CIMMYT小麦种质在山东麦区产量和品质性状评价及利用

李豪圣等

摘要：本试验对226份CIMMYT小麦种质的产量构成因素、籽粒品质、面筋特性、面团揉混特性和淀粉糊化特性等进行了研究分析。结果表明：226份CIMMYT小麦种质的每穗小穗数平均值为16.4个，与当地主推品种济麦22相当；穗粒数平均为41.9个，比济麦22多2.3个，最高达60.2个；千粒重平均为38.7 g。籽粒硬度较高，>90的有22份，最高为97。 82.8%的材料其籽粒蛋白含量在12.5%～14.5%之间。大部分材料的沉淀值在37～46 ml之间，最大值为64.5 ml；沉淀值>40 ml的材料占66.9%，其中7份材料的沉淀值在60 ml以上。湿面筋含量变异幅度较大，在25.7%～57.2%之间；干面筋值的变异幅度较小，大部分材料集中在10～13 g，最大值为18.4 g；面筋指数高，>94%的材料占66.2%；筛选出湿面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g、面筋指数在94%以上的材料10份。揉混仪参数峰值宽度变异幅度较大，在180～440 B.U.之间，有51份材料的峰值宽度>300 B.U.；8 cm峰宽分布集中在70～180 B.U.，最宽达320 B.U.；衰落角分布集中在6°～16°；筛选出峰值宽度300 B.U.以上、8 cm峰宽190 B.U.以上且衰落角<10°的材料7份。淀粉RVA糊化特性的峰值粘度分布集中在2 800～3 400 cP之间，最高值达3 887 cP；稀懈值集中在900～1 200 cP；回升值集中在1 200～1 500 cP；筛选出峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的材料42份。筛选出的这些材料可作为山东省小麦育种和品质改良的优异亲本，并且部分材料已被用于小麦育种中。

关键词：CIMMYT小麦种质；产量性状；品质特性

中图分类号：S512.102文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）02-0017-06

国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）育成的小麦品种（系）以春小麦品种闻名于世，育成品种的丰产性好，植株较矮、株型紧凑、较抗倒伏，品质较好，抗病性强，适应性广[1]。20世纪70年代我国已开始CIMMYT小麦种质在中国春小麦地区的适应性研究，并认为CIMMYT 小麦可在新疆和云南直接推广应用，其它春麦区可作杂交亲本[2]。随后，姚金保等[3]和袁汉民等[4]对CIMMYT 小麦在江苏和宁夏等地区的表现和利用也进行了初步分析[3，4]。张勇等[5]的研究进一步确定了CIMMYT 小麦品种可在云南、青海和新疆直接推广种植；内蒙古、甘肃和宁夏为次适宜地区，可以直接推广应用，但主要用作杂交亲本；在黑龙江以做杂交亲本为宜。CIMMYT小麦种质的品质相关性状如蛋白品质性状[6]、高分子量谷蛋白亚基[7]、Waxy蛋白类型及淀粉糊化特性[8]、Pina和Pinb基因等位变异[9]等也得到深入研究。

近几十年来，在CIMMYT中国办事处（北京）的努力下，中国小麦生产区与CIMMYT 开展了积极的穿梭育种及合作交流研究。每年有1 000 余份CIMMYT小麦材料引进并在国内不同麦区种植观察和作为亲本进行新品种培育[5]，全国不同麦区的小麦育种工作者到CIMMYT 学习交流，参与小麦田间育种的选拔工作、室内品质分析及相关性状基因的分子标记研究。同时，CIMMYT小麦育种者也在利用中国小麦与CIMMYT种质配制组合，培育新品种（系）。目前，黑龙江、内蒙古、宁夏和新疆等春麦区利用CIMMYT 小麦作杂交亲本育成的品种达140多个，这是我国春麦区小麦品种改良中对CIMMYT 种质有效改造和利用的突出表现[10]。CIMMYT小麦种质在中国春小麦育种中的广泛应用，不仅丰富了中国春小麦品种的遗传资源，而且对提高小麦产量、改善品质、增强抗病性、促进小麦品种的更新换代等做出了较大贡献[11]。但CIMMYT小麦种质在冬麦区育种中的利用还很欠缺，这主要是由于引进种质与当地品种存在冬春性差异。

国外优异种质资源的引进鉴定和利用一直是小麦育种者进行品种改良及拓宽小麦遗传基础的主要途径之一。近年来，笔者加强了对引进国外优异种质尤其是CIMMYT小麦种质的适应性试验研究，对引进种质的农艺性状、产量、抗逆性和品质等多个方面进行详细地观察研究和分析。本试验对2011年引进的226份CIMMYT小麦种质的产量构成因素、籽粒品质、面筋特性、面团揉混特性和淀粉糊化特性等进行了测定和统计分析，旨在筛选出适用于山东冬麦区小麦新品种培育的优异亲本材料，从而丰富现有的育种遗传资源，扩大遗传基础，提高选育品种的多样性。

1材料与方法

1.1试验材料

2011年经CIMMYT中国办事处（北京）/中国农业科学院作物科学研究所引进CIMMYT普通小麦材料226份，每20行种1行当地主栽品种济麦22（对照），供试材料共238份。于山东省农业科学院作物研究所试验田（济南）种植，试验地土壤肥力中等，行长2 m，双行区人工点播。田间管理、播种时间与山东省小麦区（预）试同步进行，材料单收单晒单藏备用。

1.2试验方法

产量性状：每份材料随机取20穗，数其小穗数和穗粒数，计算各自的平均值；收获晾晒后，利用SKCS4100型单粒谷物特性测定仪测定千粒重。

品质特性测定参照刘爱峰等[12，13]的方法。所有样品采用德国Brabender Junior 实验磨制粉。利用SKCS4100型单粒谷物特性测定仪测定籽粒硬度；用DA7200型近红外分析仪测定籽粒蛋白含量；用AACC56-61A 方法测定Zeleny 沉淀值；按GB5506-85的方法用GM2200型面筋仪测定湿面筋含量、干面筋值和面筋指数；揉面仪测定面团揉混峰值宽度和8 cm峰宽及衰落角；按AACC76-21 标准用快速粘度仪测定淀粉糊化峰值粘度、稀懈值和回升值。

1.3数据处理

利用Excel进行数据分析。

2结果与分析

2.1产量性状表现

对CIMMYT小麦种质材料的每穗小穗数、穗粒数和千粒重进行了统计分析（表1，图1）。这些种质材料的每穗小穗数平均值为16.4个，与对照济麦22相当，变异幅度为11.2～24.2个；频数分布图显示大部分材料的每穗小穗数在14～18个之间，占81.4%；有107份材料的每穗小穗数高于济麦22，其中9份>20个。穗粒数平均为41.9个，比济麦22多2.3个，最高达60.2个，63.27%的材料穗粒数超过济麦22；分布比较分散，穗粒数超过42个的有103份材料，占45.57%。千粒重平均为38.7 g，明显低于济麦22，变异幅度较大；频数分布显示大部分材料的千粒重在34～43 g之间，高于济麦22的材料有49份，最高达49.2 g。根据育种实际，可选择适当的CIMMYT小麦种质材料用于小麦品种的遗传改良。

3结论与讨论

CIMMYT品种在我国春小麦种植区域表现突出，在云贵高原、青藏高原和新疆等春麦区可以直接用于生产， 在东北春麦区可用作杂交亲本[2，11] 。山东冬麦区引进的这批CIMMYT小麦种质材料表现出较高的穗粒数和中等水平的千粒重，这为当前通过稳定千粒重、增加穗粒数进一步提高产量潜力的育种目标提供了新的种质资源；高籽粒硬度、高沉淀值、优良面筋特性和面团揉混特性、优良的淀粉RVA糊化特性为品种的品质改良提供了资源。在山东冬麦区，春性的CIMMTY材料不能直接用于生产，但可很好地用作亲本，通过杂交和3次左右的回交，可将它们的优异性状基因转入到当地的冬小麦品种中，达到品种改良的目的。

这226份CIMMYT材料在山东冬麦区的田间表现和品质特性反映出春性CIMMYT小麦在我国冬麦区的表现特点，虽与先前报道的其它批次CIMMYT小麦种质在我国春麦区的表现存在一定差异[2，5，11，14]，但它们代表了春性CIMMYT材料在我国冬麦区的生长发育和品质特性。通过山东冬麦区的鉴定分析，从226份CIMMYT材料中筛选出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；湿面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指数在94%以上的10份；峰值宽度在300 B.U.以上、8 cm峰宽在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。筛选出的这些种质材料可作为山东省小麦新品种培育和品种品质改良的优异亲本，丰富了小麦育种的遗传资源，扩大了遗传基础，为提高选育品种的多样性奠定了基础。

近几年来，本课题组加强引进国内外种质资源的鉴定和利用工作[12]，通过种植观察和检测分析，筛选综合性状优良的种质用于小麦育种中，并取得了一定成效。品种 Wheatear 是引自美国的高产量潜力的种质资源，并且携带有抗秆锈基因Sr25[15]，课题组经过连续多代的回交选育，已将其高产和抗病基因转入到当地主栽小麦品种中，获得了稳定的高代品系。2012年夏，我们从这226份CIMMYT材料中筛选出12份田间农艺性状优良且品质特性好的材料用作亲本，与山东省主推品种济南17和济麦22进行杂交，获得了24份F1；2013年夏对杂交F1继续进行回交，已获得BC1F1。在随后几年的回交筛选培育中，我们将继续以田间筛选和室内检测分析相结合，综合各种性状，根据育种目标筛选优异后代系，以丰富选育品种的多样性。

参考文献：

[1]Pingali P L （Eds）. CIMMYT 1989-1999 world wheat facts and trends. Global wheat research in a changing world： challenges and achievements[R]. Mexico D F：CIMMYT，1999.

[2]宛秀兰. 引种墨西哥小麦的初步研究——关于墨西哥小麦适应地区的分析[J]. 作物学报，1981， 17（4）：249-257.

[3]姚金保，周朝飞，钱存鸣，等. 江苏与CIMMYT小麦穿梭育种进展与展望[J]. 麦类作物学报，1998，18（5）：14-16.

[4]袁汉民，吴淑筠，张富国，等. 宁夏墨麦种质资源研究[J]. 宁夏农林科技，1998，4：8-12.

[5]张勇，吴振录，张爱民，等. CIMMYT小麦在中国春麦区的适应性分析[J]. 中国农业科学，2006，39（4）：655-663.

[6]张勇，何中虎，吴振录，等. CIMMYT和中国硬质春麦在4种CIMMYT不同处理环境中产量和蛋白品质性状分析[J]. 作物学报，2007，33（7）：1182-1186.

[7]隋新霞，樊庆琦，谢振义，等. 部分CIMMYT小麦种质材料的高分子量谷蛋白亚基分析[J]. 麦类作物学报，2006，26（4）：56-58.

[8]穆培源，何中虎，徐兆华，等. CIMMYT普通小麦品系Waxy蛋白类型及淀粉糊化特性研究[J]. 作物学报，2006，32（7）：1071-1075.

[9]李根英，夏先春，何中虎，等. CIMMYT新型人工合成小麦Pina和Pinb基因等位变异[J]. 作物学报，2007，33（2）：242-249.

[10]He Z H，Rajaram S. China/CIMMYT collaboration on wheat breeding and germplasm exchange： results of 10 years of shuttle breeding （1984-1994）[R]. Wheat Special Report No.46， Mexico， D F：CIMMYT，1997.

[11]吴振录，张勇，何中虎，等. CIMMYT小麦在我国的产量和品质表现[J]. 麦类作物学报，2004，24（3）：34-39.

[12]刘爱峰，段友臣，程敦公，等. 山东小麦种质资源品质特性多样性研究及利用[J]. 植物遗传资源学报，2012，13（4）：515-520.

[13]刘爱峰，程敦公，李豪圣，等. 高产小麦品种济麦22配粉效应及馒头制作品质研究[J]. 中国农学通报，2010，26（19）：52-57.

[14]马小乐，王化俊，尚勋武，等. 143个CIMMYT 春小麦材料在河西地区的性状表现[J].甘肃农业科技，2010，3：6-9.

[15]Liu S X，Yu L X，Singh Ravi P ，et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.，2010，120（4）：691-697.山 东 农 业 科 学2014，46（2）：23～28Shandong Agricultural Sciences

1.3数据处理

利用Excel进行数据分析。

2结果与分析

2.1产量性状表现

对CIMMYT小麦种质材料的每穗小穗数、穗粒数和千粒重进行了统计分析（表1，图1）。这些种质材料的每穗小穗数平均值为16.4个，与对照济麦22相当，变异幅度为11.2～24.2个；频数分布图显示大部分材料的每穗小穗数在14～18个之间，占81.4%；有107份材料的每穗小穗数高于济麦22，其中9份>20个。穗粒数平均为41.9个，比济麦22多2.3个，最高达60.2个，63.27%的材料穗粒数超过济麦22；分布比较分散，穗粒数超过42个的有103份材料，占45.57%。千粒重平均为38.7 g，明显低于济麦22，变异幅度较大；频数分布显示大部分材料的千粒重在34～43 g之间，高于济麦22的材料有49份，最高达49.2 g。根据育种实际，可选择适当的CIMMYT小麦种质材料用于小麦品种的遗传改良。

3结论与讨论

CIMMYT品种在我国春小麦种植区域表现突出，在云贵高原、青藏高原和新疆等春麦区可以直接用于生产， 在东北春麦区可用作杂交亲本[2，11] 。山东冬麦区引进的这批CIMMYT小麦种质材料表现出较高的穗粒数和中等水平的千粒重，这为当前通过稳定千粒重、增加穗粒数进一步提高产量潜力的育种目标提供了新的种质资源；高籽粒硬度、高沉淀值、优良面筋特性和面团揉混特性、优良的淀粉RVA糊化特性为品种的品质改良提供了资源。在山东冬麦区，春性的CIMMTY材料不能直接用于生产，但可很好地用作亲本，通过杂交和3次左右的回交，可将它们的优异性状基因转入到当地的冬小麦品种中，达到品种改良的目的。

这226份CIMMYT材料在山东冬麦区的田间表现和品质特性反映出春性CIMMYT小麦在我国冬麦区的表现特点，虽与先前报道的其它批次CIMMYT小麦种质在我国春麦区的表现存在一定差异[2，5，11，14]，但它们代表了春性CIMMYT材料在我国冬麦区的生长发育和品质特性。通过山东冬麦区的鉴定分析，从226份CIMMYT材料中筛选出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；湿面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指数在94%以上的10份；峰值宽度在300 B.U.以上、8 cm峰宽在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。筛选出的这些种质材料可作为山东省小麦新品种培育和品种品质改良的优异亲本，丰富了小麦育种的遗传资源，扩大了遗传基础，为提高选育品种的多样性奠定了基础。

近几年来，本课题组加强引进国内外种质资源的鉴定和利用工作[12]，通过种植观察和检测分析，筛选综合性状优良的种质用于小麦育种中，并取得了一定成效。品种 Wheatear 是引自美国的高产量潜力的种质资源，并且携带有抗秆锈基因Sr25[15]，课题组经过连续多代的回交选育，已将其高产和抗病基因转入到当地主栽小麦品种中，获得了稳定的高代品系。2012年夏，我们从这226份CIMMYT材料中筛选出12份田间农艺性状优良且品质特性好的材料用作亲本，与山东省主推品种济南17和济麦22进行杂交，获得了24份F1；2013年夏对杂交F1继续进行回交，已获得BC1F1。在随后几年的回交筛选培育中，我们将继续以田间筛选和室内检测分析相结合，综合各种性状，根据育种目标筛选优异后代系，以丰富选育品种的多样性。

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1.3数据处理

利用Excel进行数据分析。

2结果与分析

2.1产量性状表现

对CIMMYT小麦种质材料的每穗小穗数、穗粒数和千粒重进行了统计分析（表1，图1）。这些种质材料的每穗小穗数平均值为16.4个，与对照济麦22相当，变异幅度为11.2～24.2个；频数分布图显示大部分材料的每穗小穗数在14～18个之间，占81.4%；有107份材料的每穗小穗数高于济麦22，其中9份>20个。穗粒数平均为41.9个，比济麦22多2.3个，最高达60.2个，63.27%的材料穗粒数超过济麦22；分布比较分散，穗粒数超过42个的有103份材料，占45.57%。千粒重平均为38.7 g，明显低于济麦22，变异幅度较大；频数分布显示大部分材料的千粒重在34～43 g之间，高于济麦22的材料有49份，最高达49.2 g。根据育种实际，可选择适当的CIMMYT小麦种质材料用于小麦品种的遗传改良。

3结论与讨论

CIMMYT品种在我国春小麦种植区域表现突出，在云贵高原、青藏高原和新疆等春麦区可以直接用于生产， 在东北春麦区可用作杂交亲本[2，11] 。山东冬麦区引进的这批CIMMYT小麦种质材料表现出较高的穗粒数和中等水平的千粒重，这为当前通过稳定千粒重、增加穗粒数进一步提高产量潜力的育种目标提供了新的种质资源；高籽粒硬度、高沉淀值、优良面筋特性和面团揉混特性、优良的淀粉RVA糊化特性为品种的品质改良提供了资源。在山东冬麦区，春性的CIMMTY材料不能直接用于生产，但可很好地用作亲本，通过杂交和3次左右的回交，可将它们的优异性状基因转入到当地的冬小麦品种中，达到品种改良的目的。

这226份CIMMYT材料在山东冬麦区的田间表现和品质特性反映出春性CIMMYT小麦在我国冬麦区的表现特点，虽与先前报道的其它批次CIMMYT小麦种质在我国春麦区的表现存在一定差异[2，5，11，14]，但它们代表了春性CIMMYT材料在我国冬麦区的生长发育和品质特性。通过山东冬麦区的鉴定分析，从226份CIMMYT材料中筛选出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；湿面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指数在94%以上的10份；峰值宽度在300 B.U.以上、8 cm峰宽在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。筛选出的这些种质材料可作为山东省小麦新品种培育和品种品质改良的优异亲本，丰富了小麦育种的遗传资源，扩大了遗传基础，为提高选育品种的多样性奠定了基础。

近几年来，本课题组加强引进国内外种质资源的鉴定和利用工作[12]，通过种植观察和检测分析，筛选综合性状优良的种质用于小麦育种中，并取得了一定成效。品种 Wheatear 是引自美国的高产量潜力的种质资源，并且携带有抗秆锈基因Sr25[15]，课题组经过连续多代的回交选育，已将其高产和抗病基因转入到当地主栽小麦品种中，获得了稳定的高代品系。2012年夏，我们从这226份CIMMYT材料中筛选出12份田间农艺性状优良且品质特性好的材料用作亲本，与山东省主推品种济南17和济麦22进行杂交，获得了24份F1；2013年夏对杂交F1继续进行回交，已获得BC1F1。在随后几年的回交筛选培育中，我们将继续以田间筛选和室内检测分析相结合，综合各种性状，根据育种目标筛选优异后代系，以丰富选育品种的多样性。

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[9]李根英，夏先春，何中虎，等. CIMMYT新型人工合成小麦Pina和Pinb基因等位变异[J]. 作物学报，2007，33（2）：242-249.

[10]He Z H，Rajaram S. China/CIMMYT collaboration on wheat breeding and germplasm exchange： results of 10 years of shuttle breeding （1984-1994）[R]. Wheat Special Report No.46， Mexico， D F：CIMMYT，1997.

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