不同麦区小麦种质资源在鄂北岗地的品质表现及农艺性状分析

刘 莹，靳晓杰，凌 冬，左珍喜，谭 靖，龙小玲，温 亮，王立峰

（1.襄阳市农业科学院，湖北 襄阳 441057；2.河南省作物分子育种研究院，郑州 450002；3.湖北省农业科学院，武汉 430064）

小麦（Triticum aestivumL.）是湖北省的第二大粮食作物。近几年来，湖北省的小麦产量稳居全国第六位，湖北省小麦生产的稳定发展为全国粮食连续增产作出了重要贡献［1］。在解决小麦高产稳产之后，在小麦生产中对品种品质提出了新的要求。小麦品质改良已成为小麦育种工作的重要方向之一［2］。产量提升和品质改良是小麦育种中最重要的2 个目标。在过去的育种实践中，很难将产量和品质同时进行改良，有研究者认为二者之间存在负相关［3］。

为了摸清襄阳市农业科学院引进的小麦种质资源在鄂北岗地种植条件下的品质表现和农艺性状，本研究特针对本院226 份亲本材料进行了表型变异分析、相关性分析，以期通过大数据分析得出品质指标与农艺性状之间的相关性，并找到能准确、简便反映不同品种真实品质表现的考察指标，为本地优质高产小麦育种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种（系）为近年来湖北省襄阳市农业科学院生物技术实验室引进的具有早熟、丰产、抗病、优质等不同特点的品种（系）226 份，其编号、品种（系）、来源麦区见表1。

表1 试验材料的名称和来源麦区

续表1

1.2 试验方法

田间试验于2018—2019年在襄阳市农业科学院团山基地进行，3 行区，行长0.75 m，行距0.25 m，每行30 粒，人工条播，四周设置保护行。田间管理措施同标准大田栽培。

小麦落黄时调查各品种（系）的株高，收获后室内调查每穗粒数、穗长等性状。用自动数粒仪和千粒重仪测定各品种（系）的千粒重，用波通DA7200型近红外分析仪测定小麦子粒的容重和加工品质的相关指标。

1.3 数据处理

用Excel 软件进行数据整理和变异系数计算，用SPSS 软件进行数据相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种（系）主要农艺性状及品质性状的变异分析

对226 份不同麦区小麦品种（系）农艺性状和子粒品质进行描述统计，详见表2。在株高、千粒重、每穗粒数、小穗数、穗长等农艺性状中，变异系数的大小依次为每穗粒数>穗长>株高>千粒重>小穗数，这与孙华卫等［4］的研究结果一致。说明不同地区的小麦品种在襄阳市这一生态区种植，不同农艺性状的遗传多样性表现程度也各不相同。

由表2 可知，226 份不同麦区小麦品种（系）农艺性状中，株高的变化范围为54.00～120.00 cm，平均值为82.53 cm；穗长变化范围为6.50～14.50 cm，平均值为10.44 cm；小穗数变化范围为14.00～26.00个，平均值为19.61 个；每穗粒数变化范围为35.00～102.00 个，平均值为58.73 个；千粒重变化范围为33.28～62.03 g，平均值为49.52 g。郑威等［5］对长江流域小麦地方品种的农艺性状多样性分析结果中，株高变异系数较小，与本研究结论不同，其他农艺性状变异分析结果与本研究一致。可能由于地方品种，即农家种在人工选择的过程中会人为地淘汰一些株高偏高或偏矮的品种，导致株高的多样性会减少。而本研究中的小麦种质资源较为完整地保存了品种株高的多样性，株高的变异系数达到13.57%，穗长的变异系数略高于株高，为14.58%，每穗粒数变异系数达21.12%，反映出小麦种质资源的丰富性。

不同麦区小麦品种（系）子粒品质性状中，蛋白质变化范围为10.60%～19.42%，平均值为14.08%；湿筋变化范围为 20.80%～40.97%，平均值为30.10%；沉淀值变化范围为27.55～62.94 mL，平均值为44.47 mL；硬度指数变化范围为31.93～81.53，平均值为69.74；容重变化范围为756.00～833.00 g∕L，平均值为801.13 g∕L；吸水率变化范围为50.55%～67.46%，平均值为62.80%；形成时间变化范围为1.53～5.14 min，平均值为3.73 min；稳定时间变化范围为4.61～25.28 min，平均值为14.89 min；拉伸长度变化范围为128.16～224.05 mm，平均值为169.66 mm；拉伸面积变化范围为95.65～279.51 cm2，平均值为183.37 cm2；出粉率变化范围为64.79%～74.09%，平均值为69.95%。变异系数的大小依次为稳定时间>拉伸面积>形成时间>沉淀值>湿筋>拉伸长度>蛋白质>硬度指数>吸水率>出粉率>容重。赵鹏涛等［6］研究结果中，变异系数的大小依次为稳定时间>沉淀值>拉伸面积>湿筋>硬度指数>蛋白质>最大阻力>吸水率>容重，与本研究结论基本相似。

2.2 不同麦区小麦品种（系）主要农艺及品质性状的特点分析

不同麦区来源的小麦在株高、穗长、小穗数、千粒重、蛋白质、湿筋、沉淀值、容重、吸水率、形成时间、稳定时间、拉伸长度等性状上差异比较大，而在每穗粒数、硬度指数、拉伸面积、出粉率等性状上差异较小（表3）。对不同麦区来源小麦品种（系）的主要农艺及品质性状分析显示，北部冬麦区品种（系）的主要特点为株高最高、稳定时间最长，穗长最短、千粒重最低，蛋白质、湿筋较低；黄淮冬麦区品种（系）的主要特点为小穗数最多，吸水率较高，千粒重较高，株高最低，穗长、稳定时间较低；西南冬麦区品种（系）的主要特点为穗长最长，蛋白质、湿筋、沉淀值、形成时间、拉伸长度最高，千粒重较高，容重、吸水率、稳定时间较低；长江中下游冬麦区品种（系）的主要特点为千粒重、容重最高，小穗数最少，湿筋、沉淀值最低，形成时间、拉伸长度最短。以上结果表明，不同麦区来源的小麦品种（系）性状在襄阳市展现出不同的特点，多个性状表征值在不同麦区间差异达显著水平。

表2 226 份小麦品种（系）的农艺性状和品质性状

表3 4 个麦区小麦性状的平均值及标准差

2.3 简单相关分析

2.3.1 各农艺性状的相关性分析 由表4 可知，不同麦区小麦品种（系）农艺性状相关性分析结果表明，株高与穗长呈正相关（相关系数r=0.349），株高与千粒重呈正相关（相关系数r=0.178），均达到极显著水平，株高与小穗数、每穗粒数指标相关不显著。穗长与小穗数、每穗粒数、千粒重均呈极显著正相关，相关系数分别为0.235、0.422、0.205，小穗数与每穗粒数呈正相关（相关系数r=0.611**），达极显著水平。小穗数、每穗粒数与千粒重无显著相关性。

表4 农艺性状相关性分析结果

2.3.2 各品质性状的相关性分析 从品质性状相关性分析结果（表5）可以看出，不同麦区小麦品种（系）蛋白质含量与湿筋、沉淀值、形成时间、拉伸长度呈高度正相关，与硬度指数、吸水率、拉伸面积呈低度正相关，但均达到极显著水平；与稳定时间呈低度正相关，达到显著水平。湿筋与沉淀值、形成时间、拉伸长度呈高度正相关，与硬度指数、吸水率、拉伸面积呈低度正相关，但均达到极显著水平。沉淀值与形成时间、拉伸长度呈高度正相关，与拉伸面积呈中度正相关，与硬度指数、容重、吸水率、稳定时间呈低度正相关，但均达到极显著水平。硬度指数与吸水率呈高度正相关，达到极显著水平，该结果与郭军等［7］的研究结论一致；与形成时间、出粉率呈低度正相关，但均达到极显著水平；与稳定时间、拉伸长度呈低度正相关，与容重呈低度负相关。容重与拉伸面积呈中度正相关，与稳定时间、形成时间呈低度正相关，但均达到极显著水平。吸水率与形成时间呈中度正相关，与稳定时间、拉伸长度、拉伸面积、出粉率呈低度正相关，达到极显著或显著水平。形成时间与稳定时间、拉伸长度、拉伸面积、出粉率呈低度正相关，但均达到极显著水平。稳定时间与拉伸面积呈高度正相关，达到极显著水平。拉伸长度与拉伸面积呈极显著正相关。拉伸面积与出粉率呈显著正相关。

表5 主要品质性状间的相关性

3 讨论

容重综合反映了小麦子粒形状、整齐度、粒重、胚乳质地及含水量等［8］，是中国现行商品小麦收购的质量标准和定价依据［9］。本研究结果显示，容重与拉伸面积呈中度正相关，而稳定时间、最大抗延阻力、拉伸面积被作为小麦行业内最新品质分级标准中3 个重要指标。可见容重作为小麦质量标准是有一定科学依据的，且在实际检测中简单、便捷、容易操作。容重与出粉率的关系尚存争议，有的认为二者呈正相关，而有的认为二者相关不显著［8］。在本研究中，容重与出粉率的相关系数为0.252，相关程度较弱。

小麦农艺性状和品质性状指标众多，且各指标之间相关关系复杂。本研究对226 份小麦种质资源进行了系统的农艺和品质数据测试，并通过表现变异分析、相关性分析对各性状指标进行了多角度统计分析。

研究表明，小麦株高与蛋白质含量无关［10］，这与本研究结果一致。由此可认为，小麦株高与品质2 个性状基因控制位点并非紧密连锁，培育矮秆抗倒伏类型与培育优质高产小麦并不矛盾，二者的结合是优质育种的有效途径之一。

通过表型变异分析，可得出以下主要结论：①不同小麦品种在襄阳市的农艺性状表现为每穗粒数差异较大，小穗数、千粒重的差异较小。在有效穗数一定的情况下，可通过考察每穗粒数筛选出产量潜力较大的品种。②不同小麦品种品质性状指标中，稳定时间差异最大，容重的差异最小，在襄阳市选育优质小麦时，相比容重指标而言，稳定时间更能反映品种的品质优劣。

通过性状指标间的相关性分析，可得出以下主要结论：①各品质指标间均存在不同程度的相关性，其中蛋白质含量与湿筋、沉淀值、形成时间、拉伸长度呈高度正相关，均达到极显著水平，这4 对品质指标的相关系数分别为0.977、0.901、0.803、0.910。因此，在考察这些品质指标时，成对相关的指标只需要考察其中1 个即可，有利于提高多目标育种的亲本选配效果和育种水平［11］。②出粉率、容重等指标与其他品质指标的相关度很低，说明这些指标相对独立，在综合考评时需要单独归类进行评价。③株高、产量因素等农艺性状和品质性状无显著关联性。因此，在品质育种时，要从农艺性状和品质性状2 个方面来进行选育，二者结合才是优质育种的有效途径。