CIMMYT小麥種質在山東麥區產量和品質性狀評價及利用

李豪圣等

摘要：本試驗對226份CIMMYT小麥種質的產量構成因素、籽粒品質、面筋特性、面團揉混特性和淀粉糊化特性等進行了研究分析。結果表明：226份CIMMYT小麥種質的每穗小穗數平均值為16.4個，與當地主推品種濟麥22相當；穗粒數平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個；千粒重平均為38.7 g。籽粒硬度較高，>90的有22份，最高為97。 82.8%的材料其籽粒蛋白含量在12.5%～14.5%之間。大部分材料的沉淀值在37～46 ml之間，最大值為64.5 ml；沉淀值>40 ml的材料占66.9%，其中7份材料的沉淀值在60 ml以上。濕面筋含量變異幅度較大，在25.7%～57.2%之間；干面筋值的變異幅度較小，大部分材料集中在10～13 g，最大值為18.4 g；面筋指數高，>94%的材料占66.2%；篩選出濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g、面筋指數在94%以上的材料10份。揉混儀參數峰值寬度變異幅度較大，在180～440 B.U.之間，有51份材料的峰值寬度>300 B.U.；8 cm峰寬分布集中在70～180 B.U.，最寬達320 B.U.；衰落角分布集中在6°～16°；篩選出峰值寬度300 B.U.以上、8 cm峰寬190 B.U.以上且衰落角<10°的材料7份。淀粉RVA糊化特性的峰值粘度分布集中在2 800～3 400 cP之間，最高值達3 887 cP；稀懈值集中在900～1 200 cP；回升值集中在1 200～1 500 cP；篩選出峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的材料42份。篩選出的這些材料可作為山東省小麥育種和品質改良的優異親本，并且部分材料已被用于小麥育種中。

關鍵詞：CIMMYT小麥種質；產量性狀；品質特性

中圖分類號：S512.102文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）02-0017-06

國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）育成的小麥品種（系）以春小麥品種聞名于世，育成品種的豐產性好，植株較矮、株型緊湊、較抗倒伏，品質較好，抗病性強，適應性廣[1]。20世紀70年代我國已開始CIMMYT小麥種質在中國春小麥地區的適應性研究，并認為CIMMYT 小麥可在新疆和云南直接推廣應用，其它春麥區可作雜交親本[2]。隨后，姚金保等[3]和袁漢民等[4]對CIMMYT 小麥在江蘇和寧夏等地區的表現和利用也進行了初步分析[3，4]。張勇等[5]的研究進一步確定了CIMMYT 小麥品種可在云南、青海和新疆直接推廣種植；內蒙古、甘肅和寧夏為次適宜地區，可以直接推廣應用，但主要用作雜交親本；在黑龍江以做雜交親本為宜。CIMMYT小麥種質的品質相關性狀如蛋白品質性狀[6]、高分子量谷蛋白亞基[7]、Waxy蛋白類型及淀粉糊化特性[8]、Pina和Pinb基因等位變異[9]等也得到深入研究。

近幾十年來，在CIMMYT中國辦事處（北京）的努力下，中國小麥生產區與CIMMYT 開展了積極的穿梭育種及合作交流研究。每年有1 000 余份CIMMYT小麥材料引進并在國內不同麥區種植觀察和作為親本進行新品種培育[5]，全國不同麥區的小麥育種工作者到CIMMYT 學習交流，參與小麥田間育種的選拔工作、室內品質分析及相關性狀基因的分子標記研究。同時，CIMMYT小麥育種者也在利用中國小麥與CIMMYT種質配制組合，培育新品種（系）。目前，黑龍江、內蒙古、寧夏和新疆等春麥區利用CIMMYT 小麥作雜交親本育成的品種達140多個，這是我國春麥區小麥品種改良中對CIMMYT 種質有效改造和利用的突出表現[10]。CIMMYT小麥種質在中國春小麥育種中的廣泛應用，不僅豐富了中國春小麥品種的遺傳資源，而且對提高小麥產量、改善品質、增強抗病性、促進小麥品種的更新換代等做出了較大貢獻[11]。但CIMMYT小麥種質在冬麥區育種中的利用還很欠缺，這主要是由于引進種質與當地品種存在冬春性差異。

國外優異種質資源的引進鑒定和利用一直是小麥育種者進行品種改良及拓寬小麥遺傳基礎的主要途徑之一。近年來，筆者加強了對引進國外優異種質尤其是CIMMYT小麥種質的適應性試驗研究，對引進種質的農藝性狀、產量、抗逆性和品質等多個方面進行詳細地觀察研究和分析。本試驗對2011年引進的226份CIMMYT小麥種質的產量構成因素、籽粒品質、面筋特性、面團揉混特性和淀粉糊化特性等進行了測定和統計分析，旨在篩選出適用于山東冬麥區小麥新品種培育的優異親本材料，從而豐富現有的育種遺傳資源，擴大遺傳基礎，提高選育品種的多樣性。

1材料與方法

1.1試驗材料

2011年經CIMMYT中國辦事處（北京）/中國農業科學院作物科學研究所引進CIMMYT普通小麥材料226份，每20行種1行當地主栽品種濟麥22（對照），供試材料共238份。于山東省農業科學院作物研究所試驗田（濟南）種植，試驗地土壤肥力中等，行長2 m，雙行區人工點播。田間管理、播種時間與山東省小麥區（預）試同步進行，材料單收單曬單藏備用。

1.2試驗方法

產量性狀：每份材料隨機取20穗，數其小穗數和穗粒數，計算各自的平均值；收獲晾曬后，利用SKCS4100型單粒谷物特性測定儀測定千粒重。

品質特性測定參照劉愛峰等[12，13]的方法。所有樣品采用德國Brabender Junior 實驗磨制粉。利用SKCS4100型單粒谷物特性測定儀測定籽粒硬度；用DA7200型近紅外分析儀測定籽粒蛋白含量；用AACC56-61A 方法測定Zeleny 沉淀值；按GB5506-85的方法用GM2200型面筋儀測定濕面筋含量、干面筋值和面筋指數；揉面儀測定面團揉混峰值寬度和8 cm峰寬及衰落角；按AACC76-21 標準用快速粘度儀測定淀粉糊化峰值粘度、稀懈值和回升值。

1.3數據處理

利用Excel進行數據分析。

2結果與分析

2.1產量性狀表現

對CIMMYT小麥種質材料的每穗小穗數、穗粒數和千粒重進行了統計分析（表1，圖1）。這些種質材料的每穗小穗數平均值為16.4個，與對照濟麥22相當，變異幅度為11.2～24.2個；頻數分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數在14～18個之間，占81.4%；有107份材料的每穗小穗數高于濟麥22，其中9份>20個。穗粒數平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個，63.27%的材料穗粒數超過濟麥22；分布比較分散，穗粒數超過42個的有103份材料，占45.57%。千粒重平均為38.7 g，明顯低于濟麥22，變異幅度較大；頻數分布顯示大部分材料的千粒重在34～43 g之間，高于濟麥22的材料有49份，最高達49.2 g。根據育種實際，可選擇適當的CIMMYT小麥種質材料用于小麥品種的遺傳改良。

3結論與討論

CIMMYT品種在我國春小麥種植區域表現突出，在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區可以直接用于生產， 在東北春麥區可用作雜交親本[2，11] 。山東冬麥區引進的這批CIMMYT小麥種質材料表現出較高的穗粒數和中等水平的千粒重，這為當前通過穩定千粒重、增加穗粒數進一步提高產量潛力的育種目標提供了新的種質資源；高籽粒硬度、高沉淀值、優良面筋特性和面團揉混特性、優良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質改良提供了資源。在山東冬麥區，春性的CIMMTY材料不能直接用于生產，但可很好地用作親本，通過雜交和3次左右的回交，可將它們的優異性狀基因轉入到當地的冬小麥品種中，達到品種改良的目的。

這226份CIMMYT材料在山東冬麥區的田間表現和品質特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區的表現特點，雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質在我國春麥區的表現存在一定差異[2，5，11，14]，但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區的生長發育和品質特性。通過山東冬麥區的鑒定分析，從226份CIMMYT材料中篩選出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數在94%以上的10份；峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質改良的優異親本，豐富了小麥育種的遺傳資源，擴大了遺傳基礎，為提高選育品種的多樣性奠定了基礎。

近幾年來，本課題組加強引進國內外種質資源的鑒定和利用工作[12]，通過種植觀察和檢測分析，篩選綜合性狀優良的種質用于小麥育種中，并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產量潛力的種質資源，并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15]，課題組經過連續多代的回交選育，已將其高產和抗病基因轉入到當地主栽小麥品種中，獲得了穩定的高代品系。2012年夏，我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農藝性狀優良且品質特性好的材料用作親本，與山東省主推品種濟南17和濟麥22進行雜交，獲得了24份F1；2013年夏對雜交F1繼續進行回交，已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中，我們將繼續以田間篩選和室內檢測分析相結合，綜合各種性狀，根據育種目標篩選優異后代系，以豐富選育品種的多樣性。

參考文獻：

[1]Pingali P L （Eds）. CIMMYT 1989-1999 world wheat facts and trends. Global wheat research in a changing world： challenges and achievements[R]. Mexico D F：CIMMYT，1999.

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[5]張勇，吳振錄，張愛民，等. CIMMYT小麥在中國春麥區的適應性分析[J]. 中國農業科學，2006，39（4）：655-663.

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[9]李根英，夏先春，何中虎，等. CIMMYT新型人工合成小麥Pina和Pinb基因等位變異[J]. 作物學報，2007，33（2）：242-249.

[10]He Z H，Rajaram S. China/CIMMYT collaboration on wheat breeding and germplasm exchange： results of 10 years of shuttle breeding （1984-1994）[R]. Wheat Special Report No.46， Mexico， D F：CIMMYT，1997.

[11]吳振錄，張勇，何中虎，等. CIMMYT小麥在我國的產量和品質表現[J]. 麥類作物學報，2004，24（3）：34-39.

[12]劉愛峰，段友臣，程敦公，等. 山東小麥種質資源品質特性多樣性研究及利用[J]. 植物遺傳資源學報，2012，13（4）：515-520.

[13]劉愛峰，程敦公，李豪圣，等. 高產小麥品種濟麥22配粉效應及饅頭制作品質研究[J]. 中國農學通報，2010，26（19）：52-57.

[14]馬小樂，王化俊，尚勛武，等. 143個CIMMYT 春小麥材料在河西地區的性狀表現[J].甘肅農業科技，2010，3：6-9.

[15]Liu S X，Yu L X，Singh Ravi P ，et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.，2010，120（4）：691-697.山 東 農 業 科 學2014，46（2）：23～28Shandong Agricultural Sciences

1.3數據處理

利用Excel進行數據分析。

2結果與分析

2.1產量性狀表現

對CIMMYT小麥種質材料的每穗小穗數、穗粒數和千粒重進行了統計分析（表1，圖1）。這些種質材料的每穗小穗數平均值為16.4個，與對照濟麥22相當，變異幅度為11.2～24.2個；頻數分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數在14～18個之間，占81.4%；有107份材料的每穗小穗數高于濟麥22，其中9份>20個。穗粒數平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個，63.27%的材料穗粒數超過濟麥22；分布比較分散，穗粒數超過42個的有103份材料，占45.57%。千粒重平均為38.7 g，明顯低于濟麥22，變異幅度較大；頻數分布顯示大部分材料的千粒重在34～43 g之間，高于濟麥22的材料有49份，最高達49.2 g。根據育種實際，可選擇適當的CIMMYT小麥種質材料用于小麥品種的遺傳改良。

3結論與討論

CIMMYT品種在我國春小麥種植區域表現突出，在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區可以直接用于生產， 在東北春麥區可用作雜交親本[2，11] 。山東冬麥區引進的這批CIMMYT小麥種質材料表現出較高的穗粒數和中等水平的千粒重，這為當前通過穩定千粒重、增加穗粒數進一步提高產量潛力的育種目標提供了新的種質資源；高籽粒硬度、高沉淀值、優良面筋特性和面團揉混特性、優良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質改良提供了資源。在山東冬麥區，春性的CIMMTY材料不能直接用于生產，但可很好地用作親本，通過雜交和3次左右的回交，可將它們的優異性狀基因轉入到當地的冬小麥品種中，達到品種改良的目的。

這226份CIMMYT材料在山東冬麥區的田間表現和品質特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區的表現特點，雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質在我國春麥區的表現存在一定差異[2，5，11，14]，但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區的生長發育和品質特性。通過山東冬麥區的鑒定分析，從226份CIMMYT材料中篩選出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數在94%以上的10份；峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質改良的優異親本，豐富了小麥育種的遺傳資源，擴大了遺傳基礎，為提高選育品種的多樣性奠定了基礎。

近幾年來，本課題組加強引進國內外種質資源的鑒定和利用工作[12]，通過種植觀察和檢測分析，篩選綜合性狀優良的種質用于小麥育種中，并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產量潛力的種質資源，并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15]，課題組經過連續多代的回交選育，已將其高產和抗病基因轉入到當地主栽小麥品種中，獲得了穩定的高代品系。2012年夏，我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農藝性狀優良且品質特性好的材料用作親本，與山東省主推品種濟南17和濟麥22進行雜交，獲得了24份F1；2013年夏對雜交F1繼續進行回交，已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中，我們將繼續以田間篩選和室內檢測分析相結合，綜合各種性狀，根據育種目標篩選優異后代系，以豐富選育品種的多樣性。

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[15]Liu S X，Yu L X，Singh Ravi P ，et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.，2010，120（4）：691-697.山 東 農 業 科 學2014，46（2）：23～28Shandong Agricultural Sciences

1.3數據處理

利用Excel進行數據分析。

2結果與分析

2.1產量性狀表現

對CIMMYT小麥種質材料的每穗小穗數、穗粒數和千粒重進行了統計分析（表1，圖1）。這些種質材料的每穗小穗數平均值為16.4個，與對照濟麥22相當，變異幅度為11.2～24.2個；頻數分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數在14～18個之間，占81.4%；有107份材料的每穗小穗數高于濟麥22，其中9份>20個。穗粒數平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個，63.27%的材料穗粒數超過濟麥22；分布比較分散，穗粒數超過42個的有103份材料，占45.57%。千粒重平均為38.7 g，明顯低于濟麥22，變異幅度較大；頻數分布顯示大部分材料的千粒重在34～43 g之間，高于濟麥22的材料有49份，最高達49.2 g。根據育種實際，可選擇適當的CIMMYT小麥種質材料用于小麥品種的遺傳改良。

3結論與討論

CIMMYT品種在我國春小麥種植區域表現突出，在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區可以直接用于生產， 在東北春麥區可用作雜交親本[2，11] 。山東冬麥區引進的這批CIMMYT小麥種質材料表現出較高的穗粒數和中等水平的千粒重，這為當前通過穩定千粒重、增加穗粒數進一步提高產量潛力的育種目標提供了新的種質資源；高籽粒硬度、高沉淀值、優良面筋特性和面團揉混特性、優良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質改良提供了資源。在山東冬麥區，春性的CIMMTY材料不能直接用于生產，但可很好地用作親本，通過雜交和3次左右的回交，可將它們的優異性狀基因轉入到當地的冬小麥品種中，達到品種改良的目的。

這226份CIMMYT材料在山東冬麥區的田間表現和品質特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區的表現特點，雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質在我國春麥區的表現存在一定差異[2，5，11，14]，但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區的生長發育和品質特性。通過山東冬麥區的鑒定分析，從226份CIMMYT材料中篩選出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數在94%以上的10份；峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質改良的優異親本，豐富了小麥育種的遺傳資源，擴大了遺傳基礎，為提高選育品種的多樣性奠定了基礎。

近幾年來，本課題組加強引進國內外種質資源的鑒定和利用工作[12]，通過種植觀察和檢測分析，篩選綜合性狀優良的種質用于小麥育種中，并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產量潛力的種質資源，并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15]，課題組經過連續多代的回交選育，已將其高產和抗病基因轉入到當地主栽小麥品種中，獲得了穩定的高代品系。2012年夏，我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農藝性狀優良且品質特性好的材料用作親本，與山東省主推品種濟南17和濟麥22進行雜交，獲得了24份F1；2013年夏對雜交F1繼續進行回交，已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中，我們將繼續以田間篩選和室內檢測分析相結合，綜合各種性狀，根據育種目標篩選優異后代系，以豐富選育品種的多樣性。

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