不同麥區小麥種質資源在鄂北崗地的品質表現及農藝性狀分析

劉 瑩，靳曉杰，凌 冬，左珍喜，譚 靖，龍小玲，溫 亮，王立峰

（1.襄陽市農業科學院，湖北 襄陽 441057；2.河南省作物分子育種研究院，鄭州 450002；3.湖北省農業科學院，武漢 430064）

小麥（Triticum aestivumL.）是湖北省的第二大糧食作物。近幾年來，湖北省的小麥產量穩居全國第六位，湖北省小麥生產的穩定發展為全國糧食連續增產作出了重要貢獻［1］。在解決小麥高產穩產之后，在小麥生產中對品種品質提出了新的要求。小麥品質改良已成為小麥育種工作的重要方向之一［2］。產量提升和品質改良是小麥育種中最重要的2 個目標。在過去的育種實踐中，很難將產量和品質同時進行改良，有研究者認為二者之間存在負相關［3］。

為了摸清襄陽市農業科學院引進的小麥種質資源在鄂北崗地種植條件下的品質表現和農藝性狀，本研究特針對本院226 份親本材料進行了表型變異分析、相關性分析，以期通過大數據分析得出品質指標與農藝性狀之間的相關性，并找到能準確、簡便反映不同品種真實品質表現的考察指標，為本地優質高產小麥育種提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種（系）為近年來湖北省襄陽市農業科學院生物技術實驗室引進的具有早熟、豐產、抗病、優質等不同特點的品種（系）226 份，其編號、品種（系）、來源麥區見表1。

表1 試驗材料的名稱和來源麥區

續表1

1.2 試驗方法

田間試驗于2018—2019年在襄陽市農業科學院團山基地進行，3 行區，行長0.75 m，行距0.25 m，每行30 粒，人工條播，四周設置保護行。田間管理措施同標準大田栽培。

小麥落黃時調查各品種（系）的株高，收獲后室內調查每穗粒數、穗長等性狀。用自動數粒儀和千粒重儀測定各品種（系）的千粒重，用波通DA7200型近紅外分析儀測定小麥子粒的容重和加工品質的相關指標。

1.3 數據處理

用Excel 軟件進行數據整理和變異系數計算，用SPSS 軟件進行數據相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同小麥品種（系）主要農藝性狀及品質性狀的變異分析

對226 份不同麥區小麥品種（系）農藝性狀和子粒品質進行描述統計，詳見表2。在株高、千粒重、每穗粒數、小穗數、穗長等農藝性狀中，變異系數的大小依次為每穗粒數>穗長>株高>千粒重>小穗數，這與孫華衛等［4］的研究結果一致。說明不同地區的小麥品種在襄陽市這一生態區種植，不同農藝性狀的遺傳多樣性表現程度也各不相同。

由表2 可知，226 份不同麥區小麥品種（系）農藝性狀中，株高的變化范圍為54.00～120.00 cm，平均值為82.53 cm；穗長變化范圍為6.50～14.50 cm，平均值為10.44 cm；小穗數變化范圍為14.00～26.00個，平均值為19.61 個；每穗粒數變化范圍為35.00～102.00 個，平均值為58.73 個；千粒重變化范圍為33.28～62.03 g，平均值為49.52 g。鄭威等［5］對長江流域小麥地方品種的農藝性狀多樣性分析結果中，株高變異系數較小，與本研究結論不同，其他農藝性狀變異分析結果與本研究一致。可能由于地方品種，即農家種在人工選擇的過程中會人為地淘汰一些株高偏高或偏矮的品種，導致株高的多樣性會減少。而本研究中的小麥種質資源較為完整地保存了品種株高的多樣性，株高的變異系數達到13.57%，穗長的變異系數略高于株高，為14.58%，每穗粒數變異系數達21.12%，反映出小麥種質資源的豐富性。

不同麥區小麥品種（系）子粒品質性狀中，蛋白質變化范圍為10.60%～19.42%，平均值為14.08%；濕筋變化范圍為 20.80%～40.97%，平均值為30.10%；沉淀值變化范圍為27.55～62.94 mL，平均值為44.47 mL；硬度指數變化范圍為31.93～81.53，平均值為69.74；容重變化范圍為756.00～833.00 g∕L，平均值為801.13 g∕L；吸水率變化范圍為50.55%～67.46%，平均值為62.80%；形成時間變化范圍為1.53～5.14 min，平均值為3.73 min；穩定時間變化范圍為4.61～25.28 min，平均值為14.89 min；拉伸長度變化范圍為128.16～224.05 mm，平均值為169.66 mm；拉伸面積變化范圍為95.65～279.51 cm2，平均值為183.37 cm2；出粉率變化范圍為64.79%～74.09%，平均值為69.95%。變異系數的大小依次為穩定時間>拉伸面積>形成時間>沉淀值>濕筋>拉伸長度>蛋白質>硬度指數>吸水率>出粉率>容重。趙鵬濤等［6］研究結果中，變異系數的大小依次為穩定時間>沉淀值>拉伸面積>濕筋>硬度指數>蛋白質>最大阻力>吸水率>容重，與本研究結論基本相似。

2.2 不同麥區小麥品種（系）主要農藝及品質性狀的特點分析

不同麥區來源的小麥在株高、穗長、小穗數、千粒重、蛋白質、濕筋、沉淀值、容重、吸水率、形成時間、穩定時間、拉伸長度等性狀上差異比較大，而在每穗粒數、硬度指數、拉伸面積、出粉率等性狀上差異較小（表3）。對不同麥區來源小麥品種（系）的主要農藝及品質性狀分析顯示，北部冬麥區品種（系）的主要特點為株高最高、穩定時間最長，穗長最短、千粒重最低，蛋白質、濕筋較低；黃淮冬麥區品種（系）的主要特點為小穗數最多，吸水率較高，千粒重較高，株高最低，穗長、穩定時間較低；西南冬麥區品種（系）的主要特點為穗長最長，蛋白質、濕筋、沉淀值、形成時間、拉伸長度最高，千粒重較高，容重、吸水率、穩定時間較低；長江中下游冬麥區品種（系）的主要特點為千粒重、容重最高，小穗數最少，濕筋、沉淀值最低，形成時間、拉伸長度最短。以上結果表明，不同麥區來源的小麥品種（系）性狀在襄陽市展現出不同的特點，多個性狀表征值在不同麥區間差異達顯著水平。

表2 226 份小麥品種（系）的農藝性狀和品質性狀

表3 4 個麥區小麥性狀的平均值及標準差

2.3 簡單相關分析

2.3.1 各農藝性狀的相關性分析 由表4 可知，不同麥區小麥品種（系）農藝性狀相關性分析結果表明，株高與穗長呈正相關（相關系數r=0.349），株高與千粒重呈正相關（相關系數r=0.178），均達到極顯著水平，株高與小穗數、每穗粒數指標相關不顯著。穗長與小穗數、每穗粒數、千粒重均呈極顯著正相關，相關系數分別為0.235、0.422、0.205，小穗數與每穗粒數呈正相關（相關系數r=0.611**），達極顯著水平。小穗數、每穗粒數與千粒重無顯著相關性。

表4 農藝性狀相關性分析結果

2.3.2 各品質性狀的相關性分析 從品質性狀相關性分析結果（表5）可以看出，不同麥區小麥品種（系）蛋白質含量與濕筋、沉淀值、形成時間、拉伸長度呈高度正相關，與硬度指數、吸水率、拉伸面積呈低度正相關，但均達到極顯著水平；與穩定時間呈低度正相關，達到顯著水平。濕筋與沉淀值、形成時間、拉伸長度呈高度正相關，與硬度指數、吸水率、拉伸面積呈低度正相關，但均達到極顯著水平。沉淀值與形成時間、拉伸長度呈高度正相關，與拉伸面積呈中度正相關，與硬度指數、容重、吸水率、穩定時間呈低度正相關，但均達到極顯著水平。硬度指數與吸水率呈高度正相關，達到極顯著水平，該結果與郭軍等［7］的研究結論一致；與形成時間、出粉率呈低度正相關，但均達到極顯著水平；與穩定時間、拉伸長度呈低度正相關，與容重呈低度負相關。容重與拉伸面積呈中度正相關，與穩定時間、形成時間呈低度正相關，但均達到極顯著水平。吸水率與形成時間呈中度正相關，與穩定時間、拉伸長度、拉伸面積、出粉率呈低度正相關，達到極顯著或顯著水平。形成時間與穩定時間、拉伸長度、拉伸面積、出粉率呈低度正相關，但均達到極顯著水平。穩定時間與拉伸面積呈高度正相關，達到極顯著水平。拉伸長度與拉伸面積呈極顯著正相關。拉伸面積與出粉率呈顯著正相關。

表5 主要品質性狀間的相關性

3 討論

容重綜合反映了小麥子粒形狀、整齊度、粒重、胚乳質地及含水量等［8］，是中國現行商品小麥收購的質量標準和定價依據［9］。本研究結果顯示，容重與拉伸面積呈中度正相關，而穩定時間、最大抗延阻力、拉伸面積被作為小麥行業內最新品質分級標準中3 個重要指標。可見容重作為小麥質量標準是有一定科學依據的，且在實際檢測中簡單、便捷、容易操作。容重與出粉率的關系尚存爭議，有的認為二者呈正相關，而有的認為二者相關不顯著［8］。在本研究中，容重與出粉率的相關系數為0.252，相關程度較弱。

小麥農藝性狀和品質性狀指標眾多，且各指標之間相關關系復雜。本研究對226 份小麥種質資源進行了系統的農藝和品質數據測試，并通過表現變異分析、相關性分析對各性狀指標進行了多角度統計分析。

研究表明，小麥株高與蛋白質含量無關［10］，這與本研究結果一致。由此可認為，小麥株高與品質2 個性狀基因控制位點并非緊密連鎖，培育矮稈抗倒伏類型與培育優質高產小麥并不矛盾，二者的結合是優質育種的有效途徑之一。

通過表型變異分析，可得出以下主要結論：①不同小麥品種在襄陽市的農藝性狀表現為每穗粒數差異較大，小穗數、千粒重的差異較小。在有效穗數一定的情況下，可通過考察每穗粒數篩選出產量潛力較大的品種。②不同小麥品種品質性狀指標中，穩定時間差異最大，容重的差異最小，在襄陽市選育優質小麥時，相比容重指標而言，穩定時間更能反映品種的品質優劣。

通過性狀指標間的相關性分析，可得出以下主要結論：①各品質指標間均存在不同程度的相關性，其中蛋白質含量與濕筋、沉淀值、形成時間、拉伸長度呈高度正相關，均達到極顯著水平，這4 對品質指標的相關系數分別為0.977、0.901、0.803、0.910。因此，在考察這些品質指標時，成對相關的指標只需要考察其中1 個即可，有利于提高多目標育種的親本選配效果和育種水平［11］。②出粉率、容重等指標與其他品質指標的相關度很低，說明這些指標相對獨立，在綜合考評時需要單獨歸類進行評價。③株高、產量因素等農藝性狀和品質性狀無顯著關聯性。因此，在品質育種時，要從農藝性狀和品質性狀2 個方面來進行選育，二者結合才是優質育種的有效途徑。