冬小麦种质资源丰产抗旱性表型鉴定及分析

郭鹏燕　任杰成　赵吉平　许瑛　岳忠孝　张瑞栋

摘要 [目的]研究干旱胁迫对冬小麦农艺性状及产量的影响，以及不同小麦种植资源的抗旱性和丰产性差异。[方法]设置了大田条件下设置灌溉和干旱2个处理，调查了50个小麦品种的株高、穗长、穗粒重、千粒重等13个性状，对不同品种的相关指标进行分析。[结果]在不同的环境条件下，有效穗数、穗粒数、穗粒重变异较大，说明不同处理下主要通过穗部因子来影响产量;在干旱处理下，有效穗数、最高茎数与抗旱系数、抗旱指数呈极显著正相关，说明提高有效穗数、最高茎数是提高干旱条件下产量的主要途径，可作为抗旱鉴定指标。[结论]中麦4072、长麦6686、晋太9923的抗旱指数与抗旱系数均较高，说明这3个品种兼顾丰产与抗旱，可以作为抗旱丰产优选亲本。

关键词 冬小麦;抗旱性;丰产性;表型鉴定;种质资源

中图分类号 S512.1+1文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）21-0020-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.007

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Identification and Analysis of Drought Resistance Phenotype of Winter Wheat Germplasm Resources with High Yield

GUO Pengyan， REN Jiecheng， ZHAO Jiping et al

（Institute of Industrial Crop， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Fenyang， Shanxi 032200）

Abstract [Objective]To study the influence of drought stress on winter wheat agronomic traits， as well as the yields and drought resistance differences between varieties. [Method] Irrigation or drought treatments were carried out in the field， and 13 traits of 50 different wheat varieties were investigated， including plant height， spike length， grain weight per spike， 1 000grain weight. Relavant index of different varieties were analyzed. [Result] Under different environmental conditions， effective ears， grains per panicle， grain weight per per panicle had relatively great variation， indicating that the yield was mainly affected by the panicle factor under different treatments. Under the drought treatment， effective ears， the highest tillers showed extremely positive correlation with drought resistance coefficient and drought resistance index， which indicated that increasing effective ears and the highest stems were the main way to increase yield under drought condition and these two index could be used as drought resistance identification index. [Conclusion] Zhongmai 4072， Changmai 6686 and Jintai 9923 showed relatively high drought resistance coefficient and drought resistance index， indicating that they could be used as the parents of high yield and drought resistance.

Key words Winter wheat;Drought resistance;Fertility;Phenotypic identification;Germplasm resources

基金項目 山西省农业科学院院攻关项目（YGG17046）;山西省农业科学院农业科技成果转化与示范推广项目（2018CGZH-18）。

作者简介 郭鹏燕（1982—），女，山西文水人，副研究员，硕士，从事小麦的遗传育种与栽培工作。

收稿日期 2019-04-11;修回日期 2019-05-04

干旱是世界上最严重的自然灾害之一。其形成原因虽主要由降水少而引起，但也与自然环境因素和人类社会因素有关[1]。小麦是我国主要的粮食作物，在农业生产及国民经济中占有重要地位[2] 。山西地处黄土高原，干旱少雨，生态环境脆弱，因此保护生态、节水发展是山西省农业发展的必由之路。小麦种植的历史久远，是山西最重要的粮食作物[3]，当前山西省农业发展面临资源约束收紧、旱作品种选育滞后等问题，筛选或培育抗旱小麦品种是解决干旱问题最有效的途径之一[4-5]。为了适应山西小麦各生态区气侯条件及现阶段农业发展的需要，育种工作者选育出一批新品种，但新品种在抗旱、高产方面仍没有重要突破。抗旱性是干旱半干旱地区小麦育种的主要目标性状，而及时准确地对小麦品种抗旱性做出鉴定是筛选抗旱小麦品种和选育小麦品种的基础[6]。卫云宗等[7]进一步证明了水旱不同环境下交叉选择方法用于抗旱、高产型小麦新品种选育的有效性。因此，在不同水分条件下评价抗旱性对小麦抗旱高产育种具有重要意义。鉴于此，笔者研究了50份冬小麦品种农艺性状及产量的相关性和差异性，筛选水、旱条件下产量抗旱系数、抗旱指数表现显著或极显著相关的农艺性状，并进行聚类分析，从而鉴定不同小麦品种的抗旱性及丰产性，旨在为冬小麦抗旱节水育种亲本选配和种质资源利用、旱作良种攻关提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2017—2018年在山西省农业科学院经济作物研究所小麦试验田（37°27′N，111°25′E）进行，试验田所处位置年平均气温10.1 ℃，日照 2 619.9 h，无霜期平均为185.8 d。年平均降水量为469.2 mm，历年生育期降水172.5 mm，该试验小麦生育期降水为231.3 mm，略高于常年降雨量。

1.2 试验材料

供试材料为山西省农业科学院经济作物研究所从各地征集的42份试验品种及8份本所种质资源中优秀骨干品种，来源于我国的4个省 10个市（县）共计50份材料，资源编号、材料名称及来源详见表 1。

1.3 试验方法

试验采用随机区组设计，3次重复，小区长2.0 m，宽2.6 m，小区面积5.2 m2，每小区种10行，水旱同日于10月5日按450万/hm2 基本苗开沟撒播。并分别于4月12日、5月5日和5月27日对水地进行灌溉，其他管理水旱地一致按常规措施进行。

在小麦出苗13 d时，定点数基本苗，拔节前期数最高茎数，成熟时在前期定点部位数有效穗数，按平均值计算折合公顷数。对小麦各个生育期记载，并计算小麦的营养生长期与生殖生长期。成熟后在每小区随机选20株测定株高，并计算平均值，并在每小区选取中间4行随机拔取20株，对穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重进行室内考种。成熟时，分小区实收，按平均值计算折合产量。

1.4 数据分析 采用DPS 7.05及Excel 2003进行数据数据统计和分析。

安徽农业科学 2019年

2 结果与分析

2.1 农艺性状及产量的变异分析

从表2可知，与干旱处理相比，灌溉处理的有效穗数高93.37个，有效分蘖率高12.3%，株高高11.2 cm，产量高1 731.89 kg/hm2;2种处理的变异系数由高到低依次均为产量>有效穗数>最高茎数>穗粒重>穗粒数>株高>穗长>有效分蘖率>千粒重>基本苗>生殖生长期>营养生长期>全生育期，说明产量在不同材料不同处理下变异均较大，全生育期在不同材料不同处理下变异小，表现稳定。

2.2 农艺性状及产量抗旱系数、抗旱指数的相关性分析 由表3可知，在灌溉处理下，产量与最高茎数、有效穗数呈极显著正相关，说明适时灌溉有助于提高分蘖的成穗数，从而提高总产量。产量与株高、千粒重、穗粒数达到极显著正相关，相关系数依次为0.36、0.44、0.34。抗旱系数与产量、最高茎数、有效穗数呈极显著负相关。抗旱指数与抗旱系数呈极显著正相关。

由表4可知，在干旱处理下，产量与最高茎数、有效穗数、有效分蘖率呈极显著正相关，相关系数依次为0.67、073、0.43，与株高呈极显著正相关，与千粒重呈显著正相关，相关系数为0.33;抗旱系数与产量呈极显著正相关，相关系数为0.51，与最高茎数、有效穗数、有效分蘖率呈极显著正相关，抗旱指数与产量、抗旱系数呈极显著正相关，相关系数分别为0.86、0.87，与最高茎数、有效穗数、有效分蘖率呈极显著正相关，相关系数依次为0.60、0.66、0.42。

3 结论与讨论

3.1 农艺性状及产量的差异分析

产量指标是育种、栽培追求的共同目标，产量的高低又取决于作物的生长发育情况。对50个品种产量构成因素在干旱和灌溉处理下的遗传变异分析，结果显示2种处理下产量的变异都较大。产量是多性状累加的共同结果，只有产量性状的协调发展，才能达到高产。赵红梅等[8]研究表明，干旱处理下小麦品种株高、穗长、总小穗数、结实小穗數、单株干物重等较对照（灌溉处理）均有所下降，但多数供试品种在干旱处理中的收获指数比对照（灌溉处理）高，这与该研究中多数供试品种收获指数均低于灌溉处理的结论有一定的差异，可能与选择的品种和环境有一定的关系。在不同的环境条件下，有效穗数、穗粒数、穗粒重变异也较大，说明不同处理主要通过穗部因子来影响产量。此外，灌溉与干旱的平均值比较可以看出，2种处理下株高差异较大，损伤程度也较重，株高是反映作物生物产量的重要指标，也说明了生物产量决定经济产量，可以作为抗旱性鉴定的重要指标，这与王相权等[9]的研究结果一致。千粒重差异较小，受干旱胁迫较小，这也与许海霞等[10]结论基本相似。

3.2 灌溉处理下农艺性状及产量抗旱系数、抗旱指数相关分析

产量与最高茎数、有效穗数相关性较高，说明适时灌溉有助于提高冬小麦分蘖的形成，促进分蘖的成穗数，从而提高小麦总体产量。最高茎数和有效穗数2个性状与抗旱系数表现为极显著负相关，因此最高茎数、有效穗数是提高灌溉条件下小麦产量的主要性状。

3.3 干旱处理下农艺性状及产量抗旱系数、抗旱指数相关分析

就作物生产来说，干旱胁迫条件下，实际产量是衡量品种抗旱性最直接的鉴定指标[11]。干旱处理下，产量与有效穗数和最高茎数呈极显著正相关，说明影响干旱产量的主要因素是有效穗数和最高茎数，

穗数是冬小麦干旱条件下产量提高的关键，其次是最高茎数，它是产量的重要指标。前人也对小麦抗旱的形态学性状进行了大量研究，结果显示有效穗数可以作为小麦种质资源抗旱性划分的重要依据[12]。抗旱系数、抗旱指数均与最高茎数、有效穗数呈极显著正相关，说明提高最高茎数、有效穗数是提高干旱条件下产量的主要途径。

该研究采用自然干旱，能反映作物在田间生产的实际情况，但结果易受气候和环境因素的制约和影响。由于仅进行了1年试验，因此研究结果有待进一步检验。

今后应加强多年多点次研究，积累丰富数据，为山西省抗旱丰产冬小麦品种的选育提供参考。

参考文献

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