热带地区小麦不育的品种间差异分析

孟自力 闫延梅 许辉 闫向泉 朱倩 倪雪峰 朱伟

摘 要 将从国内部分区域搜集到的12种小麦分别于10月和2月下旬以及5月和7月上旬播种，并对其结实率进行调查，分析不同特性小麦品种在减数分裂期因遇到高温而造成不育的差异。结果表明：减数分裂期遇到高温结实率较低，种植区域的温度和环境直接影响结实率。秋季播种小麦时，河南品种在减数分裂期日高温和日低温分别处在22.4和12.0℃左右时，结实率为62%～79%；陕西品种的减数分裂期日高温处在20～24℃，低温处在12.0℃左右时，结实率为42%～71%。同样是春小麦，同热带或亚热带地区生长的品种相比，引进的品种处于减数分裂期且遇高温时结实率明显降低，热带小麦生育品种的亲本可选择范围大大缩小。

关键词 热带 ；小麦不育 ；品种 ； 差异

中图分类号 S512.1 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.04.014

Abstract Twelve varieties of wheat collected from parts of China were sown in the late October and February， early May and July， and their seedset rates were observed to analyze the differences of wheat varieties under the high temperature in the meiosis stage. The results showed that the seedset rates of all the wheat varieties were low under the high temperature in the meiosis stage， and that the temperature and environment had a direct effect on the seedset rate. In the period of sowing wheat in autum， with the diurnal high and low temperature of Henan varieties around 22.4℃ and 12.0℃ during the meiosis， the seed setting rate ranges between 62% and 79%； When the diurnal high temperature of Shanxi varieties is around 20～24℃ and the diurnal low temperature 12.0℃ during the meiosis， the seed setting rate is in the range of 42%～71%. The seedset rates of the wheat varieties introduced were obviously low when compared with the varieties in the tropical and subtropical areas， which was not favorable for parent selection for breeding of tropical wheat.

Keywords tropical ； male sterile wheat ； varieties ； differences

在熱带地区种植小麦可能会使小麦产生耐热性。就耐热性本身而言，它属于一种模糊的定义，确切来讲，应该将其看作是生育时期的概念。针对小麦减数分裂期在高温条件下不育的问题也曾经有过相应的报道。然而，却未明确各个品种间不育存在的差异。鉴于此，文中搜集了全国各地12种小麦，并且对这些品种在减数分裂期遇到高温而产生的不同结实率展开了调查。

1 材料与方法

1.1 材料

从全国范围内搜集到了12个小麦品种，包括6个半冬性小麦品种（西农979、小偃926、矮抗58、西农889、陕麦139、商麦156）和6个春性小麦品种（镇麦11号、宁麦22、克春6号、津强7号、拢春25号、武春7号）。选取生育期相近的主播小麦，分别于2014年10月18日、2016年2月27日、5月6日以及7月8日将其种植在海南省乐东县利国镇试验田内。试验地块为两合土质、水地，撒施优质纯鸡粪750 kg/hm2，供试地块的土壤（0～20 cm）有机质、全氮、碱解氮、有效磷和有效钾含量分别为2.4 g/kg，0.17 g/kg，89.6 mg/kg，43.1 mg/kg和120.3 mg/kg，pH 7.02。

1.2 方法

各个品种种植了若干垄（行距为24 cm，垄宽为75 cm），株距是4 cm，各垄播种了20粒种子（每米50粒）。在各个品种中挑选1株小麦对其穗中部位7～10枚小穗第一、二小花的结实率、抽穗期、株高、穗长以及穗粒数等进行调查。抽穗前5天（10～14日）温度的平均值是减数分裂期的温度[1]。尿素按照基追比为5∶5，分2次施用，施用量为180 kg/hm2；过磷酸钙与氯化钾在基肥中一次性施入，施用量均为100 kg/hm2。分别于播种前10天浇底墒水，其它管理同一般高产麦田。

2 结果与分析

结果显示，随着播种期的推后，生长发育情况也随之变化，其中株高和穗长都相继变短，抽穗的天数缩短。5～7月期间种植的一些品种不结实，特别是在7月种植的品种更加不结实。另外，从12个小麦品种在5月种植的结实率所呈现出来的地理分布情况可以看出，变化的幅度从彻底不结实到结实率为62%。

2.1 半冬性小麦的性状

表1为半冬性小麦品种在5月与7月种植之后未抽穗的6个品种另外在10月和次年2月播种的情况。10月种植的穗粒数是25到42粒，結实率是42%到79%，并且各个品种之间的结实未存在较大差异。10月播种的半冬性小麦中，河南品种的减数分裂期日高温和日低温分别处在22.4℃和12.0℃左右时，结实率为62%～79%，其中商麦156结实率较高；陕西品种的减数分裂期日高温处在20～24℃，低温处在12.0℃左右时，结实率为42%～71%，其中陕麦139结实率较高，小偃926仅为42%。然而，在2月份种植的西农979、矮抗58和西农889这3个品种几乎完全不育。相比较而言，陕西品种陕麦139的穗粒数是21粒，结实率是50%，各个品种之间存在着明显的差异。这6种小麦的抽穗期是5月18日到6月6日，陕麦139与商麦156这2个品种均属于成熟较晚的品种，不管减数分裂期是否处在气温最高的条件下，都具有非常好的育性。

以上6个品种种植区域周围典型地点每月的最高和最低气温差异显著。其中，最高气温是指日最高气温的月平均值，最低气温是指日最低气温的月平均值。亚热带地区的最高气温是24℃，最低气温是13℃；热带地区的最高气温是34℃，最低气温是18℃。种植地区的气温会影响结实率[2-5]。本研究中种植小麦的河南商丘、河南新乡、陕西杨凌、陕西关中等4个地区的年平均温差分别是12.3、18.1、21.0和25.1，其中，河南商丘温差明显小很多，可见小麦品种对环境（尤其是温度）具有较强的适应性。

2.2 春性小麦品种的性状

表2为5月与7月播种的已经抽穗的6个春性小麦品种的性状汇总。春性小麦品种镇麦11号、宁麦22、克春6号、津强7号、拢春25号以及武春7号中大多数同半冬性小麦品种一样，即生长情况受高温影响，如在7月种植的克春6号生长发育情况不良，在5月与7月种植会由于气温较高而导致其彻底不育。然而，拢春25号与武春7这2个品种却具有很好的育性。

以上6个品种种植区域周围典型地点每月的最高和最低气温差异显著。镇麦11号、宁麦22、克春6号所在地江苏7月最高和最低气温分别是37.4与25.7℃；津强7号所在地天津7月最高和最低气温分别是34.3与24.6℃；拢春25号所在地陕西的7月属于一年当中最热的1个月份，其最高和最低气温分别是36.3与26.6℃；武春7号所在地甘肃的7月最高和最低气温分别是33.6与18.7℃[6]。与此同时，云南在7月的最高气温是24℃，最低气温是11～13℃；三亚在7月份的最高气温达到了31℃，最低气温达到了21.3℃。

由此可见，尽管将春小麦品种播种在高温的培育地区，也不会严重影响到其穗粒数和结实率。相关学者曾指出，热带地区的小麦品种受温度的影响会产生不同的反应，比方说，由海南培育生成的小麦品种，由于此地区的气温太高，因此产量较低，甚至仅为16 t/hm2，然而，这却是在高温区域种植小麦取得成功的案例之一。除此之外，还有学者指出，减数分裂期如果处于干旱期，就会造成不育。但是，本研究过程降雨量十分充足，未出现由于干旱而导致的不育现象，因此，可以确定是由于高温的因素而造成的不育。鉴于此，在热带和亚热带地区培育小麦品种时一定要对亲本原产地的气候条件加以充分考虑，尤其是温度。

3 讨论与结论

小麦品种在高温条件下可能发生不育。引起小花退化的外在因素较多，如温度太高或者太低，土壤干早，光照不充足和养分的缺失等都会导致小花退化。因此，本研究从全国范围内搜集到了12种小麦，并且针对各种小麦在减数分裂期遇到高温而造成不育的差异展开了探讨。研究结果表明，减数分裂期处于高温条件下的结实率会明显降低，10月播种的半冬性小麦中，河南品种的减数分裂期日高温和日低温分别处在22.4℃和12.0℃左右时，结实率为62%～79%；陕西品种的减数分裂期日高温处在20～24℃，低温处在12.0℃左右时，结实率为42%～71%。同样是春小麦，引进的品种同热带或者是亚热带地区生育的品种相比，高温条件下的减数分裂期明显降低了结实率，从而不利于热带和亚热带小麦品种的亲本选择。由此可见，高温是导致小麦不育的主要原因，这就要求在热带地区培育小麦品种时一定要充分考虑到亲本原产地的气温。另外，国内相关专家通过大量研究发现，减数分裂期处在高温条件下时结实率低，结实率因栽培地区的环境条件而异；秋播小麦品种减数分裂期处在一定温度下时几乎完全不育；同为春小麦，引进的品种与热带或亚热带的的品种相比，减数分裂期遇高温时结实率显著降低[7-10]，此结论与本研究一致。因此，目前在国内冬性小麦品种的南繁加代工作以及当地小麦品种的培育上都应该注意当地温度与小麦品种生育地温度之间的差异。

参考文献

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