硬粒小麥在云南高原麥區對普通小麥改良效果評價

丁明亮，金 輕，黃 格，趙 紅，李宏生，崔永禎，李紹祥，顧 堅，楊木軍，劉 琨*

(1. 云南省農業科學院糧食作物研究所，云南 昆明 650205；2. 國家小麥改良中心云南分中心，云南 昆明 650205；3. 昭通市農業科學院，云南 昭通 657000)

【研究意義】云南省小麥栽培歷史悠久，種植面積和總產量都僅次于水稻和玉米，是第三大糧食作物，在增加單位面積內糧食年產量，穩定和加快糧食生產的發展方面，起到了十分重要的作用[1]。目前，云南省小麥平均單產仍然處于較低水平，還有較大的挖局潛力和增產空間[1]。云南省小麥品質育種發展較快，選育并審定了符合國家弱筋小麥標準的云麥47與云麥51等和符合國家強筋小麥標準的云麥57與云選11-12等小麥品種，但是由于種種原因,目前云南主要栽培品種的加工品質普遍偏差[2]。因此，進一步開展小麥高產、抗病、優質育種對云南省小麥生產具有重要意義。

小麥種質資源是小麥品種改良及相關研究的物質基礎，云南小麥種質資源的種及變種資源十分豐富，包括普通小麥、密穗小麥、圓錐小麥、硬粒小麥4個種及云南小麥亞種，總計100余個變種[3]。【前人研究進展】在過去50多年中，這些種質資源對我省小麥品種改良及相關研究中發揮了重要作用[3]。硬粒小麥作為普通小麥的近緣種，含有豐富的小麥產量、抗性和品質等相關性狀的有益基因[4]。這些有益基因可以在硬粒小麥與普通小麥雜交時通過同源的A、B染色體組的染色體配對、易位和重組向普通小麥的轉移，最終可達到改良普通小麥的目的[5]。通過這種方式將硬粒小麥的有益基因引入普通小麥進而選育普通小麥品種國內外已有相關報道，如：意大利選育的普通小麥品種Marquilio、印度選育的普通小麥品種NP890、湖北省荊州地區農科所選育的荊州66等均具有引入了硬粒小麥有益基因[6-7]。然而近些年在云南省小麥育種改良中針對引入硬粒小麥資源改良普通小麥的研究較少，【本研究切入點】文章通過硬粒小麥與普通小麥遠緣雜交選育的小麥新品系和通過普通小麥×普通小麥種內雜交選育的小麥新品系為試驗材料進行產量性狀和品質性狀差異比較分析，【擬解決的關鍵問題】明確硬粒小麥資源在云南高原麥區對普通小麥的改良效果，為硬粒小麥資源在云南高原麥區的育種應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為利用硬粒小麥2003K-13與普通小麥2008Y3-4471遠緣雜交，并結合雙單倍體育種技術選育的12個小麥新品系，以及本項目組通過云南高原麥區普通小麥與普通小麥雜交選育的19個種內雜交新品系(表1～2)。

1.2 試驗方法

2014年10月將試驗材料播種于云南省農業科學院嵩明基地(海拔：1872 m，103°6′25″E，25°40′43″N)，2015年4月收獲，小區布局及設計參照丁明亮等[8]進行。整個試驗設計成熟期計調查點內的有效穗，同時在每個調查點內隨機取10穗，數其穗粒數。收獲晾干后隨機取樣稱量各個小區試驗材料產量和千粒重。各小區試驗材料品質性狀標準吸水率、蛋白含量、容重、濕面筋含量、穩定時間、形成時間、硬度值、沉降值和出粉率采用瑞典perten公司DA7200型近紅外測定儀以及該公司提供的小麥曲線進行NIR光譜分析，數據以百分數表示[9]。試驗數據用SPSS17.0數據統計軟件進行分析。

表1 通過硬粒小麥×普通小麥遠緣雜交選育的小麥新品系

表2 普通小麥×普通小麥種內雜交獲得的小麥新品系

2 結果與分析

2.1 遠緣雜交與種內雜交獲得小麥品系產量性狀差異比較

為了解通過硬粒小麥與普通小麥遠緣雜交和普通小麥與普通小麥種內雜交2種途徑選育的小麥新品系產量性狀間的差異水平，將2種途徑獲得的試驗材料的4個產量性狀平均值和變異系數等列入表3。從表3可知：硬粒小麥×普通小麥遠緣雜交獲得的小麥穩定品系比普通小麥×普通小麥種內雜交獲得的小麥新品系小區產量高，且差異極顯著(t=3.311**)；有效穗也高且差異顯著(t=2.157*)；千粒重和穗粒數低，但差異均不顯著(t=-0.806和t=-0.349)。小區產量變異系數大，但是其構成三要素千粒重、有效穗和穗粒數的變異系數均低于種內雜交獲得的小麥新品系。結果表明：將硬粒小麥引入云南普通小麥中對其產量性狀的改良可以通過改進普通小麥有效穗這一產量構成因子進而提高產量。

2.2 遠緣雜交與種內雜交獲得小麥品系品質性狀差異比較

為了解通過硬粒小麥與普通小麥遠緣雜交和普通小麥與普通小麥種內雜交2種途徑選育的小麥新品系品質性狀間的差異水平，將2種途徑獲得的試驗材料的9個品質性狀平均值和變異系數等列入表4。從表4可知：硬粒小麥×普通小麥遠緣雜交獲得的小麥新品系比普通小麥×普通小麥種內雜交獲得的小麥穩定品系的標準吸水率、容重、穩定時間和硬度值4個品質性狀高，蛋白含量、濕面筋含量、形成時間、沉降值和出粉率5個品質性狀低，但是這9個性狀的差異均不顯著；出粉率變異系數大，但是其余8個品質性狀的變異系數均低。結果表明：將硬粒小麥資源引入云南普通小麥中對其品質性狀的改良中效果不顯著。

表3 遠緣雜交與種內雜交獲得小麥新品系的產量性狀差異比較

注：*指在0.05水平上差異顯著；**指在0.01水平上差異極顯著。

Note:* was significant difference at the 0.05 level; ** was extremely significant difference at the 0.01 level.

表4 遠緣雜交與種內雜交獲得小麥新品系的品質性狀差異比較

3 討 論

硬粒小麥作為普通小麥的近緣種，含有豐富的小麥產量、抗性和品質等相關性狀的有益基因[4]。這些有益基因可以在硬粒小麥與普通小麥雜交時通過同源的A、B染色體組的染色體配對、易位和重組向普通小麥的轉移，最終可達到改良普通小麥的目的[5]。李慧敏等[10]認為利用普通小麥與硬粒小麥遠緣雜交，是實現種質創新和培育高千粒重新種質的一條有效途徑。然而，本研究表明在云南高原麥區由于硬粒小麥資源的引入，對普通小麥產量構成因子有效穗改良效果顯著，而對普通小麥產量構成因子千粒重和穗粒數改良效果不顯著；同時對普通小麥產量改良效果顯著，而對普通小麥品質性狀改良效果不顯著。由于在云南高原麥區，栽培普通小麥以弱春性和春性品種居多，具有多花多實和大穗大粒的突出特點[3]。說明在云南高原麥區引入硬粒小麥資源對典型的多花多實和大穗大粒特點的普通小麥進行有效穗的改良以達到提高產量的目標具有重要意義。

4 結 論

在云南高原麥區，硬粒小麥資源在普通小麥改良中可以通過改進普通小麥有效穗進而提高產量，然而對普通小麥品質性狀的改良效果卻不顯著。