赤峰地區不同粒色糜子品種表型差異分析

張立媛，琦明玉*，李志光，張杰，潘磊，趙敏，張富麗

(1 赤峰市農牧科學研究所,內蒙古 赤峰 024031；2 赤峰市農牧業綜合檢驗監測中心,內蒙古 赤峰 024031)

糜子(Panicum miliaceumL.) 禾本科黍屬(Panicum miliaceum)內的一個二倍體(2n＝36)栽培種,一年生草本植物,自花授粉作物[1]。籽實去殼為糜米,有粳性、糯性之分,粳性為糜(直鏈淀粉含量占總質量的7.5%以下),糯性為黍(直鏈淀粉含量占總質量的0.5%以下)[2-3]。糜子的特點是生育期短,適播期范圍廣,耐干旱、瘠薄、鹽堿,是我國干旱半干旱地區主要糧食作物之一[4]。內蒙古地區粳性糯性糜子都有種植,其中西部地區以粳性糜子為主,鄂爾多斯種植面積最大,約占全區粳性糜子面積的50%。中、東部地區以糯性糜子為主,以赤峰種植面積最大,占全區糯性糜子面積的30%以上[1]。目前對糜子研究主要局限在育種栽培等方面,對糜子的營養指標、粒色等方面研究不多。鄭楠楠等分析了8 個黍子品種的營養成分,結果表明不同黍子品種間主要品質指標的差異性顯著[5]。韓浩坤對淀粉及蛋白質動態變化及差異顯著性也有研究[6]。2016 年冀佩雙也對糜黍中淀粉的理化性質、氨基酸和γ-氨基丁酸含量的差異性進行研究[7]。除此之外,申瑞玲等在食品開發方面,對糜子的營養生理功能特性進行了研究[8]。2019 年,琦明玉等對糜子粒色、米色與脫殼難易程度進行了研究[9]。糜子籽粒常見的顏色是褐色、白色、紅色、黃色、灰色、復色等6 色。本文將針對糜子籽粒顏色,將其分類,在赤峰地區進行試驗,對表型性狀進行分析,以為豐富糜子遺傳多樣性、促進糜子育種及品種更新換代、保障產業可持續發展等提供優良種質資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

內蒙古赤峰市農牧科學研究所糜子研究中心種質資源庫共有資源880 余份,2021 年從中選出褐色、紅色、白色、灰色、黃色、復色糜子材料各5 份,共30 份試驗材料,具體材料名稱及編號見表1。試驗地為水地,土質為沙壤土,前茬作物為玉米,肥力中等。田間試驗采取隨機區組排列,行長4 m,行距0.45 m,5 行區,小區面積9 m2,3 次重復。栽培管理同大田。所有材料均在5 月8 日播種。

表1 糜子籽粒顏色分類及編號Table 1 The classification and numbering of millet seed color

1.2 田間調查及室內考種項目

主要調查生育期、主穗長、葉片數、單株粒質量、單株草質量、千粒質量、出米率、小區產量。調查方式:選擇每小區長勢基本一致的5 株進行標記,按以下要求測量計算,取5 株平均值。

出苗期:幼苗出土后目測成行的日期；成熟期:70%以上的籽粒變硬、呈現本品種特征的日期；生育期:出苗到成熟的天數；主穗長:穗基部到穗頂端的長度；葉片數:抽穗后主莖葉片數；單株粒質量:單株主穗和分蘗穗脫粒后的籽粒質量；單株草質量:單株切去穗和根后的莖、葉質量；千粒質量:風干后1 000粒成熟種子的質量；出米率:單株米粒占籽粒質量的比率；小區產量:小區實測產量。

1.3 營養指標及測定方法

每份材料脫殼成米100 g 備用,營養指標于2022 年1 月在山西農業大學統一測定。

干基脂肪:稱取試樣1.0～5.0 g,采用索氏脂肪提取器測定。

干基蛋白:稱取試樣0.2～0.3 g,采用半微量凱氏定氮法測定。

干基碳水化合物:稱取試樣1.0～3.0 g,采用蒽酮比色法測定總糖含量,換算出干基碳水化合物總量。

2 結果與分析

從表2、3 可知,30 個品種生育期表現差異顯著。生育期在74.3～105.3 d 之間,相差31.0 d,其中灰-5(小青糜)最短為74.3 d,復-4(蘇子白)和復-5(焦頂軟糜)最長為105.3 d。根據黍稷種質資源描述規范和數據標準將生育期分為特早熟(＜90 d)有17 個,早熟(90～100 d)有8 個,中熟(100～110 d)有5 個。

表2 赤峰地區不同顏色糜子品種表型比較分析(上)Table 2 Comparative analysis of phenotypes of different color broomcorn millet varieties in Chifeng

續表2

30 個品種的主穗長表現差異顯著。變異幅度在16.1～59.0 cm 之間,相差42.9 cm,其中褐-3(黑鵝頭)最短為16.1 cm,灰-1(東鄉朵麻糜)最長為59.0 cm。30 個品種中主穗長＜20.0 cm 的有2個,在20.0～50.0 cm 之間的有23 個,＞50.0 cm 的有5 個。

30 個品種的葉片數表現差異顯著。變異幅度在10.3～16.7 片之間,相差6.4 片,其中灰-4(老樹皮黍子)、黃-5(伊選黃糜)和紅-3(冀黍3 號)最少,為10.3 片,紅-4(靜寧紅燃糜)最多,為16.7 片。30 個品種中＜15 片的有26 個,＞15 片的有4 個。

30 個品種的單株粒質量表現差異顯著。變異幅度在7.4～43.1 g 之間,相差35.7 g,其中褐-3(黑鵝頭)最輕,為7.4 g,紅-4(靜寧紅燃糜)最重,為43.1 g。30 個品種中＜15.0 g 的有14 個,在15.0～30.0 g 之間的有14 個,＞30.0 g 的有2 個。

30 個品種的單株草質量表現差異顯著。變異幅度在11.1～57.6 g 之間,相差46.5 g,其中灰-2(粘糜子)最輕,為11.1 g,紅-2(靈合紅粘糜)最重,為57.6 g。30 個品種中＜15 g 的有7 個,在15.0～30.0 g 之間的有23 個,＞30.0 g 的有5 個。

30 個品種的千粒質量表現差異顯著。變異幅度在3.7～8.9 g 之間,相差5.2 g,其中白-4(晉黍8號)最輕,為3.7 g,白-5(赤黍2 號)最重,為8.9 g。根據黍稷種質資源描述規范和數據標準,將千粒質量分為特小粒型(＜5.5 g)的有5 個,小粒型(5.6～6.5 g)的有6 個,中粒型(6.6～7.5 g)的有10 個,大粒型(7.6～8.5 g)的有8 個,特大粒型(＞8.5 g)的有1 個。

30 個品種的出米率表現差異顯著。變異幅度在61.7%～84.7 %之間,相差23.0%,其中紅-3(冀黍3 號)最低,為61.7%,復-3(紫桿白)最大,為84.7%。根據黍稷種質資源描述規范和數據標準,將出米率分為低(＜75.0 %)的有10 個,中(75.0%～85.0 %)的有20 個。

30 個品種的小區產量表現差異顯著。變異幅度在0.5～3.3 kg 之間,相差2.8 kg,其中褐-3(黑鵝頭)產量最低,為0.5 kg,灰-4(老樹皮黍子)產量最高,為3.3 kg,折合產量高于3 000 kg/hm2的有2個,分別是老樹皮黍子和大粒糜子,產量低于750 kg/hm2的有3 個。

從表4 可知,30 個糜子品種脂肪含量表現差異顯著。脂肪含量在3.51%～4.83% 之間,相差1.32%,其中復-2(晉黍9 號)脂肪含量最低,為3.51%,褐-5(大粒糜子)脂肪含量最高,為4.83%。30 個糜子品種中脂肪含量＞4.5%的有5 個。

表4 赤峰地區不同顏色糜子品種營養品質比較分析Table 4 Comparative analysis on nutritional quality of different color millet varieties in Chifeng %

30 個糜子品種淀粉含量表現差異顯著。淀粉含量在70.91%～80.25%之間,相差9.34%,其中灰-5(小青糜)淀粉含量最低,為70.91%,復-5(焦頂軟糜)淀粉含量最高,為80.25%。30 個糜子品種中淀粉含量＞75.0%的有18 個。

30 個糜子品種蛋白質含量表現差異顯著。蛋白質含量在8.84%～13.78%之間,相差4.94%,其中黃-5(伊選黃糜)蛋白質含量最低,為8.84%,灰-5(小青糜)蛋白質含量最高,為13.78%。30 個糜子品種中蛋白質含量＞11.0%的有11 個。

3 討論

3.1 不同顏色糜子品種主要表型性狀的差異分析

試驗將30 個糜子品種按粒色分為6 類,探究不同粒色間的差異性。但本試驗中的30 個糜子品種主要表型性狀均差異顯著,且大多數性狀按粒色分類研究,規律性不明顯,說明糜子品種特性相對于其他谷子類雜糧表現出較明顯的品種差異性特質,且不宜在種殼顏色上進行簡單歸類。但灰色糜子品種總體相較于其他顏色生育期偏短；單株粒質量方面,灰色和褐色總體偏輕。在現實中,白色、黃色和紅色糜子在生產中所占比重較大,常見的這3 種殼色的糜子品種基本上均經過人工改良,生育期偏向于適應大田生產。而灰色、褐色和黑色糜子品種所占比重較小,基本上屬于資源類品種。

3.2 不同顏色糜子品種營養物質含量的差異分析

對糜子營養物質分析可知,30 個糜子的營養物質含量表現差異顯著,所有糜子品種均表現出在相同碳水化合物含量與蛋白含量間呈負相關性,說明碳水化合物含量越高的糜子蛋白質含量相對較低。前人在對不同谷子品種營養成分分析時均得出相似結論,即碳水化合物與蛋白質含量呈極顯著負相關、與灰分呈顯著負相關,與水分呈正相關[10]。

4 結論

30 個糜子品種在主要表型性狀上均差異顯著,灰色糜子品種生育期總體相較于其他顏色糜子偏短；灰色和褐色糜子總體單株粒質量偏輕。30 個糜子的營養物質含量表現差異顯著,所有糜子品種均表現出碳水化合物含量與蛋白含量之間具負相關性。

通過本試驗可知,種殼顏色不同只是糜子某一品種的特性,不是界定糜子是否適用于生產的標志,不同糜子品種在主要農藝性狀上的差異表現,不能簡單以粒色分類,稀有粒色糜子品種經過改良也能在生產上推廣應用。