49個(gè)春小麥品種在甘肅河西灌區(qū)的表現(xiàn)分析

郭瑩 王勇 楊芳萍 劉忠元

摘要：為了豐富甘肅省春小麥品質(zhì)育種的基因庫(kù)，2018年從澳大利亞、國(guó)內(nèi)寧夏及內(nèi)蒙古等地搜集引進(jìn)春小麥材料49份，在武威黃羊鎮(zhèn)設(shè)置了引種試驗(yàn)，對(duì)其主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，有1份材料未拔節(jié)，其余48份材料均正常成熟，抽穗期為5月26日至6月12日。各農(nóng)藝性狀存在豐富的遺傳變異，不育小穗數(shù)的變異系數(shù)（38.75%）最大，可育小穗數(shù)變異系數(shù)（9.36%）最小;千粒重的多樣性指數(shù)（2.02）最大，株高（1.79 cm）最小;聚類(lèi)分析將供試材料分為4個(gè)類(lèi)群，依據(jù)田間表現(xiàn)和農(nóng)藝性狀篩選出了產(chǎn)量高、長(zhǎng)勢(shì)好，抗病性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)武春10號(hào)、隴春30號(hào)、巴09-520、甘春20號(hào)。

關(guān)鍵詞：種質(zhì)資源;中澳春小麥;引種鑒定;河西灌區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：S512.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2019）11-0032-08

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.11.009

Quality Analysis of 10 Chip-processing Potato Lines in Dry Farming Regions of Gansu Province

YU Bin 1， LIU Juan 1， HUANG Rui 2， YUAN Jianlong 3， YE Ximiao 3， DUAN Huiming 3

（1. Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Science，Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China;2. Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070， China;3. College of Agronomy，Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：Chip-processing is the main important potato processing products. 10 potato lines were selected for agronomic characteristic evaluation，the content of sucrose，glucose，fructose and free amino acids in tubers and the color changes of fresh potato tubers and fried chips were analyzed after being stored at low temperature for 60 d. The results indicated that the reducing sugar content of different potato lines was significantly different in low temperature storage （4 ℃） 60 d. The potato chips of 0724-11，0722-46 and 0724-8 lines have bright color after frying， ΔE-value changes little and tuber sugar content and free amino acid content is low，the chip-processing potato have excellent processing properties.

Key words：Potato;Dry farming regions;Chip-processing potato;Quality traits

種質(zhì)資源是指具有特定種質(zhì)或基因、可供育種及相關(guān)研究利用的各種生物類(lèi)型，包括地方品種、引進(jìn)品種、近緣植物、人工創(chuàng)造的各類(lèi)食物類(lèi)型等，是優(yōu)異基因的載體，也是現(xiàn)代育種的物質(zhì)基礎(chǔ)[1 ]。作物育種成效的大小，首先，很大程度上取決于掌握種質(zhì)資源數(shù)量、性狀表現(xiàn)極其遺傳規(guī)律的研究深度。由于育種工作者總是按照一定育種目標(biāo)，沿著一定育種方向進(jìn)行選擇，選擇的時(shí)間越長(zhǎng)，強(qiáng)度越大，品種的遺傳基礎(chǔ)也就越窄[2 ];其次，雜交育種中使用的親本集中到對(duì)當(dāng)?shù)貤l件最能適應(yīng)、綜合性狀最好、配合力最佳的少數(shù)幾個(gè)品種上，導(dǎo)致眾多品種之間的親緣相近，雜種優(yōu)勢(shì)不突出[3 - 4 ];第三，隨著耕作栽培制度的改革，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境條件差異日益縮小，致使許多作物的多樣性變異失去了生存條件。在現(xiàn)代育種取得顯著成就的同時(shí)，品種遺傳基礎(chǔ)呈現(xiàn)日益變窄趨勢(shì)，使作物種質(zhì)資源搜集和保存的重要性愈益突出[5 ]。通過(guò)國(guó)外種質(zhì)資源的引入和利用是增加變異基礎(chǔ)，提高小麥產(chǎn)量穩(wěn)定性的主要途徑[6 ]。我們從本省、國(guó)內(nèi)其他省份以及澳大利亞西澳大學(xué)搜集引進(jìn)春小麥品種49份，在河西灌區(qū)試種，以篩選適宜灌區(qū)種植的高效高抗小麥新品種，豐富甘肅省春小麥種質(zhì)資源，尤其是豐富春小麥品質(zhì)育種基因庫(kù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)材料

2018年搜集了甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏育成春小麥品種43份，引進(jìn)澳大利亞春小麥6份，詳見(jiàn)表1。

1.2? ?試驗(yàn)區(qū)情況

試驗(yàn)設(shè)在甘肅農(nóng)業(yè)科學(xué)院黃羊場(chǎng)，武威黃羊鎮(zhèn)位于北緯37° 40′ 8″、東經(jīng)102° 51′ 19″，海拔1 760 m，全區(qū)域平坦開(kāi)闊，整個(gè)地勢(shì)由西南向東北傾斜，境內(nèi)未見(jiàn)較大陡崖和深谷。地層單一，土壤為黃黏土。該鎮(zhèn)地處亞歐大陸腹地的中溫帶干旱區(qū)，屬大陸性氣候，干旱少雨，緊靠騰格里沙漠邊緣，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，光照充足，降水稀少，蒸發(fā)量大。年平均氣溫7 ℃，歷史最高氣溫39.5 ℃，最低氣溫-26.5 ℃，年平均降水量160 mm，蒸發(fā)量2 020 mm，最高年日照時(shí)數(shù)? ? ?2 532.7 h，最低年日照時(shí)數(shù)1 664.5 h。試驗(yàn)地前茬作物小麥，基肥施尿素300 kg/hm2、磷酸二銨450 kg/hm2、有機(jī)肥75 m3/hm2，施追肥尿素105 kg/hm2。冬前灌水1次，生育期（拔節(jié)期和開(kāi)花期）澆水2次，人工除草2次，施農(nóng)藥防治蚜蟲(chóng)2次。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)。3月21日播種，每份種植5行，行長(zhǎng)2 m，行距0.2 m，小區(qū)面積2 m2，2次重復(fù)。田間記載生育期、株高，成熟后每份材料隨機(jī)取樣20穗考種，考種調(diào)查性狀包括：穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)，千粒重，小區(qū)產(chǎn)量。

1.4? ?數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2007進(jìn)行分析，用軟件SPSS18. 0 對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行聚類(lèi)分析，選擇系統(tǒng)聚類(lèi)中的組間聯(lián)結(jié)法，度量標(biāo)準(zhǔn)為平均Euclidean距離對(duì)品種進(jìn)行聚類(lèi)。多樣性指數(shù)分析中，將每個(gè)性狀分為10級(jí)，按第1級(jí)[Xi? < （X -2 s）]到第10級(jí)[Xi >（X+2 s）]，每0.5 s 為1級(jí)，每1級(jí)的相對(duì)頻率（ Pi）用于計(jì)算遺傳多樣性指數(shù)，計(jì)算公式為：H′=-∑Pi×LnPi。式中，Pi為某性狀第i級(jí)別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比[7 ]。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?抽穗期

臨麥35號(hào)未拔節(jié)，沒(méi)有抽穗，沒(méi)有后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其余48份材料均能正常成熟，抽穗期為5月26日到6月12日（表2），集中在5月28日至6月2日的共有38份材料，占75.51%。部分隴春系列品種、甘春系列品種抽穗較早，銀春5號(hào)、定西42號(hào)、會(huì)寧19號(hào)抽穗期較晚。來(lái)自澳大利亞的品種抽穗期較甘肅品種晚，在6月2號(hào)左右。

2.2? ?農(nóng)藝性狀

從表3可知，參試材料株高為63.67～130.17 cm，平均91.69 cm。多數(shù)材料株高為80～100 cm，占總數(shù)的70.83%;株高為80～90 cm的有26份材料（圖1）;株高為60～80 cm的材料有4份，分別是WWAU21、隴春33、WWAU23、寧春4號(hào)，株高在120 cm以上的有隴春39號(hào)、銀春5號(hào)、會(huì)寧19號(hào)、隴春35號(hào)、定西42號(hào)。

從表3可知，穗長(zhǎng)為5.83～11.17 cm，平均9.18 cm。國(guó)外小麥最短，7 cm左右;隴春33號(hào)、隴春34號(hào)穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，分別為11.10 cm、11.17 cm。多數(shù)材料穗長(zhǎng)為8～11 cm，占總數(shù)的77.08%（圖2），穗長(zhǎng)8～9 cm的有9份、9～10 cm的有16份、10～11 cm的有12份。

從表3可知，可育小穗數(shù)為12.33～18.33個(gè)，平均15.94個(gè)。來(lái)自國(guó)外的6份材料可育小穗數(shù)較少，為12～14個(gè)，WWAU30的可育小穗數(shù)平均14.67個(gè)。武春8號(hào)、酒春11號(hào)、武春7號(hào)、隴春33號(hào)可育小穗數(shù)最多，在18個(gè)以上。具有14～15個(gè)可育小穗數(shù)的材料6份，具有15～16個(gè)可育小穗數(shù)的材料10份，具有16～17個(gè)可育小穗數(shù)的材料14份，具有17～18個(gè)可育小穗數(shù)的材料9份，分別占12.50%、20.83%、29.17%、18.75%（圖3）。

從表3可知，穗粒數(shù)為26.80～49.83粒，平均穗粒數(shù)39.15粒。引自國(guó)外的6份材料穗粒數(shù)較少，在30粒左右。國(guó)內(nèi)品種會(huì)寧19號(hào)穗粒數(shù)最少，平均為29.55粒;臨麥36號(hào)穗粒數(shù)最多，平均49.83粒。穗粒數(shù)為30～35粒的材料9份、35～40粒的13份，40～45的19份，45～49的5份，分別占18.75%、27.08%、39.58%、10.42%（圖4）。

千粒重為32.65～59.13 g，平均千粒重49.84 g。國(guó)外材料千粒重最輕，國(guó)內(nèi)品種中來(lái)自臨夏農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的06-066-12千粒重最低，平均為42.81 g;隴春35號(hào)千粒重最重，平均59.13 g。高于平均水平的材料有25份，占總數(shù)的52.08%。各段千粒重頻率見(jiàn)圖5。其中千粒重40～45 g的材料有6份，45～50 g的材料18份，50～55 g的材料14份，55～60 g的材料9份，分別占12.50%、37.50%、29.17%、18.75%。

2.3? ?產(chǎn)量

由表3可知，48份材料的折合產(chǎn)量為? 3 109～6 265 kg/hm2，平均產(chǎn)量4 959 kg/hm2。其中，臨麥36號(hào)產(chǎn)量最低，武春10號(hào)產(chǎn)量最高。高于當(dāng)?shù)刂髟云贩N寧春4號(hào)的材料有23份，占總數(shù)的47.92%。武春10號(hào)、隴春30號(hào)、巴09-520、甘春20號(hào)居參試品種的前4位，折合產(chǎn)量分別為6 265、6 215、6 123、6 034 kg/hm2;WWAU21、會(huì)寧19、臨麥36折合產(chǎn)量較低，居后3位，分別為? ?3 625、3 468、3 109 kg/hm2。折合產(chǎn)量3 000～3 750 kg/hm2的材料3份，3 750～4 500 kg/hm2的材料9份，4 500～5 250 kg/hm2的材料21份，5 250～6 000 kg/hm2的材料有11份，6 000～6 750 kg/hm2的材料有4份，分別占6.25%、18.75%、43.75%、22.92%、8.33%（圖6）。

2.4? ?多樣性指數(shù)分析

供試材料間各性狀的變異情況存在較大差異。由表4可知，不育小穗數(shù)的變異系數(shù)最大（38.75%），變異幅度為0.33～2.33個(gè);其次為株高（15.92%），變異幅度為 63.67～ 130.17 cm;可育小穗數(shù)的變異系數(shù)（9.36%）最低，變異幅度為12.33～18.33個(gè)。各性狀變異系數(shù)從大到小依次為：不育小穗數(shù)、株高、穗長(zhǎng)、產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒重、可育小穗數(shù)。分析 7個(gè)農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性表明，千粒重的多樣性指數(shù)（2.02）為最高，株高的多樣性指數(shù)最低（1.79）。各性狀的遺傳多樣性指數(shù)從大到小依次為：千粒重、產(chǎn)量、穗粒數(shù)、不育小穗數(shù)、可育小穗數(shù)、穗長(zhǎng)、株高?？梢?jiàn)，本次引進(jìn)種質(zhì)的遺傳多樣性較為豐富。

2.5? ?聚類(lèi)分析

對(duì)48份春小麥品種的8個(gè)農(nóng)藝性狀（抽穗期、株高、穗長(zhǎng)、可育小穗數(shù)、不育小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量）指標(biāo)，采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件，選擇系統(tǒng)聚類(lèi)中的組間聯(lián)結(jié)法，度量標(biāo)準(zhǔn)為平均Euclidean距離進(jìn)行聚類(lèi)，結(jié)果見(jiàn)圖7和表5。在距離7的地方，48份春小麥分為四大類(lèi)。第一類(lèi)包含7個(gè)品種，分別是定西42號(hào)、會(huì)寧19號(hào)、甘春27號(hào)、銀春9號(hào)、銀春5號(hào)、隴春39號(hào)、隴春35號(hào)，表現(xiàn)為株高最高（平均121.48 cm），穗長(zhǎng)最長(zhǎng)（平均9.70 cm），不育小穗數(shù)最多（平均1.62個(gè)），千粒重最高（平均53.94 g）;第二類(lèi)僅有1個(gè)品種，為來(lái)自澳大利亞的WWAU21，是1份異質(zhì)材料，株高矮、千粒重低，產(chǎn)量低;第三類(lèi)包含4個(gè)品種，分別是隴春27號(hào)、甘春25號(hào)、定豐17號(hào)、06-066-12，表現(xiàn)為株高較高（平均103.42 cm），可育小穗數(shù)最多（平均16.42個(gè)），產(chǎn)量最高（平均5 322 kg/hm2）;其余36個(gè)品種為第四類(lèi)，表現(xiàn)為株高中等，千粒重較高，產(chǎn)量較高。在距離5的地方又分類(lèi)A、B兩個(gè)亞類(lèi)，其中來(lái)自澳大利亞的5個(gè)品種聚為圖中B亞類(lèi)，剩余31個(gè)甘肅育成品種聚為A亞類(lèi)，B類(lèi)群品種較A類(lèi)群穗長(zhǎng)短，可育小穗數(shù)、穗粒數(shù)少，千粒重輕、產(chǎn)量低。當(dāng)?shù)刂髟云贩N寧春4號(hào)在聚類(lèi)圖a亞類(lèi)中，此類(lèi)共有20個(gè)品種，這些品種與寧春4號(hào)在農(nóng)藝性狀上差異不明顯。我們聚類(lèi)分析的依據(jù)是遺傳距離，計(jì)算依賴(lài)調(diào)查性狀的表型數(shù)據(jù)。農(nóng)藝性狀是數(shù)量性狀，由環(huán)境因素和遺傳因素共同決定。為了更準(zhǔn)確地把握該套資源的遺傳多樣性基礎(chǔ)，通過(guò)聚類(lèi)分析與分子標(biāo)記相結(jié)合的方法會(huì)更加精確的評(píng)價(jià)種質(zhì)資源[8 ]。

3? ?結(jié)論與討論

對(duì)49個(gè)春小麥品種在甘肅河西灌區(qū)的表現(xiàn)分析的結(jié)果表明，1份材料未拔節(jié)，其余48份材料均正常成熟，抽穗期為5月26日至6月12日。各農(nóng)藝性狀存豐富的遺傳變異，不育小穗數(shù)的變異系數(shù)（38.75%）最大，可育小穗數(shù)變異系數(shù)（9.36%）最小，千粒重的多樣性指數(shù)（2.02）最大，株高（1.79 cm）最小。聚類(lèi)分析將材料分為4個(gè)類(lèi)群，依據(jù)田間表現(xiàn)和農(nóng)藝性狀篩選了武春10號(hào)、隴春30號(hào)、巴09-520、甘春20號(hào)4個(gè)產(chǎn)量高、長(zhǎng)勢(shì)好，抗病性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)。

在小麥的幼穗分化發(fā)育過(guò)程中，溫度是一個(gè)非常重要的生態(tài)因子。小穗原基分化形成期對(duì)低溫敏感，花粉母細(xì)胞到花粉粒形成期（大約挑旗期）需要一定的高溫條件滿足花粉每細(xì)胞發(fā)育，如果氣溫低于18～20 ℃，會(huì)影響小穗和小花的形成[9 ]。開(kāi)花—灌漿期的天數(shù)越多，日溫差越大，小麥籽粒千粒重越重[10 ]。灌漿期光照總量的減少，尤其是弱光，不利于小麥光合物質(zhì)的生產(chǎn)和分配，影響籽粒灌漿導(dǎo)致產(chǎn)量下降[11 ]。武威市黃羊鎮(zhèn)緯度高，前期氣溫比較低，幼穗分化不足，小穗數(shù)和穗粒數(shù)少，但地勢(shì)開(kāi)闊平坦，光照充足，灌漿期降雨量小，籽粒飽滿，千粒重高，6個(gè)國(guó)外小麥材料在武威市黃羊鎮(zhèn)均表現(xiàn)較差。株高63～88 cm，WWAU21顯著低于當(dāng)?shù)刂髟云贩N寧春4號(hào)，其余5個(gè)材料與寧春4號(hào)相當(dāng)。但穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重均較低，排在引進(jìn)49份材料的最末位。而在北京地區(qū)春播澳大利亞品種，表現(xiàn)矮稈、 粒重較高、 晚熟和穗粒數(shù)較少[12 ]。國(guó)外春小麥一般5月播種，10月收獲，引入河西灌區(qū)后因前期生長(zhǎng)期縮短，穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)等大幅度下降，后期灌漿期溫度高，灌漿期短。國(guó)外材料籽粒小、千粒重低，產(chǎn)量潛力未能充分發(fā)揮，而其籽粒為紅色，硬質(zhì)，透明度高，以品質(zhì)著稱(chēng)，可以用于改良當(dāng)?shù)仄贩N的品質(zhì)，擴(kuò)展品質(zhì)育種親本資源。

在小麥育種工作中，種質(zhì)資源是育種的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)外各類(lèi)育種單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的交流[13 - 16 ]。擴(kuò)大春小麥基因庫(kù)，擴(kuò)展育種親本資源，利用種質(zhì)資源的遠(yuǎn)近結(jié)合，并根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)一步改良、創(chuàng)新、培育更多的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)春小麥新品種，是甘肅省春小麥育種工作者努力的方向。

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（本文責(zé)編：陳? ? 珩）