山西省冬小麥品種（系）耐熱性評價

溫輝芹 程天靈 裴自友 李 雪 張立生 朱 玫

（山西省農業科學院作物科學研究所/農業部黃土高原作物基因資源與種質創制重點實驗室，太原 030031）

隨著全球氣候持續變暖，極端天氣發生幾率持續增加，同時病蟲害發生呈擴大和加重趨勢，給農作物收成造成巨大損失，進一步加劇了未來食物價格的波動，氣候變暖對糧食安全的影響受到科學界和各國政府的高度關注[1-4]。中國是小麥生產和貿易大國，小麥是中國最重要的口糧作物之一。小麥屬于喜涼習性作物，開花期最適宜溫度為18～24℃，溫度達到28～32℃會加速植株衰老，減少有效葉面積持續時間和降低光合速率[5]。山西省小麥開花期和灌漿期易受干熱風（干旱和熱脅迫）影響，干旱和熱脅迫是山西省小麥穩產的主要限制因素[6-7]。研究表明，氣溫每升高1℃，全球小麥產量平均降低5.7%～6.0%[8]。因此，增強小麥品種耐熱性，培育適應全球氣候變暖的廣適性小麥品種，對小麥的可持續生產和口糧安全具有重要意義。

為評價和篩選耐熱基因型，已建立較系統的小麥耐熱性鑒定方法[9]，開展了小麥耐熱的生理、遺傳和分子生物學研究[10]，篩選出了小麥耐熱種質資源[11-13]。本研究通過對山西省小麥主栽品種和參加山西省區域試驗新品系的耐熱性評價，旨在明確山西省小麥品種和高代品系的抗熱特性，以期為今后的耐熱小麥新品種選育與推廣提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試材料包括21個山西省主推小麥品種和41個參加2015-2016年度山西省區域試驗的高代品系，上述品種（系）均由山西省農業科學院作物科學研究所優質小麥課題組提供。

1.2 試驗設計 試驗于2016-2017年度在山西省晉中市榆次東陽鎮山西省農業科學院基地進行，前茬為小麥，土壤為黏土，肥力中等。行長1.5m，行距28cm，每行均勻點播50粒種子，雙行區，1次重復。分別于2016年9月23日（播期1）和2016年12月2日（播期2）播種，其中以正常播期（播期1）代表非脅迫環境，晚播（播期2）代表高溫脅迫環境。

1.3 耐熱性評價方法 在成熟期每份材料全部收獲、脫粒，充分晾曬后，隨機選取1000粒子粒測定千粒重，2次重復，取平均值。按照R.A.Fischer等[14]的方法計算千粒重熱感指數（HIS，heat susceptibility index）。HIS=（1－Y/Yp）/D，其中Y為某一基因型在高溫脅迫試驗環境下的平均千粒重，Yp為該基因型在正常試驗環境下的千粒重；D（脅迫強度）=1－X/Xp，X為全部基因型Y值的平均值，Xp為全部基因型Yp值的平均值。依據HIS進行分類，HIS≤ 0.50為耐熱基因型（R），0.50＜HIS≤ 1.00為中耐熱基因型（MR），HIS＞1.00為熱敏感基因型（S）。利用Excel 2007、DPS9.50對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期下千粒重變化趨勢 從表1可以看出，2個播期小麥品種（系）的千粒重變幅分別為30.6～53.3g和 24.1～42.4g，其平均值分別為 41.4g和34.8g，播期2小麥品種（系）的千粒重變異系數較高，為12.36%。2個播期下，千粒重最小值和最大值各相差6.5g和10.9g。受播期影響，品種（系）播期2比正常播期千粒重下降平均值為6.6g。

表1 小麥品種（系）千粒重表現及變異程度

2.2 千粒重熱感指數 依據小麥千粒重熱感指數計算和耐熱性分類標準，對參試小麥品種（系）進行了類型劃分（表2）。結果表明，各品種（系）千粒重熱感指數差異較大，變幅為0.03～2.56，平均值0.96，變異系數為65.08%。3種類型的平均熱感指數分別為0.23、0.78和1.54。晉麥47、魯原502、汾4862等17個品種（系）千粒重熱感指數小于0.5，屬于耐熱型品種，占參試品種（系）的27.4%；濟麥22、晉太182、鑫麥296等18個品種（系）千粒重熱感指數大于0.5而小于等于1.0，為中耐熱型品種，占29.0%；冀麥325、冀麥585、晉麥79等27個品種（系）千粒重熱感指數大于1.0，為熱敏感型品種，占43.5%。進一步分析表明，耐熱型和中耐熱型推廣品種分別占參試推廣品種的9.5%和14.3%。耐熱型和中耐熱型品種（系）分別占參試區域試驗品系的比例相同，均為36.6%。

表2 小麥品種（系）千粒重熱感指數和分類

正常播期下，3種類型品種（系）平均千粒重依次為熱敏感型（43.5g）＞中耐熱型（40.6g）＞耐熱型（38.7g）；而在熱脅迫條件下（播期2），千粒重表現正好相反，由高到低依次為耐熱型（37.3g）＞中耐熱型（35.5g）＞熱敏感型（32.8g）。

3 結論與討論

抗熱性鑒定方法包括直接鑒定方法（形態、農藝和產量性狀）和間接鑒定方法（生理參數），結合兩種方法可以更準確地評價耐熱性[9]。在直接鑒定方法中，產量性狀是最直接、有效的指標，研究表明評價小麥灌漿期的耐熱性，千粒重耐熱指數是最直接的指標，生理性狀指標為耐熱性鑒定的間接輔助指標，千粒重作為產量的主要構成因素受環境影響較小，可利用千粒重為簡易指標，大規模鑒定小麥種質資源的耐熱性[15-16]。

本研究利用千粒重熱感指數的鑒定結果表明，不同基因型間的耐熱性存在較大差異，千粒重熱感指數變幅在0.03～2.56。正常播期下熱敏感型品種（系）平均千粒重最高，而耐熱型品種（系）為最低。耐熱型、中耐熱型和熱敏感型品種（系）數量分別為17個、18個和27個，中等耐熱以上品種（系）占56.5%。與李世平等[17]和儀小梅等[13]結論一致，推廣品種中晉麥47和魯原502為耐熱型品種。濟麥22、晉太182、鑫麥296等3個品種為中耐熱型，其中濟麥22的結果與耿曉麗等[12]和儀小梅等[13]一致，而陳冬梅等[18]鑒定濟麥22為熱敏感型。冀麥325、冀麥585、晉麥79等16個品種是熱敏感型品種，其中良星99的鑒定結果與陳冬梅等[18]一致，而儀小梅等[13]鑒定中麥175為低耐熱，與本研究結果不同。上述異同可能是由于試驗設計、地點和環境的條件不同所造成的，考慮到耐熱性受年度、環境等影響，有必要進行連續多年的試驗和人工模擬脅迫環境的進一步準確判定。區域試驗品系中汾4862、華麥5號、臨K5006等15個品系為耐熱型，ZM147、航麥513、嘉麥168等15個品系為中耐熱型，晉太141、京麥10、臨旱5115等11個品系是熱敏感型。晉麥47、魯原502等耐熱性好的品種（系）可用作小麥耐熱育種親本。

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