湖北省近20年审定小麦品种的产量、品质性状及抗病性分析

张华崇，赵树琪，闫振华，黄晓莉，戴宝生，李 蔚

(黄冈市农业科学院，湖北黄冈 438000)

小麦是湖北仅次于水稻的第二大粮食作物，也是湖北重要的商品粮[1]。2019年湖北省小麦播种面积为101.77×104hm2，总产量为 390.68×107kg，面积和产量均居全国第七位，是我国小麦主产区之一[2]，为我国粮食安全作出了重要贡献。

随着全球人口急剧增长，提高产量潜力仍是小麦研究重点，但消费需求和气候多样化也对小麦品质和抗病育种提出了更高的要求。因此，研究小麦产量、品质及抗病性遗传改良对湖北省乃至全国小麦育种和生产具有重要意义。近年来，许多学者对不同小麦主产区小麦品种性状变化规律和趋势进行了研究。郭 瑞等[3]分析了1981-2012年河南省审定小麦品种的产量和主要农艺性状演变规律，发现供试小麦品种产量随年份推移稳步提高，株高随年份波动，整体呈降低趋势，认为半冬性品种选育应在保持当前有效穗数基础上，注重提高千粒重和增加穗粒数；春性品种选育应注重提高穗数，协同提高穗粒数和千粒重。马小飞等[4]对1997-2008年山西省审定的175个小麦品种分析，发现产量随着年份推移呈显著上升趋势，而品质没有显著变化，指出今后育种要品质与产量协同提高。郭凤芝等[5]对山东省2001-2017年审定的83个高产品种的主要农艺、产量和品质性状进行了分析，发现产量随年份推移呈显著上升趋势，品质相关指标变化不一致，提出中、多穗品种更适合山东省的气候和生产条件，要综合提高产量三因素来实现小麦高产。王汉霞等[6]统计了2006-2018年49个北京市审定的小麦品种产量性状，发现产量性状呈逐年递增趋势，提出在保持适中单位面积穗数的基础上，增加穗粒数和千粒重，兼顾品质和抗性的育种策略。蒋 进等[7]以2008-2018年四川省审定的100个小麦品种为研究对象，分析了其农艺性状和品质性状，发现产量和籽粒品质提升不同步，品种总体品质状况较差，且品质指标间不协调，亟需加强品质改良。佟汉文等[8]对2001-2016 年湖北省审定的 27个小麦的主要农艺性状进行了分析，提出了把增加有效穗数和千粒重、解决有效穗数和穗粒数间的矛盾作为当前湖北省小麦产量育种的主攻方向。品种系谱为深入揭示育成品种亲缘关系和性状变化趋势提供了信息，其中直接亲本对分析亲本构成、贡献及变化规律具有重要作用[9]。以上研究显示，不同地区小麦产量均取得了较大增加，但存在产量与品质提高不协同问题。当前湖北省小麦育种中面临着抗病性降低和品质略下滑等问题[10]。为此，本研究拟通过分析近20年湖北省育成的57个小麦品种产量、品质性状和抗病性，了解近年来育成品种性状及其变化趋势，以期为今后该地区小麦育种提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

为2001-2020年湖北省农作物品种审定委员会审定的57个小麦品种(表1)。其中“十五”期间审定15个，“十一五”期间审定14个，“十二五”期间审定5个，“十三五”期间审定23个。

表1 参试材料信息Table 1 Information of the test materials

1.2 数据来源

参试的57个审定品种主要性状的数据资料均来源于中国种业大数据平台(http://202. 127.42.47:6010/SDSite/Home/Index)。其中，产量相关性状包括株高、有效穗数、穗粒数、千粒重和产量；抗病性主要是对赤霉病、白粉病、条锈病和纹枯病的鉴定结果。为了使分析结果更加准确，当抗病鉴定结果抗性未明确，仅鉴定为“抗”或“感”时，不计入本数据分析。

1.3 数据处理

数据采用EXCEL、DPS7.5和SAS V8软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 产量性状分析

2.1.1 产量及其相关性状的分析

从图1可以看出，株高随年份推移呈明显下降趋势(图1A)。线性拟合结果表明，年平均降低0.65 cm，“十三五”期间审定品种平均株高为 81.60 cm，比“十五”期间审定品种平均株高降低了9.46 cm。有效穗数随年份推移呈升高趋势(图1B)，线性拟合结果表明，有效穗数年平均增加 6.33×104·hm-2，以鄂麦170有效穗数最高，达到561.00×104·hm-2，而穗粒数和千粒重随年份推移呈缓慢下降趋势(图1C和1D)。

育成品种产量逐年增加，年增产39.29 kg·hm-2(图1E)，这与有效穗数增加有关。在产量构成要素中，变异系数由大到小依次为有效穗数(12.19%)、穗粒数(8.55%)、千粒重 (7.17%)(表2)，这表明在该地区对有效穗数的改良空间较大，可以通过合理调控有效穗数进一步提高产量。

PH：株高；ES：有效穗数；KPS：穗粒数；TKW：千粒重；GY：产量。表2和表3同。PH:Plant height; ES:Effective spikes; KPS:Kernels per spike; TKW:Thousand kernel weight; GY:Grain yield. The same in tables 2 and 3.图1 小麦品种产量及其相关性状随年份变化趋势Fig.1 Change of wheat yield and relative traits with years

表2 小麦品种产量及其相关性状的变异分析Table 2 Variation analysis of wheat yield and relative traits

2.1.2 产量及其相关性状的相关和偏相关分析

相关分析结果(表3)显示，小麦产量与株高显著负相关(P<0.05)，与有效穗数、千粒重呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数表现为有效穗数(0.549 1)>千粒重(0.392 7)，穗粒数 (0.110 4)，与产量相关不显著。

表3 产量及其相关性状相关性和偏相关性分析Table 3 Correlation and partial correlation analysis of the yield and relative traits

偏相关分析结果表明，3个产量构成因素与产量均呈极显著正相关，相关程度为有效穗数 (0.821 0)>千粒重(0.811 8)>穗粒数 (0.783 6)，且各因素间均呈极显著负相关，表明产量构成因素间互相制约。

综上，从“十五”到“十三五”期间，湖北省审定小麦品种株高呈下降趋势，平均产量呈增加趋势，与有效穗数相关性最大。有效穗数和千粒重与产量极显著正相关，产量构成因素间显著负相关。

2.2 品质性状分析

根据国家标准《小麦品种品质分类》(GB/T 17320-2013)规定，将小麦按品质分为强筋、中强筋、中筋和弱筋四类。不同时期各类品质品种个数及所占百分比见图2。

图2 不同时期审定小麦品种的品质性状Fig.2 Quality traits of wheat varieties in different periods

“十五”期间育成的15个品种中，达到中筋和弱筋标准小麦品种数量分别为5和1个，各占本时期全部育成品种比例为33.33%和6.67%，其中，鄂麦103、鄂麦25、鄂麦19和鄂麦21因面团稳定时间小于3 min，未达到中筋标准。“十一五”期间育成的14个品种中，达到强筋、中筋和弱筋标准小麦品种数量分别为3、7和1个，各占该时期全部育成品种比例为21.43%、50.00%和 7.14%。 “十二五”期间育成的5个品种中，达到强筋、中筋和弱筋标准小麦品种数量分别为1、3和1个，各占该时期全部育成品种比例为20.00%、60.00%和20.00% 。“十三五”期间育成的23个品种中，达到强筋、中强筋、中筋和弱筋标准小麦品种数量分别为2、1、3和6个，各占该时期全部育成品种比例为8.70%、4.35%、13.04%和 26.09%，其中，庆麦101、襄麦75、兆丰8号和襄麦D31因面团稳定时间也小于3 min，未达到中筋标准，楚襄18和鄂麦398面团稳定时间未达到弱筋标准。

结果表明，近20年湖北省审定小麦品种品质主要以中筋为主，弱筋小麦所占比例呈逐步增加趋势。各时期均有未达到四类品质标准品种，主要受面团稳定时间的制约。

2001-2020期间通过审定的弱筋小麦品种有鄂麦426、龙麦169、鄂麦28、西铭318、鄂麦007、金乐1号、鄂麦580、鄂恩7号和华麦12共9个品种，其中“十三五”期间有6个品种，占全部弱筋小麦的66.67%。说明近20年来弱筋小麦育种在湖北发展快速。此外，楚襄1号和华麦1168达到国家强筋标准，强筋小麦也有了突破，小麦品质也更多样化。

2.3 抗病性分析

图3为不同时期育成小麦品种的抗病表现。赤霉病抗性方面(图3A)，供试品种均未表现高抗，主要以中感为主，“十一五”和“十三五”期间分别审定的鄂麦25号和龙麦169达到了中抗水平。白粉病抗性方面(图3B)，“十五”和“十一五”期间，各审定品种主要以中抗和中感为主，但“十二五”和“十三五”期间的品种以中感为主，“十三五”

图3 不同时期审定小麦品种的抗病性分析Fig.3 Disease resistance analysis of the approved wheat varieties in different periods

期间的品种均未达到中抗水平，高感品种占比较大，说明审定品种抗性有降低趋势。条锈病抗性方面(图3C)，各时期审定品种抗性多以中抗和中感为主，但近期有5个品种(西铭318、庆麦101、兆丰8号、鄂麦DH16和先麦8号)达到了高抗水平。纹枯病抗性方面(图3D)，各时期审定品种抗性多以中感和高感为主，抗性普遍较低。

分析抗病性鉴定结果发现，育成品种中，有的兼抗两种或三种病害，如：襄麦35、瑞星1号、豫麦51、鄂麦18、鄂麦19兼抗白粉病和条锈病，鄂麦20兼抗白粉病和纹枯病，鄂恩7号和鄂麦251兼抗白粉病、条锈病和纹枯病。总体上看，湖北省育成小麦品种缺少高抗赤霉病、白粉病和纹枯病品种，抗性水平有待提高。

2.4 高使用频率直接亲本统计分析

根据育成品种系谱分析发现(表1)，育成的57个小麦品种，共来自46个配置组合，其中，组合8811/贵农24-7//鄂麦19选育出了襄麦35和襄麦55，组合华矮01/川8910//华麦12/鄂麦12选育出了华麦1369和华麦1309。以育成品种≥4 个的亲本为依据，筛选出4个高使用频率直接亲本(表4)，其中，鄂麦426、龙麦169、西铭318、鄂麦007、金宛999、庆麦101、先麦8号和鄂麦596共 8个品种，均以郑麦9023为其亲本之一。利用高使用频率直接亲本郑麦9023、鄂麦12、华矮01和川8910育成品种主要集中于“十三五”期间，占全部审定品种24.56%，表明“十三五”期间湖北省审定品种遗传基础较狭窄。

表4 高使用频率直接亲本及育成品种Table 4 High frequency direct parents and approved varieties

3 讨 论

本研究对近20年湖北省审定的57个小麦品种产量及品种性状进行分析发现，育成品种产量逐年增加，年增产39.29 kg·hm-2；株高随着年份推移呈明显下降趋势，年平均降低0.65 cm；有效穗数随着年份推移呈升高趋势，年平均增加 6.33×104·hm-2，穗粒数和千粒重随年份推移呈缓慢下降趋势。郭凤芝[5]对2001-2017山东省审定小麦品种农艺、产量和品质性状演变分析表明，产量和有效穗数随年份推移均呈增加趋势，与本研究结果较为一致；而王玲燕等[11]对2013-2018年河南审定的83个半冬性小麦品种产量结构特点分析表明，产量逐年提高，除有效穗数外，穗粒数和千粒重均呈逐年上升趋势。以上研究结论差异可能与不同生态地区有关。本研究发现，湖北省育成品种产量构成要素中，变异系数表现为有效穗数>穗粒数>千粒重，说明有效穗数改良空间较大，可以通过合理调控有效穗数进一步提高产量。

相关性分析显示，小麦产量与株高显著负相关，可能因为适当矮化可提高小麦抗倒性，株高过高易倒伏，不利于获得高产。曹亚伟等[12]在河南省对30个冬小麦品种(系)株高进行分析，指出株高控制在70～80 cm利于高产。本研究偏相关分析结果显示，产量构成各因素与产量均呈极显著正相关，产量构成各因素之间呈极显著负相关。但不同学者对产量构成各因素与产量相关性研究结果却不一致。芦艳珍等[13]研究表明，山西南部旱地区试小麦产量构成因素与产量相关性为千粒重>有效穗数>穗粒数，马 庆等[14]研究结果表明，安徽省2014-2019年度小麦区试半冬性组284个品种产量构成因素与产量相关性为穗粒数>千粒重>有效穗数。赵 倩等[15]通过分析2006-2012年山东省审定高产小麦品种产量构成因素相关性，发现相关性为千粒重>穗粒数>有效穗数。本研究中，产量相关程度为有效穗数>千粒重>穗粒数。研究结论的差异可能与不同生态区域有关。本研究结果表明，针对湖北地区，小麦品种选育要在适当降低株高基础上，提高有效穗数和千粒重，兼顾穗粒数，同时协调三因素间关系。这启示育种者在选育过程中，要注重选择多穗型和大穗型，株高适中，同时产量构成因素协调发展的品种。

品质分析显示，近20年湖北审定小麦品种主要以中筋为主，弱筋小麦所占比例呈逐步增加趋势，近年来审定强筋小麦也有了突破，楚襄1号和华麦1168达到国家强筋标准，小麦品质也更多样化。湖北位于长江中下游，以亚热带季风气候为主，气候湿润、热量充足，适宜推广生产弱筋小麦[16]。2001-2020期间育成了9个弱筋小麦品种中，仅“十三五”期间育成了6了弱筋品种，占全部弱筋小麦的66.67%，说明弱筋小麦育种在湖北发展快速。目前面团稳定时间是制约小麦品质的重要因子，今后应把面团稳定时间作为品质育种主攻方向。

小麦赤霉病、白粉病、条锈病和纹枯病在我国具有大区流行性、危害严重性、暴发性的特点，严重影响小麦品种生产推广[17]。朱 光等[18]对湖北省审定和区试中493份品种(系)开展了抗病性鉴定，结果显示，参试材料抗性水平不高，特别是对赤霉病和纹枯病的抗性水平较低。本研究结果也发现，近20年湖北审定小麦品种缺少高抗赤霉病、白粉病和纹枯病品种，抗性水平有待提高。但部分品种表现兼抗多种病害，如鄂恩7号和鄂麦251兼抗白粉病、条锈病和纹枯病，在抗病育种具有较大应用价值。今后应加快引入新的抗源，挖掘新的抗病基因，采用聚合育种等手段逐步提高品种抗性，重点加强小麦赤霉病、白粉病和纹枯病等综合抗性品种选育。

品种系谱分析对育成品种亲缘关系和品种选育规律具有重要意义。本研究对57个审定品种直接亲本统计分析，发现4个高使用频率直接亲本郑麦9023、鄂麦12、华矮01和川8910育成品种主要集中于“十三五”期间，占全部审定品种24.56%，表明近期湖北省审定品种遗传背景较狭窄。因此，今后要加强不同来源种质资源收集、利用和创新，扩大和丰富现有小麦种质资源。