糯麥新品系臨糯7387的選育

張風琴，王向東，鄭海澤，王玉平

（山西省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究所，山西 臨汾 041000）

糯小麥品種選育的理論基礎(chǔ)，緣于Sano[1]在水稻淀粉性狀研究中的發(fā)現(xiàn)和Mc Donald等[2]對控制玉米直鏈淀粉合成的淀粉合成酶（Granule bound starch synthase，GBSS）的研究，也稱 Waxy蛋白的研究。Sano發(fā)現(xiàn)了水稻的Waxy蛋白，而McDonald明確了Waxy蛋白控制著玉米直鏈淀粉的合成。隨后，日本和澳大利亞學者們在小麥籽粒的胚乳中發(fā)現(xiàn)了Waxy蛋白[3-4]，并逐步明晰控制小麥Waxy蛋白合成的3對等位基因和位點，即 7AS 的 Waxy-A1，4AL 的 Waxy-B1，7DS 的Waxy-D1[5]。小麥Waxy蛋白亞基結(jié)構(gòu)和含量決定著小麥淀粉的組成結(jié)構(gòu)，在普通6倍體小麥材料中沒有找到同時缺失3個Waxy蛋白亞基的類型，這種類型理論上不能合成直鏈淀粉，屬全糯質(zhì)突變體，即糯小麥[6]。全糯淀粉的糯小麥資源必須靠人工合成分離才能獲得，其核心資源為關(guān)東107和內(nèi)鄉(xiāng)白火麥，中國農(nóng)業(yè)大學小麥遺傳育種實驗室利用內(nèi)鄉(xiāng)白火麥×關(guān)東107于2006年選育出我國第1個全糯小麥品種農(nóng)大糯麥1號，而后陸續(xù)選育出寧糯1號、白糯17和華糯1號等全糯小麥品種。

糯小麥是一種新型小麥[7]，支鏈淀粉含量≥99%（全淀粉）。糯小麥的突出特點是：黏度高，糊化溫度低，有很強的抗回生能力[8]，在一些領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值：（1）新型食品開發(fā)。一方面，糯麥籽粒可以直接加工成麥仁、麥片或其他膨化食品；另一方面，糯麥粉可以替代糯米粉等開發(fā)相應(yīng)的新型食品。（2）豐富面粉品種。糯麥淀粉的抗回生能力可以延長面包等烘烤食品的貨架壽命[9]，其獨特的糊化特性可大大改善面條、饅頭等蒸煮食品的食用品質(zhì)性狀，因此，糯麥可以作為特殊的制粉原料，生產(chǎn)更豐富的面粉品種[10]，更好地滿足市場需求。（3）增加淀粉工業(yè)原料來源。淀粉是黏合劑、制藥、農(nóng)業(yè)化學、清潔劑、生物可降解塑料等行業(yè)中的重要原料[11]。糯小麥具有小麥的面筋蛋白和特有的淀粉結(jié)構(gòu)，集糯淀粉的黏性、麥粉容易揉和成型的加工品質(zhì)于一身，營養(yǎng)價值高、口感品質(zhì)好，是很好的開發(fā)新型食品的原料，是改良現(xiàn)有食品品質(zhì)的絕好添加材料，可解決速凍食品的保鮮問題，有延長烘烤面食貨架時間的特性[11]，具有極高的食品工業(yè)、輕工業(yè)利用價值和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)前景[12-14]。

糯小麥資源的成功構(gòu)建，使得利用弱冬性糯質(zhì)小麥資源與當前廣泛種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)冬性小麥品種雜交[15]，采用回交轉(zhuǎn)育的辦法，結(jié)合糯性淀粉特有的生化標記技術(shù)、保護地快繁加代技術(shù)，篩選新型的優(yōu)質(zhì)冬性糯小麥種質(zhì)，選育適宜北方冬麥區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的強筋糯性冬小麥品種成為一種便捷可行的商業(yè)化育種途徑。

1 材料和方法

1.1 材料

糯小麥種質(zhì)材料BN012000年引自中國農(nóng)業(yè)大學小麥品質(zhì)育種實驗室，遺傳背景為wx-A1，wx-B1，wx-D1這3個基因型，表現(xiàn)全糯性，植株高大，分蘗力強，莖稈較軟，抗寒、抗旱力較差；晉麥47號引自山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所小麥旱地育種室，為山西省南部旱地主推品種，同時也作為旱地區(qū)域試驗的對照品種。

1.2 方法

（1）以晉麥47號為母本、BN01為父本進行常規(guī)雜交；選擇F2全糯性籽粒的優(yōu)良單株回交晉麥47號。（2）點播回交世代種子，最大限度地繁殖分離世代的種子。（3）破損籽粒毛冠，采用KI-I2溶液染色，鑒定全糯籽粒；破損籽粒用無菌土育苗，三葉期定植，選優(yōu)良單株保留全部種子。（4）混合保留F3～F4種子，在旱地生產(chǎn)條件下點播，連續(xù)篩選2代，選擇后代株的抗凍性與耐旱性。（5）選擇優(yōu)良單株籽粒，F(xiàn)5～F6按株系種植選擇，選擇后代株的農(nóng)藝性狀、綜合抗病能力、群體生產(chǎn)特性。（6）優(yōu)良株系進行多點鑒定，獲得具有生產(chǎn)利用價值的新型全糯品系。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種選育

2.1.1 雜交組合 臨糯7387的雜交組合為（晉麥47號/BN01）F2/晉麥47號。

2.1.2 雜交方式 常規(guī)雜交，F(xiàn)2與普通小麥進行回交。

2.1.3 選育過程 2003年選擇全糯優(yōu)良單株，2004—2005年連續(xù)旱地單株選擇2代，2006—2007年株系系選，2008年鑒定株系（圖1）。

2.2 品比試驗及區(qū)域試驗結(jié)果

2009年進行品比試驗，該品系為全糯性冬小麥新品系。冬性，幼苗半匍匐，長勢較強，葉色呈深綠，株高為98～103 cm，旗葉上舉，公頃成穗408.0萬穗，穗長紡錘狀，穗長9～12 cm，長芒，穗粒數(shù)34～52粒，黃粒。千粒質(zhì)量41.8 g，一般公頃產(chǎn)4275 ～5475 kg，具有6750 kg/hm2以上豐產(chǎn)潛力?？逛P病、白粉病，綜合抗性較好。

2010—2011年參加山西省南部旱地區(qū)域試驗，結(jié)果列于表1、表2。

由表1，2可知，臨糯7387的生育期較對照品種晉麥47號長0～6 d，株高略高于對照，分蘗能力較對照低5.0%，有效分蘗率比對照高3.2%。臨糯7387的穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量與對照晉麥47號相當，公頃穗數(shù)較對照晉麥47號減少5.3%，而公頃穗數(shù)變異較大，主要是受試驗點環(huán)境影響，各試點產(chǎn)量變幅為1927 .5～4299 .0kg/hm2。結(jié)合試驗點生產(chǎn)生態(tài)條件分析，臨糯7387品系比較適合在山西省南部肥旱地種植，不適應(yīng)瘠薄旱地的強烈逆境壓力。

表1 臨糯7387的農(nóng)藝性狀

表2 臨糯7387的產(chǎn)量性狀

2.3 籽粒和面粉品質(zhì)

臨糯7387籽粒表現(xiàn)蠟質(zhì)、紅皮，是品質(zhì)優(yōu)良的糯麥粉生產(chǎn)原料。經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）測試，基本參數(shù)：硬度44.3，出粉率68.4%，容重804 g/L，粗蛋白（干基）13.69%，支鏈淀粉（占淀粉）99.32%，濕面筋27.5%，Zeleny沉淀值9.5 mL；粉質(zhì)儀分析：吸水量66.5 mL/100g，面團形成時間2.2 min、穩(wěn)定時間0.9 min，弱化度204 F.U，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)27 mm，評價值31；拉伸儀分析：最大拉伸阻力70E.U，延伸性191 mm，能量17.5 cm2，R/E值為0.37。另外，硒含量0.039 mg/kg，鋅含量29.5 mg/kg。

3 討論

（1）臨糯7387選育中，母本采用了當?shù)卮竺娣e生產(chǎn)的骨干品種晉麥47號，父本選用糯性較好的全糯種質(zhì)BN01，將F2分離的糯小麥植株回交晉麥47號（晉麥47號占75%的遺傳基因）有效保證了后代對干旱脅迫的適應(yīng)能力；選擇過程中，F(xiàn)3～F4世代旱地混合選擇，較大程度取得當代群體，有意識地增加選擇壓，有效保留了后代品系的抗旱、抗寒性；F5～F6世代采用水地株系選擇，進一步加快了穩(wěn)定系群體數(shù)量，適當保留了品系的豐產(chǎn)潛力。

（2）臨糯7387植株較開張，旗葉略大，穗下節(jié)長度較大，主莖穗下節(jié)生長正常時可達30～33 cm，主莖穗較晉麥47號高5～8 cm，一級分蘗穗與晉麥47號相等，次級分蘗穗較晉麥47號低2～3 cm，從外觀看，穗層厚，較好地改善了群體的光、氣通透能力；莖稈粗壯，韌性好，抗倒力較強。

（3）臨糯7387與普通小麥品質(zhì)相比，粗蛋白含量較低，濕面筋含量、沉降值與普通麥粉大體相當，但其吸水量大、面團形成時間和穩(wěn)定時間較短、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)較高、面粉評價較好，偏弱筋。臨糯7387籽粒較軟，面粉最大拉伸阻力、延伸性、能量指標明顯優(yōu)于普通麥粉。

（4）臨糯7387選育實踐證明，采用優(yōu)良普通小麥品種與糯麥資源雜交，并通過糯性選擇后進行有限回交，能快速改善糯麥農(nóng)藝性狀、提高糯小麥品種產(chǎn)量能力，從而加快糯小麥市場化發(fā)展的速度。

［1］Sano Y.Differential regulation of waxy gene expression in rice endosperm[J].Theor Appl Genet，1984，68：467-473.

［2］Mc Donald F D，Preiss J.Partial purification and characterization of granule bound starch syntheses from normal and waxy maize[J].Plant Physical，1985，78：849-852.

［3］Clark J R，Robertson M，Ainsworth C C.Nucleotide sequence of a wheat cDNA clone encoding the waxy protein[J].Plant Mol Biol，1991，16：1099-1100.

［4］Nakamura J，Yamamori M.Nodak，size variation of Wx genes in wheat mutants lacking waxy protein （in Japanese）[J].Jpn J of Breed，1994，44：259-262.

［5］Zhao X C，Shapp P J.An improved ID-SDS-PAGE methed for the identification of three breed wheat waxy protein[J].J Cereal Sci，1996，23：191-193.

［6］姚大年，張文明，王昌初，等.小麥推廣品種與糯性系雜交后代糯小麥材料選擇的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，35（12）：3514-3528.

［7］張風琴，鄭海澤，張紅芳，等.優(yōu)質(zhì)冬性糯小麥轉(zhuǎn)育研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2008，36（3）：19-20.

［8］陳新民.糯小麥（Waxy Wheat）研究進展[J].麥類作物學報，2000，20（3）：82-85.

［9］李中安.糯小麥研究初報 [J].麥類作物學報，2001，21（2）：95-96.

［10］何中虎.糯小麥的研究概況[J].作物雜志，1999（2）：7-9.

［11］李繼剛，梁榮奇.糯性普通小麥的產(chǎn)生及其淀粉特性研究[J].麥類作物學報，2001，21（2）：10-13.

［12］鄭海澤，張風琴，姬虎太，等.糯質(zhì)麥粉理化加工特性及配粉研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2009，37（5）：72-74.