重要貢獻［1］。在解決小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)之后，在小麥生產(chǎn)中對品種品質(zhì)提出了新的要求。小麥品質(zhì)改良已成為小麥育種工作的重要方向之一［2］。產(chǎn)量提升和品質(zhì)改良是小麥育種中最重要的2 個目標。在過去的育種實踐中，很難將產(chǎn)量和品質(zhì)同時進行改良，有研究者認為二者之間存在負相關(guān)［3］。

為了摸清襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進的小麥種質(zhì)資源在鄂北崗地種植條件下的品質(zhì)表現(xiàn)和農(nóng)藝性狀，本研究特針對本院226 份親本材料進行了表型變異分析、相關(guān)性分析，以期通過大數(shù)據(jù)分析得出品質(zhì)指標與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性，并找到能準確、簡便反映不同品種真實品質(zhì)表現(xiàn)的考察指標，為本地優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥育種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種（系）為近年來湖北省襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)實驗室引進的具有早熟、豐產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)等不同特點的品種（系）226 份，其編號、品種（系）、來源麥區(qū)見表1。

表1 試驗材料的名稱和來源麥區(qū)

續(xù)表1

1.2 試驗方法

田間試驗于2018—2019年在襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院團山基地進行，3 行區(qū)，行長0.75 m，行距0.25 m，每行30 粒，人工條播，四周設(shè)置保護行。田間管理措施同標準大田栽培。

小麥落黃時調(diào)查各品種（系）的株高，收獲后室內(nèi)調(diào)查每穗粒數(shù)、穗長等性狀。用自動數(shù)粒儀和千粒重儀測定各品種（系）的千粒重，用波通DA7200型近紅外分析儀測定小麥子粒的容重和加工品質(zhì)的相關(guān)指標。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 軟件進行數(shù)據(jù)整理和變異系數(shù)計算，用SPSS 軟件進行數(shù)據(jù)相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小麥品種（系）主要農(nóng)藝性狀及品質(zhì)性狀的變異分析

對226 份不同麥區(qū)小麥品種（系）農(nóng)藝性狀和子粒品質(zhì)進行描述統(tǒng)計，詳見表2。在株高、千粒重、每穗粒數(shù)、小穗數(shù)、穗長等農(nóng)藝性狀中，變異系數(shù)的大小依次為每穗粒數(shù)>穗長>株高>千粒重>小穗數(shù)，這與孫華衛(wèi)等［4］的研究結(jié)果一致。說明不同地區(qū)的小麥品種在襄陽市這一生態(tài)區(qū)種植，不同農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性表現(xiàn)程度也各不相同。

由表2 可知，226 份不同麥區(qū)小麥品種（系）農(nóng)藝性狀中，株高的變化范圍為54.00～120.00 cm，平均值為82.53 cm；穗長變化范圍為6.50～14.50 cm，平均值為10.44 cm；小穗數(shù)變化范圍為14.00～26.00個，平均值為19.61 個；每穗粒數(shù)變化范圍為35.00～102.00 個，平均值為58.73 個；千粒重變化范圍為33.28～62.03 g，平均值為49.52 g。鄭威等［5］對長江流域小麥地方品種的農(nóng)藝性狀多樣性分析結(jié)果中，株高變異系數(shù)較小，與本研究結(jié)論不同，其他農(nóng)藝性狀變異分析結(jié)果與本研究一致?？赡苡捎诘胤狡贩N，即農(nóng)家種在人工選擇的過程中會人為地淘汰一些株高偏高或偏矮的品種，導(dǎo)致株高的多樣性會減少。而本研究中的小麥種質(zhì)資源較為完整地保存了品種株高的多樣性，株高的變異系數(shù)達到13.57%，穗長的變異系數(shù)略高于株高，為14.58%，每穗粒數(shù)變異系數(shù)達21.12%，反映出小麥種質(zhì)資源的豐富性。

不同麥區(qū)小麥品種（系）子粒品質(zhì)性狀中，蛋白質(zhì)變化范圍為10.60%～19.42%，平均值為14.08%；濕筋變化范圍為 20.80%～40.97%，平均值為30.10%；沉淀值變化范圍為27.55～62.94 mL，平均值為44.47 mL；硬度指數(shù)變化范圍為31.93～81.53，平均值為69.74；容重變化范圍為756.00～833.00 g∕L，平均值為801.13 g∕L；吸水率變化范圍為50.55%～67.46%，平均值為62.80%；形成時間變化范圍為1.53～5.14 min，平均值為3.73 min；穩(wěn)定時間變化范圍為4.61～25.28 min，平均值為14.89 min；拉伸長度變化范圍為128.16～224.05 mm，平均值為169.66 mm；拉伸面積變化范圍為95.65～279.51 cm2，平均值為183.37 cm2；出粉率變化范圍為64.79%～74.09%，平均值為69.95%。變異系數(shù)的大小依次為穩(wěn)定時間>拉伸面積>形成時間>沉淀值>濕筋>拉伸長度>蛋白質(zhì)>硬度指數(shù)>吸水率>出粉率>容重。趙鵬濤等［6］研究結(jié)果中，變異系數(shù)的大小依次為穩(wěn)定時間>沉淀值>拉伸面積>濕筋>硬度指數(shù)>蛋白質(zhì)>最大阻力>吸水率>容重，與本研究結(jié)論基本相似。

2.2 不同麥區(qū)小麥品種（系）主要農(nóng)藝及品質(zhì)性狀的特點分析

不同麥區(qū)來源的小麥在株高、穗長、小穗數(shù)、千粒重、蛋白質(zhì)、濕筋、沉淀值、容重、吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間、拉伸長度等性狀上差異比較大，而在每穗粒數(shù)、硬度指數(shù)、拉伸面積、出粉率等性狀上差異較?。ū?）。對不同麥區(qū)來源小麥品種（系）的主要農(nóng)藝及品質(zhì)性狀分析顯示，北部冬麥區(qū)品種（系）的主要特點為株高最高、穩(wěn)定時間最長，穗長最短、千粒重最低，蛋白質(zhì)、濕筋較低；黃淮冬麥區(qū)品種（系）的主要特點為小穗數(shù)最多，吸水率較高，千粒重較高，株高最低，穗長、穩(wěn)定時間較低；西南冬麥區(qū)品種（系）的主要特點為穗長最長，蛋白質(zhì)、濕筋、沉淀值、形成時間、拉伸長度最高，千粒重較高，容重、吸水率、穩(wěn)定時間較低；長江中下游冬麥區(qū)品種（系）的主要特點為千粒重、容重最高，小穗數(shù)最少，濕筋、沉淀值最低，形成時間、拉伸長度最短。以上結(jié)果表明，不同麥區(qū)來源的小麥品種（系）性狀在襄陽市展現(xiàn)出不同的特點，多個性狀表征值在不同麥區(qū)間差異達顯著水平。

表2 226 份小麥品種（系）的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀

表3 4 個麥區(qū)小麥性狀的平均值及標準差

2.3 簡單相關(guān)分析

2.3.1 各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析 由表4 可知，不同麥區(qū)小麥品種（系）農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明，株高與穗長呈正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)r=0.349），株高與千粒重呈正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)r=0.178），均達到極顯著水平，株高與小穗數(shù)、每穗粒數(shù)指標相關(guān)不顯著。穗長與小穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.235、0.422、0.205，小穗數(shù)與每穗粒數(shù)呈正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)r=0.611**），達極顯著水平。小穗數(shù)、每穗粒數(shù)與千粒重無顯著相關(guān)性。

表4 農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析結(jié)果

2.3.2 各品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析 從品質(zhì)性狀相關(guān)性分析結(jié)果（表5）可以看出，不同麥區(qū)小麥品種（系）蛋白質(zhì)含量與濕筋、沉淀值、形成時間、拉伸長度呈高度正相關(guān)，與硬度指數(shù)、吸水率、拉伸面積呈低度正相關(guān)，但均達到極顯著水平；與穩(wěn)定時間呈低度正相關(guān)，達到顯著水平。濕筋與沉淀值、形成時間、拉伸長度呈高度正相關(guān)，與硬度指數(shù)、吸水率、拉伸面積呈低度正相關(guān)，但均達到極顯著水平。沉淀值與形成時間、拉伸長度呈高度正相關(guān)，與拉伸面積呈中度正相關(guān)，與硬度指數(shù)、容重、吸水率、穩(wěn)定時間呈低度正相關(guān)，但均達到極顯著水平。硬度指數(shù)與吸水率呈高度正相關(guān)，達到極顯著水平，該結(jié)果與郭軍等［7］的研究結(jié)論一致；與形成時間、出粉率呈低度正相關(guān)，但均達到極顯著水平；與穩(wěn)定時間、拉伸長度呈低度正相關(guān)，與容重呈低度負相關(guān)。容重與拉伸面積呈中度正相關(guān)，與穩(wěn)定時間、形成時間呈低度正相關(guān)，但均達到極顯著水平。吸水率與形成時間呈中度正相關(guān)，與穩(wěn)定時間、拉伸長度、拉伸面積、出粉率呈低度正相關(guān)，達到極顯著或顯著水平。形成時間與穩(wěn)定時間、拉伸長度、拉伸面積、出粉率呈低度正相關(guān)，但均達到極顯著水平。穩(wěn)定時間與拉伸面積呈高度正相關(guān)，達到極顯著水平。拉伸長度與拉伸面積呈極顯著正相關(guān)。拉伸面積與出粉率呈顯著正相關(guān)。

表5 主要品質(zhì)性狀間的相關(guān)性

3 討論

容重綜合反映了小麥子粒形狀、整齊度、粒重、胚乳質(zhì)地及含水量等［8］，是中國現(xiàn)行商品小麥收購的質(zhì)量標準和定價依據(jù)［9］。本研究結(jié)果顯示，容重與拉伸面積呈中度正相關(guān)，而穩(wěn)定時間、最大抗延阻力、拉伸面積被作為小麥行業(yè)內(nèi)最新品質(zhì)分級標準中3 個重要指標?？梢娙葜刈鳛樾←溬|(zhì)量標準是有一定科學(xué)依據(jù)的，且在實際檢測中簡單、便捷、容易操作。容重與出粉率的關(guān)系尚存爭議，有的認為二者呈正相關(guān)，而有的認為二者相關(guān)不顯著［8］。在本研究中，容重與出粉率的相關(guān)系數(shù)為0.252，相關(guān)程度較弱。

小麥農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀指標眾多，且各指標之間相關(guān)關(guān)系復(fù)雜。本研究對226 份小麥種質(zhì)資源進行了系統(tǒng)的農(nóng)藝和品質(zhì)數(shù)據(jù)測試，并通過表現(xiàn)變異分析、相關(guān)性分析對各性狀指標進行了多角度統(tǒng)計分析。

研究表明，小麥株高與蛋白質(zhì)含量無關(guān)［10］，這與本研究結(jié)果一致。由此可認為，小麥株高與品質(zhì)2 個性狀基因控制位點并非緊密連鎖，培育矮稈抗倒伏類型與培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥并不矛盾，二者的結(jié)合是優(yōu)質(zhì)育種的有效途徑之一。

通過表型變異分析，可得出以下主要結(jié)論：①不同小麥品種在襄陽市的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為每穗粒數(shù)差異較大，小穗數(shù)、千粒重的差異較小。在有效穗數(shù)一定的情況下，可通過考察每穗粒數(shù)篩選出產(chǎn)量潛力較大的品種。②不同小麥品種品質(zhì)性狀指標中，穩(wěn)定時間差異最大，容重的差異最小，在襄陽市選育優(yōu)質(zhì)小麥時，相比容重指標而言，穩(wěn)定時間更能反映品種的品質(zhì)優(yōu)劣。

通過性狀指標間的相關(guān)性分析，可得出以下主要結(jié)論：①各品質(zhì)指標間均存在不同程度的相關(guān)性，其中蛋白質(zhì)含量與濕筋、沉淀值、形成時間、拉伸長度呈高度正相關(guān)，均達到極顯著水平，這4 對品質(zhì)指標的相關(guān)系數(shù)分別為0.977、0.901、0.803、0.910。因此，在考察這些品質(zhì)指標時，成對相關(guān)的指標只需要考察其中1 個即可，有利于提高多目標育種的親本選配效果和育種水平［11］。②出粉率、容重等指標與其他品質(zhì)指標的相關(guān)度很低，說明這些指標相對獨立，在綜合考評時需要單獨歸類進行評價。③株高、產(chǎn)量因素等農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀無顯著關(guān)聯(lián)性。因此，在品質(zhì)育種時，要從農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀2 個方面來進行選育，二者結(jié)合才是優(yōu)質(zhì)育種的有效途徑。