崔文禮, 汪 輝, 陳瑞瑞, 宋 賀, 鄭文寅
(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 合肥 230036; 2.安徽省科學(xué)技術(shù)研究院, 合肥 230088)
揚(yáng)麥系列品種在我國(guó)小麥生產(chǎn)、育種和遺傳研究中發(fā)揮著重要作用,近年來一直是長(zhǎng)江下游麥區(qū)的主栽品種,揚(yáng)麥3號(hào)、揚(yáng)麥4號(hào)、揚(yáng)麥5號(hào)及揚(yáng)麥158分別為該麥區(qū)第4、5、6次大面積品種更換的主體品種[1],揚(yáng)麥系列品種擁有抗性好、品質(zhì)優(yōu)良、適應(yīng)性廣等特性,在長(zhǎng)江下游小麥生產(chǎn)中占據(jù)重要位置。王君嬋等[2]研究認(rèn)為,在揚(yáng)麥系列品種(系)選育過程中需根據(jù)基因組成進(jìn)行親本配組,盡可能地保留優(yōu)良基因,同時(shí)也需引進(jìn)其他麥區(qū)小麥的有利基因,豐富揚(yáng)麥系列品種(系)的遺傳構(gòu)成,以提高揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)和抗性等綜合水平。張曉等[3]研究認(rèn)為,揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)優(yōu)良,但有些品質(zhì)性狀仍需進(jìn)一步改良,對(duì)于弱筋小麥可利用高分子量谷蛋白亞基缺失進(jìn)行品質(zhì)改良[4-7],對(duì)于中筋小麥品質(zhì)改良可利用優(yōu)質(zhì)亞基取代的方法進(jìn)一步提升品質(zhì)。為滿足人們對(duì)優(yōu)質(zhì)面食的需求,對(duì)揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析,篩選出優(yōu)質(zhì)小麥種質(zhì)資源,對(duì)長(zhǎng)江下游麥區(qū)優(yōu)質(zhì)小麥選育工作具有重要意義。在優(yōu)質(zhì)小麥品種(系)的快速檢測(cè)方面,高居榮等[8-9]對(duì)近紅外光譜檢測(cè)與國(guó)際化學(xué)法的可重復(fù)性和一致性進(jìn)行了驗(yàn)證,得出了近紅外儀檢測(cè)是小麥各項(xiàng)指標(biāo)快速高效可靠的檢測(cè)方法,沈業(yè)松等[10]研究認(rèn)為應(yīng)用DA 7200多功能近紅外分析儀可以大大提高效率。
本研究測(cè)定和分析了供試的40份揚(yáng)麥系列育種高代品系的若干品質(zhì)性狀,以期從中篩選出優(yōu)異種質(zhì),為長(zhǎng)江下游麥區(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)專用小麥以及從中發(fā)掘具有優(yōu)異品質(zhì)性狀的材料提供參考。
40份揚(yáng)麥系列育種高代品系由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)種子科學(xué)與工程系課題組提供,編號(hào)為AN 1~AN 40,對(duì)照小麥品種為揚(yáng)麥22。材料于2017—2018年度種植于安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)大楊店試驗(yàn)基地,行長(zhǎng)2 m,行間距30 cm,每個(gè)品系播種5行,田間管理同大田生產(chǎn)。
品質(zhì)性狀的測(cè)定,種子在干燥的缸內(nèi)儲(chǔ)藏9個(gè)月后,隨機(jī)取適量樣品,使用Perten DA 7200型近紅外分析儀測(cè)定供試材料的籽粒性狀、蛋白質(zhì)品質(zhì)、粉質(zhì)品質(zhì)和磨粉品質(zhì)等性狀。
數(shù)據(jù)分析采用DPS等統(tǒng)計(jì)軟件。
供試的40份揚(yáng)麥系列品系相關(guān)籽粒性狀、蛋白質(zhì)品質(zhì)、粉質(zhì)品質(zhì)和磨粉品質(zhì)等性狀見表1,具體分析如下。
表1 40份揚(yáng)麥系列品系若干品質(zhì)性狀的表現(xiàn)與變異Table 1 Appearance and variation of some quality characteritics in lines of 40 ‘Yangmai’ series
2.1.1籽粒性狀
40份品系硬度的平均值為66.36%,變幅為50.00%~77.33%,變異系數(shù)為8.58%,其中有26個(gè)品系的籽粒硬度比揚(yáng)麥22(ck)高,占供試材料的65%。
容重的平均值為809.43 g·L-1,變幅為770.00~817.33 g·L-1,變異系數(shù)為1.36%,其中有7份品系的籽粒容重比ck高,占供試材料的17.5%。供試品系A(chǔ)N 12、AN 18、AN 22、AN 27、AN 34等的籽粒容重均高于ck。
2.1.2蛋白質(zhì)品質(zhì)
40份品系蛋白質(zhì)含量的平均值為15.65%,變幅為14.11%~16.82%,變異系數(shù)為4.81%,其中有28個(gè)品系的蛋白質(zhì)含量比ck高,占供試材料的70%。供試品系A(chǔ)N 12、AN 18、AN 22、AN 27、AN 34等的蛋白質(zhì)含量均高于ck。
濕面筋含量的平均值為32.95%,變幅為29.54%~35.65%,變異系數(shù)為4.98%,其中有29個(gè)品系的濕面筋含量比ck高,占供試材料的72.5%。供試品系A(chǔ)N 12、AN 18、AN 22、AN 27、AN 34等的濕面筋含量均高于ck。
沉降值的平均值為25.28 mL,變幅為18.13~32.23 mL,變異系數(shù)為11.21%,其中有31個(gè)品系的沉降值比ck高,占供試材料的77.5%。
2.1.3粉質(zhì)品質(zhì)
40份品系穩(wěn)定時(shí)間的平均值為8.35 min,變幅為5.20~9.97 min,變異系數(shù)為13.65%,其中有20個(gè)品系的穩(wěn)定時(shí)間比ck高,占供試材料的50%。供試品系A(chǔ)N 12、AN 18、AN 22、AN 27、AN 34等的穩(wěn)定時(shí)間均高于ck。
形成時(shí)間的平均值為3.84 min,變幅為2.70~4.57 min,變異系數(shù)為12.57%,其中有28個(gè)品系的形成時(shí)間比ck高,占供試材料的70%。
吸水率的平均值為59.12%,變幅為52.43%~64.00%,變異系數(shù)為4.28%,其中有21個(gè)品系的吸水率比ck高,占供試材料的52.5%。
2.1.4磨粉品質(zhì)
出粉率的平均值為68.42%,變幅為65.17%~70.60%,變異系數(shù)為1.81%,其中有26個(gè)品系的出粉率比ck高,占供試材料的65%。
9個(gè)主要品質(zhì)性狀間的相關(guān)性分析結(jié)果(表2)表明,硬度與吸水率正相關(guān)性系數(shù)達(dá)到r=0.97**,并與容重、穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間和出粉率呈極顯著正相關(guān),與濕面筋含量呈顯著正相關(guān)。蛋白質(zhì)含量與濕面筋含量正相關(guān)性系數(shù)達(dá)到r=0.95**,并與沉降值、吸水率和形成時(shí)間呈極顯著正相關(guān),與穩(wěn)定時(shí)間呈顯著正相關(guān)。容重與穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、吸水率和出粉率呈極顯著正相關(guān)。濕面筋含量與沉降值、吸水率、形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間呈極顯著正相關(guān)。穩(wěn)定時(shí)間與形成時(shí)間、吸水率呈極顯著正相關(guān)。
表2 品質(zhì)性狀間的相關(guān)性系數(shù)Table 2 Correlation coefficient between quality characteristics
參考小麥優(yōu)質(zhì)品種審定標(biāo)準(zhǔn),采用歐氏距離最短距離法,依據(jù)容重、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量以及面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間4項(xiàng)指標(biāo)對(duì)40份品系進(jìn)行聚類分析,在一定的距離,將全部品系分為四類群,聚類分析結(jié)果見圖1。第Ⅰ類群只有1個(gè)品系,即AN 1;第Ⅱ類群包括2個(gè)品系,即AN 38、AN 9;第Ⅲ類群包括36個(gè)品系,即AN 2~AN 27、AN 29~AN 37和AN 40;第Ⅳ類群只有1個(gè)品系,即AN 28。
揚(yáng)麥系列品種的遺傳改良研究對(duì)長(zhǎng)江中下游小麥育種和生產(chǎn)具有重要意義,揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥16等籽粒硬度高,是品質(zhì)優(yōu)良的中筋小麥,同時(shí)揚(yáng)麥品種淀粉品質(zhì)優(yōu)良,淀粉糊化特性好,是制作優(yōu)質(zhì)面條的原料[11-12];揚(yáng)麥9號(hào)、揚(yáng)麥13和揚(yáng)麥15等弱筋品種,采用適宜栽培技術(shù)其弱筋品質(zhì)與美紅軟相當(dāng)[2,13]。揚(yáng)麥系列品種優(yōu)良遺傳基礎(chǔ)的骨干親本種質(zhì)資源的育成以及品種的更新與推廣為長(zhǎng)江中下游小麥單產(chǎn)與總產(chǎn)的穩(wěn)定增長(zhǎng),起到了重要的支撐作用,但是,近年來商業(yè)化育種在配制組合時(shí)越來越青睞部分大面積推廣的高產(chǎn)品種或其衍生系,造成現(xiàn)有育成品種趨于同質(zhì)化,對(duì)揚(yáng)麥系列種質(zhì)資源重要品質(zhì)性狀進(jìn)行比較分析,有利于充分了解育種材料的遺傳背景和變異特點(diǎn)[14-17]。從本試驗(yàn)的40份揚(yáng)麥系列品系材料分析,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、面粉沉降值各品系間差異較大,而籽粒容重、出粉率和面團(tuán)吸水率各品系間差異較小,這與沈業(yè)松等[10]研究結(jié)果基本一致。利用趙莉等[18]、宋健民等[19]、王震等[20]、楊芳萍等[21]的研究和本研究發(fā)現(xiàn)的揚(yáng)麥系列品系品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性,對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行篩查比較以及聚類分析,發(fā)現(xiàn)AN 12、AN 18、AN 22、AN 27、AN 34等品系主要性狀指標(biāo)均高于對(duì)照揚(yáng)麥22,可加強(qiáng)選育。