李志坤 時(shí) 萍 姜文武 胡鳳靈

（六安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 安徽六安237010）

小麥穗發(fā)芽（Pre-harvest sprouting，PHS）是指小麥?zhǔn)斋@之前遇到連續(xù)陰雨天氣時(shí)籽粒在穗上發(fā)芽的現(xiàn)象，這是全世界小麥生產(chǎn)中都要面對(duì)的問(wèn)題之一[1-3]，一旦發(fā)生穗發(fā)芽，不僅小麥產(chǎn)量降低，而且嚴(yán)重影響其品質(zhì)和種用價(jià)值，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失[4]，影響農(nóng)民生產(chǎn)積極性。長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)作為我國(guó)幾大麥區(qū)中降水量較高的麥區(qū)之一，小麥穗發(fā)芽發(fā)生頻繁，嚴(yán)重影響糧食生產(chǎn)的安全[5]。因此，選育并推廣抗穗發(fā)芽小麥品種，對(duì)提升長(zhǎng)江中下游小麥生產(chǎn)抗災(zāi)減災(zāi)能力，促進(jìn)小麥生產(chǎn)有重要意義。筆者通過(guò)對(duì)目前長(zhǎng)江中下游推廣的部分小麥品種及新選育的小麥品系材料進(jìn)行穗發(fā)芽抗性評(píng)價(jià)，旨在為提高長(zhǎng)江中下游小麥生產(chǎn)能力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試小麥材料共70 份（表1），其中目前長(zhǎng)江中下游推廣審定（認(rèn)定）品種39 份，自選品系31 份，以易穗發(fā)芽的白皮小麥品種‘鄭麥9023’為抗穗發(fā)芽對(duì)照。小麥品種和材料由國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系六安綜合試驗(yàn)站及安徽省小麥技術(shù)體系六安綜合實(shí)驗(yàn)站提供。供試材料于2019-2020 年種植于六安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院綜合試驗(yàn)基地，在小麥開(kāi)花后35～45 d 取樣完成，以小麥籽粒成熟度為標(biāo)準(zhǔn)，每份材料在小麥籽粒成熟時(shí)一次性取樣，選取成熟度一致的主莖穗10 個(gè)為一次重復(fù)，從穗下頸 15～20 cm 處剪取，3 次重復(fù)，貼標(biāo)簽并記錄放入25℃恒溫干燥培養(yǎng)箱中干燥1 周，再放入-20℃冰箱中待用。待材料全部采集完成，分批取出并重新放置于恒溫干燥培養(yǎng)箱中干燥3 d，隨后開(kāi)始發(fā)芽鑒定試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

采用整穗發(fā)芽法，將剪取的3 次重復(fù)隨機(jī)分好，分別于自來(lái)水中浸泡4 h，再用0.1%次氯酸鈉溶液消毒5 min，然后在光照培養(yǎng)箱（22℃、100%RH）中培養(yǎng)96 h，隨即在60℃烘箱中烘干。手工剝粒，以籽粒胚部表皮破裂為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，分別統(tǒng)計(jì)每組整穗的總籽粒數(shù)和發(fā)芽籽粒數(shù)。計(jì)算整穗發(fā)芽率（Germination percentage, GP）。同時(shí)，用同樣的方法進(jìn)行對(duì)照樣品的測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

1.3.1 計(jì)算及統(tǒng)計(jì)方法

①穗發(fā)芽率以“GP”計(jì)，數(shù)值以“%”表示，按公式（1）計(jì)算：

式中：n——10 個(gè)主穗發(fā)芽籽粒數(shù)，以“粒”表示；N——10 個(gè)主穗總籽粒數(shù)，以“?！北硎荆挥?jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

②相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)。相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)以“I”計(jì)，數(shù)值以“%”表示，按公式（2）計(jì)算：

式中：GP1——待檢樣品穗發(fā)芽率，以百分?jǐn)?shù)（%）表示；GP2——對(duì)照樣品穗發(fā)芽率，以百分?jǐn)?shù)（%）表示。

結(jié)果以平均穗發(fā)芽指數(shù)表示，計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

按照表2 的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)檢測(cè)樣品的相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)（I）確定其抗穗發(fā)芽性和等級(jí)。

表1 長(zhǎng)江中下游70 份小麥材料

表2 小麥抗穗發(fā)芽性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 數(shù)據(jù)處理方法 用SPSS 19.0 （SPSS Institute,Inc., Cary, NC, USA） 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Ward 法對(duì)整穗發(fā)芽率（GP）進(jìn)行聚類(lèi)比較,利用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試小麥材料的整穗發(fā)芽率聚類(lèi)分析

運(yùn)用Ward 法對(duì)70 份供試小麥材料的穗發(fā)芽率進(jìn)行重新調(diào)整距離聚類(lèi)合并分析，結(jié)果見(jiàn)圖1，所有材料可分為以下3 類(lèi)。

圖1 供試70 份長(zhǎng)江中下游麥區(qū)小麥材料的聚類(lèi)分析

第一類(lèi)材料包括‘明麥 133’‘WXZ1541’‘隆墾麥1 號(hào)’‘揚(yáng)麥 16’‘揚(yáng)麥 24’‘揚(yáng)輻麥 6 號(hào)’‘揚(yáng)輻麥7 號(hào)’‘華麥 1028’‘揚(yáng)麥 15’‘農(nóng)麥 126’‘揚(yáng)麥 28’等11 種。該類(lèi)材料的穗發(fā)芽率最低，且全部為紅皮小麥材料，平均穗發(fā)芽率為9.80%，變異系數(shù)為0.29，說(shuō)明此類(lèi)小麥材料的抗穗發(fā)芽能力強(qiáng)，抗穗發(fā)芽表現(xiàn)穩(wěn)定，在生產(chǎn)中具有很強(qiáng)得到抗穗發(fā)芽特性。

第二類(lèi)材料包括‘WXZ1225’‘皖科 185’‘揚(yáng)麥 22’‘ 寧 麥 13’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 11’ ‘WXZ0418’ ‘ 皖 麥 606’‘WXZ1548*F’‘WXZ1347’‘WXZ1521*F’‘WXZ1546’‘WXZ0962’ ‘WXZ0418-2’ ‘WXZ1220’ ‘ 蘇 麥 11’‘糯 1019’‘WXZ1605’‘WXZ1671’‘WXZ1503’‘蘇麥 188’‘WXZ1531-3’‘蘇麥 10 號(hào)’‘WXZ1634’‘揚(yáng)麥 20’‘寧麥 26’‘寧麥 21’‘WXZ1633’‘糯 1012’‘國(guó)紅 6 號(hào)’‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘華麥 7 號(hào)’‘揚(yáng)輻麥 8 號(hào)’‘揚(yáng)麥 27’‘浩麥 1 號(hào)’‘WXZ1517*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘ 蘇 隆 128’ ‘WXZ1532’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 9 號(hào) ’ ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘鎮(zhèn)麥 168’‘WXZ1531-1’等共 47 種。其中紅皮小麥材料45 種，占95.74%，該類(lèi)材料的平均穗發(fā)芽率較低，為22.30%，變異系數(shù)為0.19，說(shuō)明此類(lèi)小麥材料的抗穗發(fā)芽能力較強(qiáng)，在生產(chǎn)上具有較強(qiáng)的抗穗發(fā)芽特性。

第三類(lèi)材料包括 ‘揚(yáng)麥13’‘輪選22’‘輪選27’‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 揚(yáng) 麥 25’ ‘WXZ1224-4’‘WXZ1221’‘億麥 9 號(hào)’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號(hào)’‘鎮(zhèn)麥12’等種。該類(lèi)材料穗發(fā)芽較為嚴(yán)重，，平均穗發(fā)芽率達(dá)到了40.00%，變異系數(shù)為0.11，表明這類(lèi)材料抗穗發(fā)芽能力較差，容易遭受到穗發(fā)芽的災(zāi)害，成熟后期容易受到陰雨天氣的影響，造成產(chǎn)量損失。

2.2 供試小麥材料的抗性等級(jí)及籽粒顏色分布

從圖2 可以看出，在供試的70 個(gè)長(zhǎng)江中下游小麥材料中，小麥穗發(fā)芽抗性達(dá)到“抗”（R）水平的材料有 18 種，占 25.71%；抗性達(dá)到“中抗”（MR）的材料有43 種，占 61.43%；感穗發(fā)芽 （S） 材料有 9 種，占12.86%。參試所有材料中紅皮小麥有66 種，穗發(fā)芽抗性達(dá)到“抗”（R）的18 種材料全部為紅皮小麥。所有參試紅皮小麥材料中穗發(fā)芽達(dá)到 “中抗”（MR）水平及以上的共有58 種，占紅皮小麥材料總數(shù)的87.88%，表明紅皮小麥普遍具有較好的穗發(fā)芽抗性。參試的白皮小麥材料共有4 種，其中3 種材料的穗發(fā)芽抗性達(dá)到“中抗”（MR）水平，但是沒(méi)有一種達(dá)到“抗”（R）水平。

圖2 70 份小麥材料穗發(fā)芽抗性等級(jí)及籽粒顏色頻率分布

2.3 供試小麥材料的穗發(fā)芽抗性分析

從70 份材料的相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)（表3）來(lái)看，品種間差異較大，范圍為0.05～0.54，平均0.27。這些材料中，穗發(fā)芽抗性達(dá)到抗（R）級(jí)別的有‘揚(yáng)麥28’‘農(nóng)麥 126’‘華麥 1028’‘揚(yáng)輻麥 6 號(hào)’‘揚(yáng)輻麥 7 號(hào)’‘揚(yáng)麥 15’‘揚(yáng)麥 24’‘揚(yáng)麥 16’‘隆墾麥 1 號(hào)’‘明麥 133’‘WXZ1541’‘浩麥 1 號(hào)’‘WXZ1547*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘蘇隆 128’‘WXZ1532’‘鎮(zhèn)麥 9 號(hào)’，平均相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)為0.14，這些材料中 ‘揚(yáng)麥28’‘農(nóng)麥 126’‘華麥 1028’‘揚(yáng)輻麥 6 號(hào)’‘揚(yáng)輻麥 7 號(hào)’表現(xiàn)最好，其相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)均不高于0.10。

穗發(fā)芽抗性達(dá)到中抗（MR）的有43 份材料，其平均 相 對(duì) 穗 發(fā) 芽 指 數(shù) 為 0.28，其 中 ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘WXZ1531-1’‘鎮(zhèn)麥 168’‘國(guó)紅 6 號(hào)’‘ 寧 麥 21’ ‘WXZ1633’ ‘ 糯 1012’ ‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘華麥 7 號(hào)’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘揚(yáng)輻麥 8 號(hào)’‘揚(yáng)麥 27’‘揚(yáng)麥 20’‘寧麥 26’‘蘇麥10 號(hào)’‘WXZ1634’等相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)均未超過(guò)0.25。需要注意的是 ‘WXZ1605’‘糯 1019’‘輪選 27’‘揚(yáng)麥13’‘輪選22’這幾種材料相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到或者超過(guò)了0.35。

穗發(fā)芽抗性為感 （S） 的材料有‘WXZ1504’‘WXZ1315’‘鎮(zhèn)麥 12’‘億麥 9 號(hào)’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號(hào)’‘WXZ1221’‘揚(yáng)麥 25’‘WXZ1224-4’，平均相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)達(dá)到了0.48，其中‘羅麥10 號(hào)’‘揚(yáng)麥25’這兩個(gè)品種的相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)均超過(guò)0.48，分別達(dá)到 0.49、0.54。

3 結(jié)果與討論

小麥穗發(fā)芽是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，受多基因控制，同時(shí)受環(huán)境影響較大。本研究通過(guò)整穗發(fā)芽法對(duì)長(zhǎng)江中下游70 份材料進(jìn)行穗發(fā)芽抗性特征評(píng)定，表明，目前長(zhǎng)江中下游推廣的品種（品系）整體穗發(fā)芽抗性較好，穗發(fā)芽抗性品種較多。參試的材料中，抗性達(dá)到中抗及以上的有61 種，占全部參試材料的91.43%。這可能與本次參試材料大多數(shù)為紅粒小麥，而紅粒小麥品種普遍休眠期較長(zhǎng)，較耐穗發(fā)芽有關(guān)[6-7]。但本次試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)了一些抗性較差的材料，如：‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 12’ ‘ 億 麥 9 號(hào) ’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號(hào)’‘WXZ1221’‘揚(yáng)麥 25’‘WXZ1224-4’等。這說(shuō)明目前長(zhǎng)江中下游小麥品種（品系）間抗穗發(fā)芽能力仍有較大差異。

表3 70 份小麥材料的相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)及抗性等級(jí)

通過(guò)聚類(lèi)分析可知，‘明麥 133’‘WXZ1541’‘隆墾麥1 號(hào)’‘揚(yáng)麥 16’‘揚(yáng)麥 24’‘揚(yáng)輻麥 6 號(hào)’‘揚(yáng)輻麥7 號(hào)’‘華麥 1028’‘揚(yáng)麥 15’‘農(nóng)麥 126’‘揚(yáng)麥 28’等11 種品種（品系）抗穗發(fā)芽能力最好。而對(duì)各品種（品系）的相對(duì)穗發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行分析可得到，‘浩麥1 號(hào)’‘WXZ1547*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘蘇隆 128’‘WXZ1532’‘鎮(zhèn)麥 9 號(hào)’等 7 個(gè)材料得到穗發(fā)芽抗性也較好，達(dá)到了抗（R）級(jí)別。這些品種的抗穗發(fā)芽能力較強(qiáng)，穗發(fā)芽風(fēng)險(xiǎn)較小，在生產(chǎn)上及新品種的選育過(guò)程中應(yīng)該著重注意對(duì)這些材料的推廣及使用。

穗發(fā)芽抗性等級(jí)未達(dá)到中抗（MR）的材料包括‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 12’ ‘ 億 麥 9 號(hào) ’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號(hào)’‘WXZ1221’‘揚(yáng)麥 25’‘WXZ1224-4’等 9 種，此外通過(guò)聚類(lèi)分析可知，‘揚(yáng)麥13’‘輪選22’‘輪選27’等3 種材料的抗穗發(fā)芽能力也較差，整穗發(fā)芽率偏高。表明這些材料易受到穗發(fā)芽災(zāi)害的影響，在新品種的選育種過(guò)程中應(yīng)注意規(guī)避這些材料，同時(shí)在生產(chǎn)上注意在小麥成熟后期及時(shí)搶收，減少陰雨天氣的影響，從而避免因穗發(fā)芽造成的減產(chǎn)，保證小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)[8-9]。