长江中下游安徽地区部分小麦品种（品系）穗发芽抗性分析

李志坤 时 萍 姜文武 胡凤灵

（六安市农业科学研究院 安徽六安237010）

小麦穗发芽（Pre-harvest sprouting，PHS）是指小麦收获之前遇到连续阴雨天气时籽粒在穗上发芽的现象，这是全世界小麦生产中都要面对的问题之一[1-3]，一旦发生穗发芽，不仅小麦产量降低，而且严重影响其品质和种用价值，给农业生产带来严重损失[4]，影响农民生产积极性。长江中下游冬麦区作为我国几大麦区中降水量较高的麦区之一，小麦穗发芽发生频繁，严重影响粮食生产的安全[5]。因此，选育并推广抗穗发芽小麦品种，对提升长江中下游小麦生产抗灾减灾能力，促进小麦生产有重要意义。笔者通过对目前长江中下游推广的部分小麦品种及新选育的小麦品系材料进行穗发芽抗性评价，旨在为提高长江中下游小麦生产能力提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试小麦材料共70 份（表1），其中目前长江中下游推广审定（认定）品种39 份，自选品系31 份，以易穗发芽的白皮小麦品种‘郑麦9023’为抗穗发芽对照。小麦品种和材料由国家小麦产业技术体系六安综合试验站及安徽省小麦技术体系六安综合实验站提供。供试材料于2019-2020 年种植于六安市农业科学研究院综合试验基地，在小麦开花后35～45 d 取样完成，以小麦籽粒成熟度为标准，每份材料在小麦籽粒成熟时一次性取样，选取成熟度一致的主茎穗10 个为一次重复，从穗下颈 15～20 cm 处剪取，3 次重复，贴标签并记录放入25℃恒温干燥培养箱中干燥1 周，再放入-20℃冰箱中待用。待材料全部采集完成，分批取出并重新放置于恒温干燥培养箱中干燥3 d，随后开始发芽鉴定试验。

1.2 试验方法

采用整穗发芽法，将剪取的3 次重复随机分好，分别于自来水中浸泡4 h，再用0.1%次氯酸钠溶液消毒5 min，然后在光照培养箱（22℃、100%RH）中培养96 h，随即在60℃烘箱中烘干。手工剥粒，以籽粒胚部表皮破裂为发芽标准，分别统计每组整穗的总籽粒数和发芽籽粒数。计算整穗发芽率（Germination percentage, GP）。同时，用同样的方法进行对照样品的测定。

1.3 数据统计与分析

1.3.1 计算及统计方法

①穗发芽率以“GP”计，数值以“%”表示，按公式（1）计算：

式中：n——10 个主穗发芽籽粒数，以“粒”表示；N——10 个主穗总籽粒数，以“粒”表示；计算结果精确到小数点后两位。

②相对穗发芽指数。相对穗发芽指数以“I”计，数值以“%”表示，按公式（2）计算：

式中：GP1——待检样品穗发芽率，以百分数（%）表示；GP2——对照样品穗发芽率，以百分数（%）表示。

结果以平均穗发芽指数表示，计算结果精确到小数点后两位。

按照表2 的标准，根据检测样品的相对穗发芽指数（I）确定其抗穗发芽性和等级。

表1 长江中下游70 份小麦材料

表2 小麦抗穗发芽性评价标准

1.3.2 数据处理方法 用SPSS 19.0 （SPSS Institute,Inc., Cary, NC, USA） 进行数据统计分析，Ward 法对整穗发芽率（GP）进行聚类比较,利用Excel 2016 进行数据处理和作图。

2 结果与分析

2.1 供试小麦材料的整穗发芽率聚类分析

运用Ward 法对70 份供试小麦材料的穗发芽率进行重新调整距离聚类合并分析，结果见图1，所有材料可分为以下3 类。

图1 供试70 份长江中下游麦区小麦材料的聚类分析

第一类材料包括‘明麦 133’‘WXZ1541’‘隆垦麦1 号’‘扬麦 16’‘扬麦 24’‘扬辐麦 6 号’‘扬辐麦7 号’‘华麦 1028’‘扬麦 15’‘农麦 126’‘扬麦 28’等11 种。该类材料的穗发芽率最低，且全部为红皮小麦材料，平均穗发芽率为9.80%，变异系数为0.29，说明此类小麦材料的抗穗发芽能力强，抗穗发芽表现稳定，在生产中具有很强得到抗穗发芽特性。

第二类材料包括‘WXZ1225’‘皖科 185’‘扬麦 22’‘ 宁 麦 13’ ‘ 镇 麦 11’ ‘WXZ0418’ ‘ 皖 麦 606’‘WXZ1548*F’‘WXZ1347’‘WXZ1521*F’‘WXZ1546’‘WXZ0962’ ‘WXZ0418-2’ ‘WXZ1220’ ‘ 苏 麦 11’‘糯 1019’‘WXZ1605’‘WXZ1671’‘WXZ1503’‘苏麦 188’‘WXZ1531-3’‘苏麦 10 号’‘WXZ1634’‘扬麦 20’‘宁麦 26’‘宁麦 21’‘WXZ1633’‘糯 1012’‘国红 6 号’‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘华麦 7 号’‘扬辐麦 8 号’‘扬麦 27’‘浩麦 1 号’‘WXZ1517*F’‘皖西麦 0638’‘WXZ1529’‘ 苏 隆 128’ ‘WXZ1532’ ‘ 镇 麦 9 号 ’ ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘镇麦 168’‘WXZ1531-1’等共 47 种。其中红皮小麦材料45 种，占95.74%，该类材料的平均穗发芽率较低，为22.30%，变异系数为0.19，说明此类小麦材料的抗穗发芽能力较强，在生产上具有较强的抗穗发芽特性。

第三类材料包括 ‘扬麦13’‘轮选22’‘轮选27’‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 扬 麦 25’ ‘WXZ1224-4’‘WXZ1221’‘亿麦 9 号’‘WXZ1508*F’‘罗麦 10 号’‘镇麦12’等种。该类材料穗发芽较为严重，，平均穗发芽率达到了40.00%，变异系数为0.11，表明这类材料抗穗发芽能力较差，容易遭受到穗发芽的灾害，成熟后期容易受到阴雨天气的影响，造成产量损失。

2.2 供试小麦材料的抗性等级及籽粒颜色分布

从图2 可以看出，在供试的70 个长江中下游小麦材料中，小麦穗发芽抗性达到“抗”（R）水平的材料有 18 种，占 25.71%；抗性达到“中抗”（MR）的材料有43 种，占 61.43%；感穗发芽 （S） 材料有 9 种，占12.86%。参试所有材料中红皮小麦有66 种，穗发芽抗性达到“抗”（R）的18 种材料全部为红皮小麦。所有参试红皮小麦材料中穗发芽达到 “中抗”（MR）水平及以上的共有58 种，占红皮小麦材料总数的87.88%，表明红皮小麦普遍具有较好的穗发芽抗性。参试的白皮小麦材料共有4 种，其中3 种材料的穗发芽抗性达到“中抗”（MR）水平，但是没有一种达到“抗”（R）水平。

图2 70 份小麦材料穗发芽抗性等级及籽粒颜色频率分布

2.3 供试小麦材料的穗发芽抗性分析

从70 份材料的相对穗发芽指数（表3）来看，品种间差异较大，范围为0.05～0.54，平均0.27。这些材料中，穗发芽抗性达到抗（R）级别的有‘扬麦28’‘农麦 126’‘华麦 1028’‘扬辐麦 6 号’‘扬辐麦 7 号’‘扬麦 15’‘扬麦 24’‘扬麦 16’‘隆垦麦 1 号’‘明麦 133’‘WXZ1541’‘浩麦 1 号’‘WXZ1547*F’‘皖西麦 0638’‘WXZ1529’‘苏隆 128’‘WXZ1532’‘镇麦 9 号’，平均相对穗发芽指数为0.14，这些材料中 ‘扬麦28’‘农麦 126’‘华麦 1028’‘扬辐麦 6 号’‘扬辐麦 7 号’表现最好，其相对穗发芽指数均不高于0.10。

穗发芽抗性达到中抗（MR）的有43 份材料，其平均 相 对 穗 发 芽 指 数 为 0.28，其 中 ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘WXZ1531-1’‘镇麦 168’‘国红 6 号’‘ 宁 麦 21’ ‘WXZ1633’ ‘ 糯 1012’ ‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘华麦 7 号’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘扬辐麦 8 号’‘扬麦 27’‘扬麦 20’‘宁麦 26’‘苏麦10 号’‘WXZ1634’等相对穗发芽指数均未超过0.25。需要注意的是 ‘WXZ1605’‘糯 1019’‘轮选 27’‘扬麦13’‘轮选22’这几种材料相对穗发芽指数均达到或者超过了0.35。

穗发芽抗性为感 （S） 的材料有‘WXZ1504’‘WXZ1315’‘镇麦 12’‘亿麦 9 号’‘WXZ1508*F’‘罗麦 10 号’‘WXZ1221’‘扬麦 25’‘WXZ1224-4’，平均相对穗发芽指数达到了0.48，其中‘罗麦10 号’‘扬麦25’这两个品种的相对穗发芽指数均超过0.48，分别达到 0.49、0.54。

3 结果与讨论

小麦穗发芽是一个复杂过程，受多基因控制，同时受环境影响较大。本研究通过整穗发芽法对长江中下游70 份材料进行穗发芽抗性特征评定，表明，目前长江中下游推广的品种（品系）整体穗发芽抗性较好，穗发芽抗性品种较多。参试的材料中，抗性达到中抗及以上的有61 种，占全部参试材料的91.43%。这可能与本次参试材料大多数为红粒小麦，而红粒小麦品种普遍休眠期较长，较耐穗发芽有关[6-7]。但本次试验也发现了一些抗性较差的材料，如：‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 镇 麦 12’ ‘ 亿 麦 9 号 ’‘WXZ1508*F’‘罗麦 10 号’‘WXZ1221’‘扬麦 25’‘WXZ1224-4’等。这说明目前长江中下游小麦品种（品系）间抗穗发芽能力仍有较大差异。

表3 70 份小麦材料的相对穗发芽指数及抗性等级

通过聚类分析可知，‘明麦 133’‘WXZ1541’‘隆垦麦1 号’‘扬麦 16’‘扬麦 24’‘扬辐麦 6 号’‘扬辐麦7 号’‘华麦 1028’‘扬麦 15’‘农麦 126’‘扬麦 28’等11 种品种（品系）抗穗发芽能力最好。而对各品种（品系）的相对穗发芽指数进行分析可得到，‘浩麦1 号’‘WXZ1547*F’‘皖西麦 0638’‘WXZ1529’‘苏隆 128’‘WXZ1532’‘镇麦 9 号’等 7 个材料得到穗发芽抗性也较好，达到了抗（R）级别。这些品种的抗穗发芽能力较强，穗发芽风险较小，在生产上及新品种的选育过程中应该着重注意对这些材料的推广及使用。

穗发芽抗性等级未达到中抗（MR）的材料包括‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 镇 麦 12’ ‘ 亿 麦 9 号 ’‘WXZ1508*F’‘罗麦 10 号’‘WXZ1221’‘扬麦 25’‘WXZ1224-4’等 9 种，此外通过聚类分析可知，‘扬麦13’‘轮选22’‘轮选27’等3 种材料的抗穗发芽能力也较差，整穗发芽率偏高。表明这些材料易受到穗发芽灾害的影响，在新品种的选育种过程中应注意规避这些材料，同时在生产上注意在小麦成熟后期及时抢收，减少阴雨天气的影响，从而避免因穗发芽造成的减产，保证小麦的产量和品质[8-9]。