49个春小麦品种在甘肃河西灌区的表现分析

郭莹 王勇 杨芳萍 刘忠元

摘要：为了丰富甘肃省春小麦品质育种的基因库，2018年从澳大利亚、国内宁夏及内蒙古等地搜集引进春小麦材料49份，在武威黄羊镇设置了引种试验，对其主要农艺性状和产量进行鉴定评价的结果表明，有1份材料未拔节，其余48份材料均正常成熟，抽穗期为5月26日至6月12日。各农艺性状存在丰富的遗传变异，不育小穗数的变异系数（38.75%）最大，可育小穗数变异系数（9.36%）最小;千粒重的多样性指数（2.02）最大，株高（1.79 cm）最小;聚类分析将供试材料分为4个类群，依据田间表现和农艺性状筛选出了产量高、长势好，抗病性强的优质种质武春10号、陇春30号、巴09-520、甘春20号。

关键词：种质资源;中澳春小麦;引种鉴定;河西灌区

中图分类号：S512.1        文献标志码：A        文章编号：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

種质资源是指具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型，包括地方品种、引进品种、近缘植物、人工创造的各类食物类型等，是优异基因的载体，也是现代育种的物质基础[1 ]。作物育种成效的大小，首先，很大程度上取决于掌握种质资源数量、性状表现极其遗传规律的研究深度。由于育种工作者总是按照一定育种目标，沿着一定育种方向进行选择，选择的时间越长，强度越大，品种的遗传基础也就越窄[2 ];其次，杂交育种中使用的亲本集中到对当地条件最能适应、综合性状最好、配合力最佳的少数几个品种上，导致众多品种之间的亲缘相近，杂种优势不突出[3 - 4 ];第三，随着耕作栽培制度的改革，农田生态环境条件差异日益缩小，致使许多作物的多样性变异失去了生存条件。在现代育种取得显著成就的同时，品种遗传基础呈现日益变窄趋势，使作物种质资源搜集和保存的重要性愈益突出[5 ]。通过国外种质资源的引入和利用是增加变异基础，提高小麦产量稳定性的主要途径[6 ]。我们从本省、国内其他省份以及澳大利亚西澳大学搜集引进春小麦品种49份，在河西灌区试种，以筛选适宜灌区种植的高效高抗小麦新品种，丰富甘肃省春小麦种质资源，尤其是丰富春小麦品质育种基因库。

1   材料与方法

1.1   试验材料

2018年搜集了甘肃、内蒙古、宁夏育成春小麦品种43份，引进澳大利亚春小麦6份，详见表1。

1.2   试验区情况

试验设在甘肃农业科学院黄羊场，武威黄羊镇位于北纬37° 40′ 8″、东经102° 51′ 19″，海拔1 760 m，全区域平坦开阔，整个地势由西南向东北倾斜，境内未见较大陡崖和深谷。地层单一，土壤为黄黏土。该镇地处亚欧大陆腹地的中温带干旱区，属大陆性气候，干旱少雨，紧靠腾格里沙漠边缘，太阳辐射强，光照充足，降水稀少，蒸发量大。年平均气温7 ℃，历史最高气温39.5 ℃，最低气温-26.5 ℃，年平均降水量160 mm，蒸发量2 020 mm，最高年日照时数     2 532.7 h，最低年日照时数1 664.5 h。试验地前茬作物小麦，基肥施尿素300 kg/hm2、磷酸二铵450 kg/hm2、有机肥75 m3/hm2，施追肥尿素105 kg/hm2。冬前灌水1次，生育期（拔节期和开花期）浇水2次，人工除草2次，施农药防治蚜虫2次。

1.3   试验方法

试验采用完全随机区。3月21日播种，每份种植5行，行长2 m，行距0.2 m，小区面积2 m2，2次重复。田间记载生育期、株高，成熟后每份材料随机取样20穗考种，考种调查性状包括：穗长、小穗数、穗粒数，千粒重，小区产量。

1.4   数据处理

試验数据采用 Microsoft Excel 2007进行分析，用软件SPSS18. 0 对数量性状进行聚类分析，选择系统聚类中的组间联结法，度量标准为平均Euclidean距离对品种进行聚类。多样性指数分析中，将每个性状分为10级，按第1级[Xi  < （X -2 s）]到第10级[Xi >（X+2 s）]，每0.5 s 为1级，每1级的相对频率（ Pi）用于计算遗传多样性指数，计算公式为：H′=-∑Pi×LnPi。式中，Pi为某性状第i级别内材料份数占总份数的百分比[7 ]。

2   结果与分析

2.1   抽穗期

临麦35号未拔节，没有抽穗，没有后续试验数据。其余48份材料均能正常成熟，抽穗期为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%。部分陇春系列品种、甘春系列品种抽穗较早，银春5号、定西42号、会宁19号抽穗期较晚。来自澳大利亚的品种抽穗期较甘肃品种晚，在6月2号左右。

2.2   农艺性状

从表3可知，参试材料株高为63.67～130.17 cm，平均91.69 cm。多数材料株高为80～100 cm，占总数的70.83%;株高为80～90 cm的有26份材料（图1）;株高为60～80 cm的材料有4份，分别是WWAU21、陇春33、WWAU23、宁春4号，株高在120 cm以上的有陇春39号、银春5号、会宁19号、陇春35号、定西42号。

从表3可知，穗长为5.83～11.17 cm，平均9.18 cm。国外小麦最短，7 cm左右;陇春33号、陇春34号穗长最长，分别为11.10 cm、11.17 cm。多数材料穗长为8～11 cm，占总数的77.08%（图2），穗长8～9 cm的有9份、9～10 cm的有16份、10～11 cm的有12份。

从表3可知，可育小穗数为12.33～18.33个，平均15.94个。来自国外的6份材料可育小穗数较少，为12～14个，WWAU30的可育小穗数平均14.67个。武春8号、酒春11号、武春7号、陇春33号可育小穗数最多，在18个以上。具有14～15个可育小穗数的材料6份，具有15～16个可育小穗数的材料10份，具有16～17个可育小穗数的材料14份，具有17～18个可育小穗数的材料9份，分别占12.50%、20.83%、29.17%、18.75%（图3）。

从表3可知，穗粒数为26.80～49.83粒，平均穗粒数39.15粒。引自国外的6份材料穗粒数较少，在30粒左右。国内品种会宁19号穗粒数最少，平均为29.55粒;临麦36号穗粒数最多，平均49.83粒。穗粒数为30～35粒的材料9份、35～40粒的13份，40～45的19份，45～49的5份，分别占18.75%、27.08%、39.58%、10.42%（图4）。

千粒重为32.65～59.13 g，平均千粒重49.84 g。国外材料千粒重最轻，国内品种中来自临夏农业科学研究所的06-066-12千粒重最低，平均为42.81 g;陇春35号千粒重最重，平均59.13 g。高于平均水平的材料有25份，占总数的52.08%。各段千粒重频率见图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，分别占12.50%、37.50%、29.17%、18.75%。

2.3   产量

由表3可知，48份材料的折合产量为  3 109～6 265 kg/hm2，平均产量4 959 kg/hm2。其中，临麦36号产量最低，武春10号产量最高。高于当地主栽品种宁春4号的材料有23份，占总数的47.92%。武春10号、陇春30号、巴09-520、甘春20号居参试品种的前4位，折合产量分别为6 265、6 215、6 123、6 034 kg/hm2;WWAU21、会宁19、临麦36折合产量较低，居后3位，分别为   3 625、3 468、3 109 kg/hm2。折合产量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，分别占6.25%、18.75%、43.75%、22.92%、8.33%（图6）。

2.4   多样性指数分析

供试材料间各性状的变异情况存在较大差异。由表4可知，不育小穗数的变异系数最大（38.75%），变异幅度为0.33～2.33个;其次为株高（15.92%），变异幅度为 63.67～ 130.17 cm;可育小穗数的变异系数（9.36%）最低，变异幅度为12.33～18.33个。各性状变异系数从大到小依次为：不育小穗数、株高、穗长、产量、穗粒数、千粒重、可育小穗数。分析 7个农艺性状的遗传多样性表明，千粒重的多样性指数（2.02）为最高，株高的多样性指数最低（1.79）。各性状的遗传多样性指数从大到小依次为：千粒重、产量、穗粒数、不育小穗数、可育小穗数、穗长、株高。可见，本次引进种质的遗传多样性较为丰富。

2.5   聚类分析

对48份春小麦品种的8个农艺性状（抽穗期、株高、穗长、可育小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重、产量）指标，采用SPSS18.0统计软件，选择系统聚类中的组间联结法，度量标准为平均Euclidean距离进行聚类，结果见图7和表5。在距离7的地方，48份春小麦分为四大类。第一类包含7个品种，分别是定西42号、会宁19号、甘春27号、银春9号、银春5号、陇春39号、陇春35號，表现为株高最高（平均121.48 cm），穗长最长（平均9.70 cm），不育小穗数最多（平均1.62个），千粒重最高（平均53.94 g）;第二类仅有1个品种，为来自澳大利亚的WWAU21，是1份异质材料，株高矮、千粒重低，产量低;第三类包含4个品种，分别是陇春27号、甘春25号、定丰17号、06-066-12，表现为株高较高（平均103.42 cm），可育小穗数最多（平均16.42个），产量最高（平均5 322 kg/hm2）;其余36个品种为第四类，表现为株高中等，千粒重较高，产量较高。在距离5的地方又分类A、B两个亚类，其中来自澳大利亚的5个品种聚为图中B亚类，剩余31个甘肃育成品种聚为A亚类，B类群品种较A类群穗长短，可育小穗数、穗粒数少，千粒重轻、产量低。当地主栽品种宁春4号在聚类图a亚类中，此类共有20个品种，这些品种与宁春4号在农艺性状上差异不明显。我们聚类分析的依据是遗传距离，计算依赖调查性状的表型数据。农艺性状是数量性状，由环境因素和遗传因素共同决定。为了更准确地把握该套资源的遗传多样性基础，通过聚类分析与分子标记相结合的方法会更加精确的评价种质资源[8 ]。

3   结论与讨论

对49个春小麦品种在甘肃河西灌区的表现分析的结果表明，1份材料未拔节，其余48份材料均正常成熟，抽穗期为5月26日至6月12日。各农艺性状存丰富的遗传变异，不育小穗数的变异系数（38.75%）最大，可育小穗数变异系数（9.36%）最小，千粒重的多样性指数（2.02）最大，株高（1.79 cm）最小。聚类分析将材料分为4个类群，依据田间表现和农艺性状筛选了武春10号、陇春30号、巴09-520、甘春20号4个产量高、长势好，抗病性强的优质种质。

在小麦的幼穗分化发育过程中，温度是一个非常重要的生态因子。小穗原基分化形成期对低温敏感，花粉母细胞到花粉粒形成期（大约挑旗期）需要一定的高温条件满足花粉每细胞发育，如果气温低于18～20 ℃，会影响小穗和小花的形成[9 ]。开花—灌浆期的天数越多，日温差越大，小麦籽粒千粒重越重[10 ]。灌浆期光照总量的减少，尤其是弱光，不利于小麦光合物质的生产和分配，影响籽粒灌浆导致产量下降[11 ]。武威市黄羊镇纬度高，前期气温比较低，幼穗分化不足，小穗数和穗粒数少，但地势开阔平坦，光照充足，灌浆期降雨量小，籽粒饱满，千粒重高，6个国外小麦材料在武威市黄羊镇均表现较差。株高63～88 cm，WWAU21显著低于当地主栽品种宁春4号，其余5个材料与宁春4号相当。但穗长、小穗数、穗粒数、千粒重均较低，排在引进49份材料的最末位。而在北京地区春播澳大利亚品种，表现矮秆、 粒重较高、 晚熟和穗粒数较少[12 ]。国外春小麦一般5月播种，10月收获，引入河西灌区后因前期生长期缩短，穗长、小穗数、穗粒数等大幅度下降，后期灌浆期温度高，灌浆期短。国外材料籽粒小、千粒重低，产量潜力未能充分发挥，而其籽粒为红色，硬质，透明度高，以品质著称，可以用于改良当地品种的品质，扩展品质育种亲本资源。

在小麦育种工作中，种质资源是育种的基础，国内外各类育种单位应当加强优质种质资源的交流[13 - 16 ]。扩大春小麦基因库，扩展育种亲本资源，利用种质资源的远近结合，并根据育种目标进一步改良、创新、培育更多的高产、优质春小麦新品种，是甘肃省春小麦育种工作者努力的方向。

参考文献：

[1] 张天真.  作物育种学总论[M].  北京：中国农业出版社，2003.

[2] 董玉琛，郑殿升.  中国小麦遗传资源[M].  北京：中国农业出版社，2000.

[3] 郝晨阳，王兰芬，张学勇，等.  我国育成小麦品种的遗传多样性演变[J].  中国科学C辑（生命科学），2005（5）：27-34.

[4]郭瑞林，路志芳，吴秋芳，等.  小麦育种目标性状几种权重确定方法的比较[J].  麦类作物学报，2014，34（8）：1049-1053.

[5] 蒲艳艳，宫永超，李娜娜，等.  中国小麦作物遗传多样性研究进展[J].  中国农学通报，2016，32（30）：7-13.

[6] 庄巧生，董玉琛，郑殿升.  国外小麦品种在中国的利用[J].  中国农学通报，1994（1）：36-40.

[7] 孙允超，王光禄，王怀恩，等.  引入的美国小麦种质主要农艺性状的遗传多样性分析[J].  中国农学通报 2018，34（33）：1-6.

[8] 张广旭，樊继伟，孙中伟，等.  澳大利亚小麦种质资源遗传多样性分析[J].  安徽农学通报，24（20）：123-125.

[9] 马翎健，何蓓如.  小麦幼穗分化研究进展[J].  湖北农学院学报，1999，19（3）：272-275.

[10]张金帮.  气候条件对小麦生长发育及籽粒产量的影响[D].  泰安：山东农业大学，2006.

[11]闫素辉，李文阳，杨安中，等.  弱光对小麦花后旗叶光合及籽粒灌浆的影响[J].  麦类作物学报，2011，31（1）：77- 81.

[12] 刘三才，李为喜，朱志华，等.  新引进澳大利亚小麦品种农艺和品质性状的分析[J].  中国农学通报，2003（6）：73-75.

[13] 宋维富，杨雪峰，赵丽娟，等.  引进俄罗斯小麦种质资源的应用价值分析[J].  黑龙江农业科学，2019（8）：161-162.

[14] 杨立军.  122份国外小麦种质资源的抗白粉病和赤霉病鉴定[C]//中国植物病理学会.  中国植物病理学会2015年学术年会论文集，北京：[出版社不详].  2015：1.

[15] 杜久元，李金昌，张耀辉.  引进国外种质对甘肃陇南小麦生产和条锈病控制的作用[J].  中国种业，2011（8）：12-15.

[16] 郭   嫔.  引进国外小麦品种和我国部分冬小麦品种的遗传多样性比较研究[D].  杨凌：西北农林科技大学，2007.

（本文责编：陈    珩）