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      四川近十年小麥主栽品種的品質(zhì)狀況

      2016-07-14 10:01:46李朝蘇吳曉麗湯永祿楊武云吳元奇吳春馬孝玲李式昭四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所四川成都60066四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川溫江630
      作物學(xué)報(bào) 2016年6期

      李朝蘇吳曉麗湯永祿楊武云吳元奇吳 春馬孝玲李式昭四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,四川成都 60066;四川農(nóng)業(yè)大學(xué),四川溫江 630

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      四川近十年小麥主栽品種的品質(zhì)狀況

      李朝蘇1,**吳曉麗1,**湯永祿1,*楊武云1吳元奇2吳 春1馬孝玲1李式昭11四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,四川成都 610066;2四川農(nóng)業(yè)大學(xué),四川溫江 611130

      摘 要:近20年來(lái),品質(zhì)改良是西南冬麥區(qū)小麥育種的主要目標(biāo)之一。本研究目的是了解四川省小麥主栽品種的品質(zhì)現(xiàn)狀,尤其是評(píng)價(jià)近年新育成的人工合成小麥(SHW)衍生品種的品質(zhì)表現(xiàn)和育種價(jià)值。2011—2013連續(xù) 3年,選擇近10年審定并廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的10個(gè)代表性品種進(jìn)行多環(huán)境試驗(yàn),測(cè)定籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉淀值、降落值、出粉率、籽粒發(fā)芽指數(shù),以及粉質(zhì)儀和快速黏度分析儀(RVA)參數(shù)。所測(cè)品質(zhì)參數(shù)均存在顯著的基因型、環(huán)境和二者互作效應(yīng),其中反映蛋白質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量的多數(shù)性狀環(huán)境效應(yīng)大于基因型效應(yīng),而反映淀粉質(zhì)量的降落值和RVA參數(shù)則基因型效應(yīng)更大。參試品種蛋白質(zhì)含量11.7%~14.0%,濕面筋含量22.0%~29.3%,沉淀值21.4~35.1 mL,降落值147~363 s,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間1.7~12.1 min,峰值黏度1056~2670 cP。SHW衍生品種中川麥104總體表現(xiàn)優(yōu)異,其平均沉淀值30.3 mL,降落值325 s,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間9.8 min,最終黏度2796 cP;而綿麥367品質(zhì)較差,上述指標(biāo)分別為24.6 mL、147 s、2.2 min和827 cP。參試品種的平均生理成熟期籽粒發(fā)芽指數(shù)為0.31,變幅0.06~0.76,品種之間差異顯著,其中以川麥104最低。本研究表明,西南冬麥區(qū)小麥品種品質(zhì)改良潛力較大,川麥104可作為協(xié)同改良產(chǎn)量和品質(zhì)的育種親本。

      關(guān)鍵詞:人工合成小麥;商業(yè)品種;品質(zhì)潛力

      本研究由國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-3-1-23)資助。

      This study was supported by China Agriculture Research System (CARS-3-1-23).

      **同等貢獻(xiàn)(Contributed equally to this work)

      第一作者聯(lián)系方式∶ 李朝蘇,E-mail∶xiaoli1755@163.com;吳曉麗,wuxiaolicjq@126.com

      西南冬麥區(qū)是我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)之一。該區(qū)氣候生態(tài)條件復(fù)雜,土壤類型和種植制度多樣,小麥品質(zhì)易受環(huán)境條件制約。四川盆地是西南冬麥區(qū)的主體,該麥區(qū)小麥品質(zhì)總體處于中、弱筋水平,蛋白質(zhì)含量12%~13%、濕面筋含量20%~25%、面條評(píng)分多數(shù)不足80分[1]。按中國(guó)小麥品質(zhì)區(qū)劃[2],四川盆地應(yīng)主要發(fā)展中筋小麥,部分區(qū)域發(fā)展弱筋小麥。20世紀(jì)50—70年代,四川盆地小麥的蛋白質(zhì)含量不到12%、濕面筋含量?jī)H20%左右,居全國(guó)最低水平[3];進(jìn)入90年代后,推廣、育成的小麥品質(zhì)類型增多,但筋力仍然較弱,原糧小麥的加工利用價(jià)值較低。

      四川盆地小麥?zhǔn)斋@階段往往面臨高溫、高濕和多雨環(huán)境,導(dǎo)致穗發(fā)芽重、降落值低,加工質(zhì)量較差[1,4]。長(zhǎng)期以來(lái),該地區(qū)小麥品種改良的重心是提高產(chǎn)量潛力,對(duì)品質(zhì)的關(guān)注相對(duì)較少[1]。近10年來(lái),西南冬麥區(qū)小麥育成品種的品質(zhì)有了明顯改善,如蛋白質(zhì)含量、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、降落值和面條評(píng)分等已經(jīng)相當(dāng)于長(zhǎng)江中下游麥區(qū)的水平,部分品質(zhì)參數(shù)甚至高于全國(guó)平均水平[5]。品質(zhì)改善可能跟谷蛋白亞基組成變化和種質(zhì)材料的多元化有關(guān),如1B/1R易位系的減少[6-7]。

      2003年,四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所利用人工合成小麥(synthetic hexaploid wheat,SHW)種質(zhì)資源首次育成了商業(yè)高產(chǎn)品種“川麥42”,連續(xù)多年的實(shí)收產(chǎn)量達(dá)到9000 kg hm-2以上[8]。之后,又以川麥42和SHW為材料育成了多個(gè)高產(chǎn)品種及一系列進(jìn)入?yún)^(qū)試的新品系,使四川小麥產(chǎn)量水平上升了一個(gè)新臺(tái)階[8-10]。在利用SHW提高產(chǎn)量潛力的同時(shí),能否協(xié)同提高品質(zhì)是國(guó)內(nèi)外育種者普遍關(guān)心的問(wèn)題[11-12]。本研究選擇近10年審定并在生產(chǎn)上廣泛使用的10個(gè)代表性品種(含5個(gè)SHW衍生高產(chǎn)品種),進(jìn)行多年多點(diǎn)的田間試驗(yàn),目的是了解四川省小麥主栽品種的品質(zhì)表現(xiàn),分析其基因型和環(huán)境效應(yīng),探討提高西南冬麥區(qū)小麥品質(zhì)的途徑。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      10個(gè)參試品種均是 2003年以來(lái)審定并在生產(chǎn)上得到應(yīng)用的商業(yè)品種,其中川麥42、川麥51、川麥56、綿麥367和川麥104是SHW衍生品種(表1),綿麥37和川麥42分別是四川省和國(guó)家區(qū)試對(duì)照品種。

      1.2 小麥品種的品質(zhì)性狀鑒定和面粉特性參數(shù)評(píng)價(jià)

      1.2.1 材料種植 自2010年10月播種開(kāi)始,連續(xù)3個(gè)生長(zhǎng)季(本文按收獲年份稱為2011、2012、2013年),分別在四川省的江油(31°69′ N,104°82′ E,海拔606 m)、廣漢(31°01′ N,104°41′ E,海拔465 m)和簡(jiǎn)陽(yáng)(30°29′ N,104°51′ E,海拔430 m)進(jìn)行9個(gè)環(huán)境(地點(diǎn)×年份)的田間試驗(yàn)。田間隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積12 m2。江油和廣漢試驗(yàn)點(diǎn)前茬為水稻,簡(jiǎn)陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)前茬為玉米。各試驗(yàn)點(diǎn)播前耕層的土壤養(yǎng)分狀況,年際間略有變化,總體來(lái)看,廣漢點(diǎn)的土壤肥力最高,其次是江油點(diǎn),簡(jiǎn)陽(yáng)點(diǎn)除有效鉀含量較高外,有機(jī)質(zhì)、速效氮和速效磷含量均最低(表2)。

      所有田間試驗(yàn)的施氮量和田間管理措施一致,播種期相近,其中江油點(diǎn)為2010年10月29日、2011 年10月29日和2012年10月30日,廣漢點(diǎn)為2010年10 月30日、2011年10月26日和2012年10月28日,簡(jiǎn)陽(yáng)點(diǎn)為2010年11月2日、2011年11月1日和2012年11月4日。不同年份、不同地點(diǎn)的基本苗均為230~250株m-2。開(kāi)花成熟期以川麥56最早、川麥55最遲,其余品種相近;年份間以2013年開(kāi)花成熟較早、2011年較遲(表2)。小麥成熟后分區(qū)收獲脫粒,取每小區(qū)籽粒樣品5 kg用于品質(zhì)分析。

      1.2.2 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法 由農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(北京)測(cè)定籽粒理化性狀,其中粉質(zhì)儀參數(shù)和RVA參數(shù)只測(cè)自2012年和2013年的樣品。籽粒經(jīng)14%水分潤(rùn)麥后,按NY/T1094-2006的方法磨粉(Buhler MLU202),計(jì)算出粉率。采用Foss Kjeltec 2300定氮儀測(cè)定總氮含量,換算為籽粒蛋白質(zhì)含量,蛋白質(zhì)含量=總氮含量×5.7;用Perten 2200型面筋儀(Perten,瑞典),按GB/T5506.2-2008方法測(cè)定濕面筋含量;按GB/T21119-2007方法測(cè)定沉降值(Zeleny sedimentation,SDS);用FN1700型降落值儀(Perten,瑞典),按GB10361-89方法測(cè)定降落值;采用Brabender粉質(zhì)儀(Brabender,德國(guó)),按AACC54-21方法測(cè)定吸水率、面團(tuán)形成時(shí)間和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間;采用 RVA快速黏度分析儀(Newport Scientific Ltd.,Australia),按 Conik等[13]的方法測(cè)定峰值黏度、低谷黏度、稀澥值、反彈值和最終黏度。

      表1 參試小麥品種的基本信息Table 1 Information of wheat varieties tested in this study

      表2 3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)不同年份的小麥主要生育期、氣候參數(shù)和土壤養(yǎng)分狀況Table 2 Details of experimental soil and climate parameters at Jiangyou,Guanghan,and Jianyang sites

      1.3 籽粒發(fā)芽測(cè)試

      2012年和2013年將10個(gè)供試品種種植于廣漢試驗(yàn)點(diǎn),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積24 m2。兩年播種日期均為10月28日,基本苗240株 m-2;施肥量為純N 165 kg hm-2、P2O575 kg hm-2、K2O 75 kg hm-2;氮肥底施60%,拔節(jié)期追施40%,磷肥和鉀肥全部用作底肥。

      記載開(kāi)花期,并分別于花后35 d和成熟期取樣。將100粒小麥籽粒放在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿上,用6 mL去離子水濕潤(rùn)濾紙,于20°C下培養(yǎng)7 d,每天記載發(fā)芽數(shù)。

      發(fā)芽指數(shù)

      式中,n1~n7分別指第1~7天的發(fā)芽粒數(shù)。

      1.4 統(tǒng)計(jì)分析

      采用Statistical Analysis System (SAS) Version 8.0進(jìn)行方差分析和Pearson線性相關(guān)分析;用最小極差(least significant difference,LSD)法進(jìn)行多重比較;用Microsoft Excel 2007繪圖。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 品質(zhì)相關(guān)性狀聯(lián)合方差分析

      所有觀測(cè)品質(zhì)性狀和參數(shù)的基因型、環(huán)境及其互作效應(yīng)均達(dá)極顯著水平(表3)。籽粒蛋白質(zhì)含量、出粉率、濕面筋含量和沉淀值的環(huán)境效應(yīng)最大,其次是基因型效應(yīng);降落值則表現(xiàn)為基因型效應(yīng)最大,其次是環(huán)境效應(yīng)及互作效應(yīng)。粉質(zhì)儀參數(shù)中,吸水率的基因型效應(yīng)最大,而面團(tuán)形成時(shí)間、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的環(huán)境效應(yīng)大于基因型效應(yīng),基因型×環(huán)境互作效應(yīng)最小。所有RVA參數(shù)均以基因型效應(yīng)最大,其次是環(huán)境效應(yīng)和基因型×環(huán)境互作效應(yīng)。

      2.2 不同品種的品質(zhì)性狀

      2.2.1 基本品質(zhì)特性參數(shù) 品種間籽粒蛋白質(zhì)含量、出粉率、濕面筋含量、降落值和沉淀值差異很大(表4)。平均籽粒蛋白質(zhì)含量12.9%,川育23最高(14.0%)、綿麥367最低(11.7%),品種間變異系數(shù)在10%左右,以川麥56變異程度最大。平均出粉率65.4%,品種間差異較小,環(huán)境表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定。平均濕面筋含量25.8%,以川育23最高、綿麥367最低,二者相差6.7個(gè)百分點(diǎn),環(huán)境變異程度略高于籽粒蛋白質(zhì)含量。平均沉降值28.5 mL,品種間差異很大,川育23達(dá)35.1 mL,而川麥55僅為21.4 mL,各品種的環(huán)境變異程度均較高,變異系數(shù)17.8%~29.1%。平均降落值273 s,達(dá)到300 s以上的僅有川育23、川麥55、川麥104、西科麥5號(hào),綿麥367很低,只有147 s。各品種降落值的環(huán)境變異程度差異很大,川麥104的變異系數(shù)僅7.7%,而川麥51、川麥56、綿麥367和內(nèi)麥836高達(dá)30%以上。

      2.2.2 粉質(zhì)儀參數(shù) 品種間的粉質(zhì)儀參數(shù)值差異極顯著。參試品種平均吸水率54.2%,川育23最高(59.3%),綿麥37最低(50.0%),相差9.3個(gè)百分點(diǎn);吸水率的環(huán)境變異總體較小,品種間變異系數(shù)在5%以下。平均形成時(shí)間2.8 min,最高的川育23達(dá)到6.0 min,而最低的綿麥37和綿麥367還不到2.0 min,多數(shù)品種的環(huán)境差異大;穩(wěn)定時(shí)間平均5.8 min,以川育23和川麥104最高,分別達(dá)12.1 min和9.8 min,而綿麥367和川麥55僅為2.2 min和1.7 min,多數(shù)品種的變異系數(shù)都在50%以上(表5)。

      2.2.3 RVA參數(shù) 各項(xiàng)RVA參數(shù)在參試品種之間差異顯著(表6)。平均峰值黏度2060 cP,但綿麥367 僅1056 cP,不及川麥55的50%;平均低谷黏度1129 cP,仍以綿麥367最低(408 cP);平均稀澥值931 cP,同樣以綿麥367最低;反彈值除綿麥367、川麥56和川麥51外,均在1000 cP以上;平均最終黏度2178 cP,川麥104、西科麥5號(hào)達(dá)2700 cP以上,綿麥367僅為872 cP。各項(xiàng)參數(shù)的平均變異系數(shù)變化在20%~30%。單個(gè)品種以綿麥367的環(huán)境變異最大,變異系數(shù)高達(dá)60%~90%。

      2.2.4 籽粒發(fā)芽指數(shù) 生理成熟期的發(fā)芽指數(shù)在品種間差異顯著,且年份間表現(xiàn)趨勢(shì)基本一致(圖1)。2012年,川麥104和綿麥37的發(fā)芽指數(shù)最低,不到0.2,而川麥55、內(nèi)麥836高達(dá)0.6~0.7。2013年,仍以內(nèi)麥836和川麥55的GI最高,而川麥104和川育23最低,其他品種間差異較小。

      成熟期發(fā)芽指數(shù),2012年除川麥104外,其余品種都在0.8以上;2013年以川麥51和內(nèi)麥836最高,其次是綿麥37、西科麥5號(hào)和川麥55,而川麥104、川麥42和川麥56最低(圖1)。

      2.3 品質(zhì)性狀間及其與氣候參數(shù)間的相關(guān)性

      粉質(zhì)儀參數(shù)之間關(guān)系緊密,籽粒蛋白質(zhì)含量與濕面筋含量、沉淀值以及多數(shù)粉質(zhì)儀參數(shù)呈顯著正相關(guān);籽粒蛋白質(zhì)含量與峰值黏度、稀澥值呈顯著正相關(guān),濕面筋含量與各項(xiàng)RVA參數(shù)也呈顯著正相關(guān);多數(shù)RVA參數(shù)之間存在極顯著相關(guān)。出粉率與多數(shù)品質(zhì)性狀沒(méi)有相關(guān)性,降落值與RVA參數(shù)呈顯著正相關(guān)(表7)。

      表8顯示,溫度參數(shù)(Tmean、Tmax、Tmin)與除降落值和吸水率之外的品質(zhì)性狀均呈正相關(guān),相關(guān)程度因品質(zhì)性狀不同而有所差異。日照時(shí)數(shù)與多數(shù)品種性狀呈負(fù)相關(guān),其中與面團(tuán)形成時(shí)間、峰值黏度的相關(guān)達(dá)到顯著或極顯著水平。降雨量與日照時(shí)數(shù)類似,與多數(shù)品質(zhì)性狀呈負(fù)相關(guān),其中與降落值、低谷黏度、最終黏度的相關(guān)達(dá)顯著水平。

      3 討論

      小麥品質(zhì)表現(xiàn)是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果,至于基因型(G)、環(huán)境(E)和基因型與環(huán)境互作(GE)效應(yīng)的大小因品質(zhì)性狀不同而異[15]。多數(shù)研究表明,籽?;蛎娣鄣鞍踪|(zhì)含量受E和GE的影響較大,而反映蛋白質(zhì)質(zhì)量(沉淀值、面團(tuán)流變學(xué)特性等)和淀粉質(zhì)量(降落值、RVA參數(shù)等)的品質(zhì)性狀,受基因型的影響更大[1,15-18]。本研究也有類似結(jié)果,籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量等性狀基因型效應(yīng)占總變異20%~30%,而淀粉質(zhì)量性狀(降落值和RVA參數(shù))基因型效應(yīng)占總變異的比例超過(guò)50% (表3)。表明遺傳特性是影響淀粉質(zhì)量性狀的關(guān)鍵因素,可通過(guò)遺傳改良培育降落值、RVA參數(shù)等性狀優(yōu)良的品種。此外,所有品質(zhì)性狀的GE效應(yīng)均達(dá)顯著或極顯著水平,表明遺傳改良和管理調(diào)控都是品質(zhì)提升不可或缺的兩個(gè)方面。

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      圖1 10個(gè)小麥品種在生理成熟期(PHM)和成熟期(MS)的籽粒發(fā)芽指數(shù)Fig. 1 Germination indices of 10 cultivars at physiological maturity (PHM) and maturity stage (MS)圖中誤差線表示LSD0.05。Vertical bars represent LSD0.05.

      表7 品質(zhì)性狀間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)Table 7 Person's correlations amongst quality traits

      表8 品質(zhì)性狀與氣象參數(shù)間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)Table 8 Person's correlations between climate parameters and quality traits

      所測(cè)品質(zhì)性狀的遺傳變異都很大。非SHW衍生品種以川育23表現(xiàn)最好,其籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉淀值和粉質(zhì)儀參數(shù)都較高。SHW衍生品種則以川麥104表現(xiàn)優(yōu)異,其籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量中等,但沉淀值、降落值、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、RVA參數(shù)都比較高而穩(wěn)定,生理成熟期的籽粒發(fā)芽指數(shù)也很低,而綿麥367各項(xiàng)品質(zhì)參數(shù)都較差。這說(shuō)明不論遺傳背景如何,品質(zhì)性狀都表現(xiàn)出較大程度的變異[8,14,19-20],如何利用這些變異改良特定區(qū)域的小麥品質(zhì)是重要的研究課題。川育23品質(zhì)表現(xiàn)優(yōu)良,但其產(chǎn)量和抗低溫能力都不理想(數(shù)據(jù)未列出)。川麥104和綿麥367同屬SHW衍生高產(chǎn)品種[10],其親本之一(川麥42和川麥43)互為姊妹系,但這兩個(gè)衍生品種的品質(zhì)差異很大,可能與它們的另一個(gè)親本(分別為川農(nóng)16和綿麥37)和選育過(guò)程有關(guān)。本課題組前期研究表明,川農(nóng)16和綿麥37都屬中弱筋品種[21-22],但川農(nóng)16屬1BL/1RS易位系,含Glu-B1e等位變異。經(jīng)雜交選育之后,川麥104聚合了優(yōu)質(zhì)亞基和高產(chǎn)基因,不攜帶1BL/1RS易位系。Li等[23]發(fā)現(xiàn)利于改善面包質(zhì)量的6個(gè)重要遺傳區(qū)域都來(lái)自SHW(定位在3A、4A等染色體上),且與產(chǎn)量之間無(wú)明顯的負(fù)相關(guān)。同樣,本研究中川麥104也是利用SHW種質(zhì)育成,其高產(chǎn)潛力也與4A染色體上重要染色體區(qū)域有關(guān)[24],進(jìn)一步證明利用SHW可同時(shí)提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

      高分子量和低分子量谷蛋白亞基及其組合對(duì)小麥品質(zhì)有十分顯著的影響。四川小麥品質(zhì)表現(xiàn)不佳的主要原因之一就在于缺乏優(yōu)質(zhì)谷蛋白亞基,20世紀(jì)90年代以后由于育種新材料的引進(jìn)利用,在一定程度上豐富了優(yōu)質(zhì)亞基[6,23]。Pe?a等[25]對(duì)55份SHW材料的谷蛋白亞基及其對(duì)品質(zhì)性狀影響的研究證明,SHW及其衍生系在Glu-1位點(diǎn)尤其Glu-D1位點(diǎn)的變異極其豐富,用于品質(zhì)改良的潛力很大[11,26]。本研究中,Glu-D1位點(diǎn)除西科麥5以外都是5+10亞基,Glu-B1位點(diǎn)SHW衍生品種多為6+8,非SHW衍生品種多為7+9亞基,Glu-A1位點(diǎn)分為1和null兩種,SHW衍生品種1亞基居多(表1)。湯永祿等[1]利用SHW衍生重組近交系,在Glu-A1、Glu-D1位點(diǎn)存在劣質(zhì)亞基背景下,發(fā)現(xiàn)Glu-B1位點(diǎn)6+8亞基比7*+8亞基具有更高的面團(tuán)強(qiáng)度(沉淀值、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間)和降落值。李式昭等[27]對(duì)四川2000年以來(lái)育成的105個(gè)小麥品種進(jìn)行分子鑒定,認(rèn)為川麥56、川麥104、川麥51等聚合有5~6個(gè)優(yōu)質(zhì)亞基,其潛在品質(zhì)較好。本研究為這一結(jié)論提供了部分?jǐn)?shù)據(jù)支持,如川麥56的籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、吸水率等面團(tuán)強(qiáng)度參數(shù)表現(xiàn)較好,川麥104的各項(xiàng)品質(zhì)參數(shù)都表現(xiàn)較好。

      小麥?zhǔn)斋@階段的天氣狀況尤其是降水對(duì)小麥品質(zhì)影響很大,澳大利亞優(yōu)質(zhì)小麥要求降落值不低于300 s[14]。Tang等[28]研究發(fā)現(xiàn),成熟前后降雨偏多是導(dǎo)致降落值和面條品質(zhì)下降的主要原因。因此,選育休眠特性較好,即便遭遇多雨條件仍能保持較高降落值的品種十分關(guān)鍵。本研究中僅有4個(gè)品種的平均降落值達(dá)到300 s以上,包括SHW衍生品種川麥104。Imtiaz等[29]通過(guò)發(fā)掘源自SHW的抗穗發(fā)芽QTL,發(fā)現(xiàn)SHW衍生品系在穗發(fā)芽抗性方面具有很高的變異,對(duì)間接提高品質(zhì)有利;Kunert等[30]對(duì)源于野生麥(T. turgidum ssp. dicoccoides)和藍(lán)麥(Ae. tauschii)的人工合成小麥進(jìn)行QTL定位,發(fā)現(xiàn)外來(lái)等位變異對(duì)降落值的改良作用很大,定位于4B上的外來(lái)等位基因?qū)⒔德渲堤岣?9.6%;蔣云等[31]利用具有染色體自然加倍特性的硬粒小麥栽培種與節(jié)節(jié)麥雜交,經(jīng)染色體天然加倍得到的4份新六倍體小麥材料的平均穗發(fā)芽率小于2%,其中親本為節(jié)節(jié)麥As65的合成小麥SHW-Z2和SHW-Z4比穗發(fā)芽抗性極強(qiáng)的合成六倍體小麥RSP抗性更強(qiáng),并發(fā)現(xiàn)其抗穗發(fā)芽的因素主要來(lái)自穗部與種子的抑制。今后針對(duì)小麥生育后期多雨,而終端產(chǎn)品又以面條為主的西南冬麥區(qū),應(yīng)充分利用SHW改良淀粉品質(zhì),而不僅僅是提高產(chǎn)量。此外,應(yīng)以SHW衍生品種為材料,對(duì)所發(fā)掘的QTL開(kāi)展驗(yàn)證工作,以揭示川麥104穗發(fā)芽抗性的分子基礎(chǔ)及其育種應(yīng)用潛力。

      4 結(jié)論

      基因型、環(huán)境及其互作效應(yīng)對(duì)總變異的貢獻(xiàn)大小因品質(zhì)性狀不同而異,吸水率、降落值和RVA參數(shù)的基因型效應(yīng)較大,籽粒蛋白質(zhì)含量、出粉率、濕面筋含量、沉淀值的環(huán)境效應(yīng)較大,面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間的環(huán)境效應(yīng)和互作效應(yīng)較大。所有品質(zhì)性狀在參試品種之間都存在顯著差異。非SHW衍生品種以川育23總體表現(xiàn)較好;SHW衍生品種以川麥104表現(xiàn)最好,而綿麥367總體較差,尤其降落值很低。在西南地區(qū)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種中,川麥104可作為優(yōu)良親本加以利用。

      致謝∶ 感謝四川農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所齊鵬飛檢測(cè)高分子量谷蛋白亞基,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所夏先春檢測(cè)低分子量谷蛋白亞基。

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      Quality of Major Wheat Cultivars Grown in Sichuan Province in Recent Decade

      LI Chao-Su1,**,WU Xiao-Li1,**,TANG Yong-Lu1,*,YANG Wu-Yun1,WU Yuan-Qi1,WU Chun1,MA Xiao-Ling1,and LI Shi-Zhao11Crop Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China;2Sichuan Agricultural University,Wenjiang 611130,China

      Abstract:Quality improvement is one of the major targets in winter wheat breeding in Southwest China in the past two decades. This study aimed at understanding the quality of the main varieties released in Sichuan province,especially evaluating the quality and the breeding value of synthetic hexaploid wheat (SHW). In multi-environment trial from 2011 to 2013 (location × year),we evaluated the grain protein content (GPC),grain germination index (GI),falling number (FN),wet gluten content (WGC),sedimentation value (SDS),flour yield (FY),farinograph parameters,and Rapid Visco Analyzer (RVA) parameters of 10 wheat commercial cultivars. The results showed that genotype,environment,and genotype × environment interaction had significant effect on all quality parameters tested. The effect of environment was greater than that of genotype in most traits related to protein quantity and quality;whereas,the genotypic effect was greater than environmental effect in starch quality traits including FN and RVA parameters. In the 10 cultivars tested,the ranges of quality parameters were GPC 11.7-14.0%,WGC 22.0-29.3%,SDS 21.4-35.1 mL,F(xiàn)N 147-363 s,dough stability time 1.7-12.1 min,and peak viscosity 1056-2670 cP. Chuanmai 104,a SHW cultivar with yield level of 9000 kg ha-1,showed the best quality with SDS of 30.3 mL,F(xiàn)N of 325 s,dough stability time of 9.8 min,and finalviscosity of 2796 cP. In contrast,Mianmai 367 showed the worst quality with SDS of 24.6 mL,F(xiàn)N of 147 s,dough stability time of 2.2 min,and final viscosity of 827 cP. Besides,germination index (GI) also varied significantly among cultivars. The mean GI of cultivars at physiological maturity stage was 0.31,ranging from 0.06 to 0.76. Chuanmai 104 had the lowest GI value. Our results suggest great potential for quality improvement of Southwest winter wheat,and Chuanmai 104 can be used as a promising parent in breeding programs.

      Keywords:Synthetic wheat;Commercial cultivar;Quality potential

      DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00803

      *通訊作者(

      Corresponding author)∶ 湯永祿,E-mail∶ ttyycc88@163.com,Tel∶ 028-84504601

      收稿日期Received()∶ 2015-09-21;Accepted(接受日期)∶ 2016-03-14;Published online(網(wǎng)絡(luò)出版日期)∶ 2016-03-28. URL∶ http∶//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160328.1116.010.html

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