赤峰地区不同粒色糜子品种表型差异分析

2022-11-18张立媛琦明玉李志光张杰潘磊赵敏张富丽

作物研究 2022年5期

张立媛，琦明玉*，李志光，张杰，潘磊，赵敏，张富丽

(1 赤峰市农牧科学研究所,内蒙古赤峰 024031；2 赤峰市农牧业综合检验监测中心,内蒙古赤峰 024031)

糜子(Panicum miliaceumL.) 禾本科黍属(Panicum miliaceum)内的一个二倍体(2n＝36)栽培种,一年生草本植物,自花授粉作物[1]。籽实去壳为糜米,有粳性、糯性之分,粳性为糜(直链淀粉含量占总质量的7.5%以下),糯性为黍(直链淀粉含量占总质量的0.5%以下)[2-3]。糜子的特点是生育期短,适播期范围广,耐干旱、瘠薄、盐碱,是我国干旱半干旱地区主要粮食作物之一[4]。内蒙古地区粳性糯性糜子都有种植,其中西部地区以粳性糜子为主,鄂尔多斯种植面积最大,约占全区粳性糜子面积的50%。中、东部地区以糯性糜子为主,以赤峰种植面积最大,占全区糯性糜子面积的30%以上[1]。目前对糜子研究主要局限在育种栽培等方面,对糜子的营养指标、粒色等方面研究不多。郑楠楠等分析了8 个黍子品种的营养成分,结果表明不同黍子品种间主要品质指标的差异性显著[5]。韩浩坤对淀粉及蛋白质动态变化及差异显著性也有研究[6]。2016 年冀佩双也对糜黍中淀粉的理化性质、氨基酸和γ-氨基丁酸含量的差异性进行研究[7]。除此之外,申瑞玲等在食品开发方面,对糜子的营养生理功能特性进行了研究[8]。2019 年,琦明玉等对糜子粒色、米色与脱壳难易程度进行了研究[9]。糜子籽粒常见的颜色是褐色、白色、红色、黄色、灰色、复色等6 色。本文将针对糜子籽粒颜色,将其分类,在赤峰地区进行试验,对表型性状进行分析,以为丰富糜子遗传多样性、促进糜子育种及品种更新换代、保障产业可持续发展等提供优良种质资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料

内蒙古赤峰市农牧科学研究所糜子研究中心种质资源库共有资源880 余份,2021 年从中选出褐色、红色、白色、灰色、黄色、复色糜子材料各5 份,共30 份试验材料,具体材料名称及编号见表1。试验地为水地,土质为沙壤土,前茬作物为玉米,肥力中等。田间试验采取随机区组排列,行长4 m,行距0.45 m,5 行区,小区面积9 m2,3 次重复。栽培管理同大田。所有材料均在5 月8 日播种。

表1 糜子籽粒颜色分类及编号Table 1 The classification and numbering of millet seed color

1.2 田间调查及室内考种项目

主要调查生育期、主穗长、叶片数、单株粒质量、单株草质量、千粒质量、出米率、小区产量。调查方式:选择每小区长势基本一致的5 株进行标记,按以下要求测量计算,取5 株平均值。

出苗期:幼苗出土后目测成行的日期；成熟期:70%以上的籽粒变硬、呈现本品种特征的日期；生育期:出苗到成熟的天数；主穗长:穗基部到穗顶端的长度；叶片数:抽穗后主茎叶片数；单株粒质量:单株主穗和分蘖穗脱粒后的籽粒质量；单株草质量:单株切去穗和根后的茎、叶质量；千粒质量:风干后1 000粒成熟种子的质量；出米率:单株米粒占籽粒质量的比率；小区产量:小区实测产量。

1.3 营养指标及测定方法

每份材料脱壳成米100 g 备用,营养指标于2022 年1 月在山西农业大学统一测定。

干基脂肪:称取试样1.0～5.0 g,采用索氏脂肪提取器测定。

干基蛋白:称取试样0.2～0.3 g,采用半微量凯氏定氮法测定。

干基碳水化合物:称取试样1.0～3.0 g,采用蒽酮比色法测定总糖含量,换算出干基碳水化合物总量。

2 结果与分析

从表2、3 可知,30 个品种生育期表现差异显著。生育期在74.3～105.3 d 之间,相差31.0 d,其中灰-5(小青糜)最短为74.3 d,复-4(苏子白)和复-5(焦顶软糜)最长为105.3 d。根据黍稷种质资源描述规范和数据标准将生育期分为特早熟(＜90 d)有17 个,早熟(90～100 d)有8 个,中熟(100～110 d)有5 个。

表2 赤峰地区不同颜色糜子品种表型比较分析(上)Table 2 Comparative analysis of phenotypes of different color broomcorn millet varieties in Chifeng

续表2

30 个品种的主穗长表现差异显著。变异幅度在16.1～59.0 cm 之间,相差42.9 cm,其中褐-3(黑鹅头)最短为16.1 cm,灰-1(东乡朵麻糜)最长为59.0 cm。30 个品种中主穗长＜20.0 cm 的有2个,在20.0～50.0 cm 之间的有23 个,＞50.0 cm 的有5 个。

30 个品种的叶片数表现差异显著。变异幅度在10.3～16.7 片之间,相差6.4 片,其中灰-4(老树皮黍子)、黄-5(伊选黄糜)和红-3(冀黍3 号)最少,为10.3 片,红-4(静宁红燃糜)最多,为16.7 片。30 个品种中＜15 片的有26 个,＞15 片的有4 个。

30 个品种的单株粒质量表现差异显著。变异幅度在7.4～43.1 g 之间,相差35.7 g,其中褐-3(黑鹅头)最轻,为7.4 g,红-4(静宁红燃糜)最重,为43.1 g。30 个品种中＜15.0 g 的有14 个,在15.0～30.0 g 之间的有14 个,＞30.0 g 的有2 个。

30 个品种的单株草质量表现差异显著。变异幅度在11.1～57.6 g 之间,相差46.5 g,其中灰-2(粘糜子)最轻,为11.1 g,红-2(灵合红粘糜)最重,为57.6 g。30 个品种中＜15 g 的有7 个,在15.0～30.0 g 之间的有23 个,＞30.0 g 的有5 个。

30 个品种的千粒质量表现差异显著。变异幅度在3.7～8.9 g 之间,相差5.2 g,其中白-4(晋黍8号)最轻,为3.7 g,白-5(赤黍2 号)最重,为8.9 g。根据黍稷种质资源描述规范和数据标准,将千粒质量分为特小粒型(＜5.5 g)的有5 个,小粒型(5.6～6.5 g)的有6 个,中粒型(6.6～7.5 g)的有10 个,大粒型(7.6～8.5 g)的有8 个,特大粒型(＞8.5 g)的有1 个。

30 个品种的出米率表现差异显著。变异幅度在61.7%～84.7 %之间,相差23.0%,其中红-3(冀黍3 号)最低,为61.7%,复-3(紫杆白)最大,为84.7%。根据黍稷种质资源描述规范和数据标准,将出米率分为低(＜75.0 %)的有10 个,中(75.0%～85.0 %)的有20 个。

30 个品种的小区产量表现差异显著。变异幅度在0.5～3.3 kg 之间,相差2.8 kg,其中褐-3(黑鹅头)产量最低,为0.5 kg,灰-4(老树皮黍子)产量最高,为3.3 kg,折合产量高于3 000 kg/hm2的有2个,分别是老树皮黍子和大粒糜子,产量低于750 kg/hm2的有3 个。

从表4 可知,30 个糜子品种脂肪含量表现差异显著。脂肪含量在3.51%～4.83% 之间,相差1.32%,其中复-2(晋黍9 号)脂肪含量最低,为3.51%,褐-5(大粒糜子)脂肪含量最高,为4.83%。30 个糜子品种中脂肪含量＞4.5%的有5 个。

表4 赤峰地区不同颜色糜子品种营养品质比较分析Table 4 Comparative analysis on nutritional quality of different color millet varieties in Chifeng %

30 个糜子品种淀粉含量表现差异显著。淀粉含量在70.91%～80.25%之间,相差9.34%,其中灰-5(小青糜)淀粉含量最低,为70.91%,复-5(焦顶软糜)淀粉含量最高,为80.25%。30 个糜子品种中淀粉含量＞75.0%的有18 个。

30 个糜子品种蛋白质含量表现差异显著。蛋白质含量在8.84%～13.78%之间,相差4.94%,其中黄-5(伊选黄糜)蛋白质含量最低,为8.84%,灰-5(小青糜)蛋白质含量最高,为13.78%。30 个糜子品种中蛋白质含量＞11.0%的有11 个。

3 讨论

3.1 不同颜色糜子品种主要表型性状的差异分析

试验将30 个糜子品种按粒色分为6 类,探究不同粒色间的差异性。但本试验中的30 个糜子品种主要表型性状均差异显著,且大多数性状按粒色分类研究,规律性不明显,说明糜子品种特性相对于其他谷子类杂粮表现出较明显的品种差异性特质,且不宜在种壳颜色上进行简单归类。但灰色糜子品种总体相较于其他颜色生育期偏短；单株粒质量方面,灰色和褐色总体偏轻。在现实中,白色、黄色和红色糜子在生产中所占比重较大,常见的这3 种壳色的糜子品种基本上均经过人工改良,生育期偏向于适应大田生产。而灰色、褐色和黑色糜子品种所占比重较小,基本上属于资源类品种。

3.2 不同颜色糜子品种营养物质含量的差异分析

对糜子营养物质分析可知,30 个糜子的营养物质含量表现差异显著,所有糜子品种均表现出在相同碳水化合物含量与蛋白含量间呈负相关性,说明碳水化合物含量越高的糜子蛋白质含量相对较低。前人在对不同谷子品种营养成分分析时均得出相似结论,即碳水化合物与蛋白质含量呈极显著负相关、与灰分呈显著负相关,与水分呈正相关[10]。