小麥品種內種子大小分級與種子質量的關系

陳思曉，賈俊娟，傅兆麟，李桂萍

(淮北師范大學生命科學學院 安徽省資源植物重點實驗室，安徽 淮北 235000)

小麥是我國主要糧食作物，其種子是重要的生產資料及食品加工原料，優質種子能提高優良品種的種用價值或食用加工品質。研究表明，品種內種子大小對其后代產量有顯著影響，而且大粒種子比小粒種子生活力高，幼苗健壯，增產幅度顯著[1-5]。為了解小麥品種內種子大小形成的原因，研究對小麥穗部不同粒位籽粒大小的差異現象、形成原因、粒重和品質變化分布規律進行了探究[6-19]。傅兆麟[3]通過對多個小麥品種穗部不同粒位籽粒重量差異及對后代產量的影響研究，于1993提出小麥定位選種技術。盡管已對小麥品種內種子大小差異現象及相關問題做了大量研究，但因小麥品種基因型的多樣性和栽培環境條件的復雜性，造成品種內種子的差異性更加復雜。對于種子的分級研究多以大、中、小粒進行比較研究，很少有更細的系統分級分析，而種子分級后品質性狀的變化也鮮見報道。本文以2個小麥品種的8個分級處理測定不同粒級種子的質量差異，旨在更深入系統了解品種內種子的大小、質量性狀、幼苗特性的差異，為小麥種子分級精選和應用提供合理有效的依據。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗選取煤生0308和煙農19兩個小麥品種，煤生0308為普通品種，煙農19為強筋品種。于2018年麥收時選留純度高、生長發育良好的繁種田塊收獲，脫粒曬干后低溫干燥貯藏備用。

1.2 方法

1.2.1 種子分級方法

隨機選取小麥種子。其中：品種煤生0308取種1 432.49 g，總計有37 348粒；煙農19取種1 328.89 g，總計有34 592粒。試驗設8個粒重級別。為方便操作，每個粒重級別取重為5.00 g，2個品種均以粒重≤25.00、25.01～30.00、30.01～35.00、35.01～40.00、40.01～45.00、45.01～50.00、50.01～55.00、>55.01 g設置。將2個品種的種子分別逐粒稱重，按設定粒級粒重標準分別放置，待全部籽粒稱完后，分別統計各粒級種子數和各粒級種子重量，分別計算各粒級種子數量和重量占總種子數量和重量的百分比，同時依據各粒級種子重量和數量，計算出平均千粒重。各處理種子置于低溫干燥貯藏柜備用，測定種子蛋白質含量和發芽與幼苗測定試驗。

1.2.2 不同粒級種子品質測定指標與方法

各粒級種子蛋白質含量應用Perten 9200整粒谷物近紅外快速品質分析儀(德國)測定，測定時所有處理重復測定3次，計算平均值。

1.2.3 種子發芽試驗

將各粒級種子隨機取100粒，用水浸泡1 h，用過氧化氫滅菌10 min后，將其均勻撒在鋪有兩層濾紙的培養皿中，每處理重復3次，在室內自然光照下進行發芽試驗。試驗過程中室溫控制在25 ℃，保持種子培養皿適宜的濕度，第6天調查發芽率，第9天各處理隨機取20株幼苗，測定發芽率、幼苗根長、根數、苗高、苗鮮重和干重，根、苗鮮重稱重后于75 ℃干燥箱烘干，然后測定干重(精確到0.001 g)。

1.3 數據分析

采用SPSS 17.02和Excel 2010軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 品種分級

測定計算煤生0308和煙農19品種8個粒級的總平均千粒重、平均千粒重、粒數、粒級粒數比例、粒級種子重量、粒級種子重量比例、蛋白質含量共7個考察指標，測定結果匯總于表1。

2.1.1 不同粒級種子千粒重的差異比較

從表1可知，煤生0308和煙農19的平均千粒重分別為37.76和38.88 g。本分析以千粒重為標準，比較8個粒級之間的種子大小。結果顯示，粒級之間種子平均千粒重差異顯著，差異幅度均高于10%。其中，煤生0308的相差幅度為248%，而煙農19為173%。

2.1.2 不同粒級種子蛋白質含量的差異比較

表1顯示，不同粒級間蛋白質含量變化趨勢同各粒級平均千粒重變化趨勢一致，粒級粒重越高，蛋白質含量也越高。煤生0308以>55.01 mg粒級的蛋白質含量最高，顯著高于其他粒級；煙農19>45.00 mg粒級的蛋白質含量最高，顯著高于其他粒級。

2.1.3 各粒級種子數量及比例分布

表1顯示，測定煤生0308和煙農19種子總粒數分別為37 348和34 592粒。其中，煤生0308以≤25.00 mg粒級種子數最多，為10 198，占測試種子總數的27.3%；其他7個粒級以45.01～50.00 mg粒級為中心向兩邊逐級減少，以25.01～30.00 mg粒級的1 857粒為最少；煙農19與煤生0308略有不同，8個粒級之間表現為以40.01～45.00 mg粒級最多，占總數的21.2%，并以此為中心向兩側逐級減少，其中>55.01 mg粒級的粒數最少，僅占總數的3.0%。

2.1.4 各粒級種子重量及比例

煤生0308和煙農19分別測定1 432.49和1 328.89 g種子。其中，煤生0308除≤25.00 mg粒級外，表現為以50.01～55.00 mg粒級290.15 g為最高，占總重量的20.3%，以此為中心向兩側逐級減少，其中以25.01～30.00 mg粒級最少，僅占重量的3.8%；煙農19表現為以40.01～45.00 mg粒級的307.02 mg為最高，占重量的23.1%，以此為中心向兩側逐級減少，其中≤25.00 mg和>55.01 mg粒級最少，只占總數的5.0%和4.4%。

2.2 不同粒級幼苗質量的差異及與粒重和蛋白質含量間的關系

2.2.1 不同粒級幼苗質量差異

表2結果顯示，煤生0308和煙農19各粒級間發芽率差異不顯著，表明品種內種子大小在室內對發芽沒有顯著影響；煤生0308和煙農19的根長隨粒級的增加而增加，各粒級間根長差異顯著；根數量隨粒級的增加而增加，其中>50.00 mg粒徑的根數量顯著高于其他粒級。鮮重和干重均隨粒級的增加而增加。其中，>40.00 mg粒徑的鮮重無差異，顯著高于其他粒徑；>50.00 mg粒徑的干重相同，顯著高于其他粒徑。

煤生0308和煙農19各粒級間幼苗的高度、鮮重和干重存在不同程度的差異，同樣也是隨著粒級粒重的增加而增加。其中，煤生0308>45.00 mg粒徑的苗高顯著高于其他粒徑，煙農19>50.00 mg粒徑的苗高顯著高于其他粒徑。煤生0308和煙農192個品種>40.00 mg粒徑粒級間干鮮重差異不顯著，但顯著高于其他粒徑。這說明隨著種子粒級、種子粒重的增加，種子內淀粉、蛋白質和其他有益營養物質的量也增加，逐漸提高了幼苗生長發育的質量。

表1 不同品種種子分級的分析結果

注：表中同列數據后無相同字母表示在0.05水平差異顯著，表2～3同。

表2 不同粒級種子幼苗質量測定

2.2.2 不同粒級幼苗質量與粒重和蛋白質含量間的關系

表3和圖1～2相關分析結果顯示，除發芽率與平均千粒重和蛋白質含量間的相關系數未達顯著差異外，其他5個指標值均與不同粒級平均千粒重呈極顯著差異，同時還表現出正向線性關系。說明在種子生長發育過程中，淀粉和蛋白質積累具有很好的協調性和一致性，是決定種子質量的重要物質基礎，可作為種子質量的重要指標。

3 討論

3.1 品種內種子的異質性

小麥品種內種子的異質性表現在種子的大小、種子對幼苗生長發育影響的不一致性等方面。一般認為是因維管系統分布的不均衡造成碳氮營養供應能力的差異引起[8，11，13]；也有人認為是穗部不同粒位上的籽粒具有不同的遺傳勢，強勢粒位種子大而飽滿，弱勢粒位生長發育較差[3-4]。本研究以煤生0308和煙農19種子測定結果顯示，各粒級間平均千粒重差異幅度達到10%以上，2個品種的最小和最大粒級間相差幅度分別高達248%和173%，從理論上進一步肯定了品種內種子的異質性現象。

表3 不同粒級幼苗質量與粒重和蛋白質含量間的相關系數

注：*、**分別表示在0.05和0.01水平差異顯著。

圖1 2個品種不同粒級幼苗質量與千粒重的關系

3.2 不同粒級種子的幼苗質量比較

煤生0308和煙農19測定分析結果表明，除發芽率外，各粒級間根長、根數量、干鮮重，以及幼苗高、干鮮有差異。最大粒級與最小粒級相比，幼苗鮮重和干重增幅最大，根長次之，根數量增幅最小。不同粒級幼苗質量的差異趨勢與粒重和蛋白質含量高度一致，根長、根數、根干重以及苗高、苗干重測定值與平均千粒重和蛋白質含量呈正向線性關系。這表明不同粒級的種子幼苗質量不同，粒級種子越大，蛋白質含量越高，幼苗質量越好，能為高產穩產打下更牢固的基礎，這跟王高武等[1]關于大粒種子增產的研究結果是一致的。研究結果表明，品種內種子大小對后代產量影響顯著，大粒種子比小粒種子營養物質含量更豐富、生活力更高，幼苗更健壯。選用大粒種子比小粒種子增產幅度為8.6%～38.4%[1-5]。

3.3 種子分級標準問題

王高武等[1]把小麥種子分成4個等級，研究種子大小對“冬壯冬發”和產量形成的影響；葛察明等[18]報道了種子加工機械化分級選種的優越性，但僅把種子分成一、二和混合種子3個級別；毛思帥等[5]依據粒徑將品種內種子劃分大粒(>3.35)、中粒(2.36～3.35)和小粒(<2.36)3個級別，以不分級的混合種子為對照研究了種子大小對生長發育及產量的影響，認為種子粒徑大于2.36 mm，可獲得較高的產量。關于種子的分級，以前多以大、中和小分級，過于粗放，研究結果參考價值受限。本研究取2個品種同時設置8個種子分級處理，發現處理間幾乎所有測定性狀值存在顯著差異，說明品種內種子的差異性很大，僅靠簡單的大、中、小或粒重與粒徑分級是不夠的，應依據品種特性、生產需要和便于機械加工開展深入的研究工作，制定出切實可行的分級標準。之前種子分級精選應用工作沒有真正做好，究其原因，主要是上述研究工作不到位。只有做好這些研究工作，才能使優質小麥種子在增產增收、食用和食品加工方面發揮積極作用。所以，建議加強對種子分級技術的研究。