CIMMYT小麥種質(zhì)在山東麥區(qū)產(chǎn)量和品質(zhì)性狀評價及利用

李豪圣等

摘要：本試驗對226份CIMMYT小麥種質(zhì)的產(chǎn)量構(gòu)成因素、籽粒品質(zhì)、面筋特性、面團揉混特性和淀粉糊化特性等進行了研究分析。結(jié)果表明：226份CIMMYT小麥種質(zhì)的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個，與當?shù)刂魍破贩N濟麥22相當；穗粒數(shù)平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個；千粒重平均為38.7 g。籽粒硬度較高，>90的有22份，最高為97。 82.8%的材料其籽粒蛋白含量在12.5%～14.5%之間。大部分材料的沉淀值在37～46 ml之間，最大值為64.5 ml；沉淀值>40 ml的材料占66.9%，其中7份材料的沉淀值在60 ml以上。濕面筋含量變異幅度較大，在25.7%～57.2%之間；干面筋值的變異幅度較小，大部分材料集中在10～13 g，最大值為18.4 g；面筋指數(shù)高，>94%的材料占66.2%；篩選出濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g、面筋指數(shù)在94%以上的材料10份。揉混儀參數(shù)峰值寬度變異幅度較大，在180～440 B.U.之間，有51份材料的峰值寬度>300 B.U.；8 cm峰寬分布集中在70～180 B.U.，最寬達320 B.U.；衰落角分布集中在6°～16°；篩選出峰值寬度300 B.U.以上、8 cm峰寬190 B.U.以上且衰落角<10°的材料7份。淀粉RVA糊化特性的峰值粘度分布集中在2 800～3 400 cP之間，最高值達3 887 cP；稀懈值集中在900～1 200 cP；回升值集中在1 200～1 500 cP；篩選出峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的材料42份。篩選出的這些材料可作為山東省小麥育種和品質(zhì)改良的優(yōu)異親本，并且部分材料已被用于小麥育種中。

關(guān)鍵詞：CIMMYT小麥種質(zhì)；產(chǎn)量性狀；品質(zhì)特性

中圖分類號：S512.102文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）02-0017-06

國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）育成的小麥品種（系）以春小麥品種聞名于世，育成品種的豐產(chǎn)性好，植株較矮、株型緊湊、較抗倒伏，品質(zhì)較好，抗病性強，適應(yīng)性廣[1]。20世紀70年代我國已開始CIMMYT小麥種質(zhì)在中國春小麥地區(qū)的適應(yīng)性研究，并認為CIMMYT 小麥可在新疆和云南直接推廣應(yīng)用，其它春麥區(qū)可作雜交親本[2]。隨后，姚金保等[3]和袁漢民等[4]對CIMMYT 小麥在江蘇和寧夏等地區(qū)的表現(xiàn)和利用也進行了初步分析[3，4]。張勇等[5]的研究進一步確定了CIMMYT 小麥品種可在云南、青海和新疆直接推廣種植；內(nèi)蒙古、甘肅和寧夏為次適宜地區(qū)，可以直接推廣應(yīng)用，但主要用作雜交親本；在黑龍江以做雜交親本為宜。CIMMYT小麥種質(zhì)的品質(zhì)相關(guān)性狀如蛋白品質(zhì)性狀[6]、高分子量谷蛋白亞基[7]、Waxy蛋白類型及淀粉糊化特性[8]、Pina和Pinb基因等位變異[9]等也得到深入研究。

近幾十年來，在CIMMYT中國辦事處（北京）的努力下，中國小麥生產(chǎn)區(qū)與CIMMYT 開展了積極的穿梭育種及合作交流研究。每年有1 000 余份CIMMYT小麥材料引進并在國內(nèi)不同麥區(qū)種植觀察和作為親本進行新品種培育[5]，全國不同麥區(qū)的小麥育種工作者到CIMMYT 學習交流，參與小麥田間育種的選拔工作、室內(nèi)品質(zhì)分析及相關(guān)性狀基因的分子標記研究。同時，CIMMYT小麥育種者也在利用中國小麥與CIMMYT種質(zhì)配制組合，培育新品種（系）。目前，黑龍江、內(nèi)蒙古、寧夏和新疆等春麥區(qū)利用CIMMYT 小麥作雜交親本育成的品種達140多個，這是我國春麥區(qū)小麥品種改良中對CIMMYT 種質(zhì)有效改造和利用的突出表現(xiàn)[10]。CIMMYT小麥種質(zhì)在中國春小麥育種中的廣泛應(yīng)用，不僅豐富了中國春小麥品種的遺傳資源，而且對提高小麥產(chǎn)量、改善品質(zhì)、增強抗病性、促進小麥品種的更新?lián)Q代等做出了較大貢獻[11]。但CIMMYT小麥種質(zhì)在冬麥區(qū)育種中的利用還很欠缺，這主要是由于引進種質(zhì)與當?shù)仄贩N存在冬春性差異。

國外優(yōu)異種質(zhì)資源的引進鑒定和利用一直是小麥育種者進行品種改良及拓寬小麥遺傳基礎(chǔ)的主要途徑之一。近年來，筆者加強了對引進國外優(yōu)異種質(zhì)尤其是CIMMYT小麥種質(zhì)的適應(yīng)性試驗研究，對引進種質(zhì)的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、抗逆性和品質(zhì)等多個方面進行詳細地觀察研究和分析。本試驗對2011年引進的226份CIMMYT小麥種質(zhì)的產(chǎn)量構(gòu)成因素、籽粒品質(zhì)、面筋特性、面團揉混特性和淀粉糊化特性等進行了測定和統(tǒng)計分析，旨在篩選出適用于山東冬麥區(qū)小麥新品種培育的優(yōu)異親本材料，從而豐富現(xiàn)有的育種遺傳資源，擴大遺傳基礎(chǔ)，提高選育品種的多樣性。

1材料與方法

1.1試驗材料

2011年經(jīng)CIMMYT中國辦事處（北京）/中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所引進CIMMYT普通小麥材料226份，每20行種1行當?shù)刂髟云贩N濟麥22（對照），供試材料共238份。于山東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所試驗田（濟南）種植，試驗地土壤肥力中等，行長2 m，雙行區(qū)人工點播。田間管理、播種時間與山東省小麥區(qū)（預(yù)）試同步進行，材料單收單曬單藏備用。

1.2試驗方法

產(chǎn)量性狀：每份材料隨機取20穗，數(shù)其小穗數(shù)和穗粒數(shù)，計算各自的平均值；收獲晾曬后，利用SKCS4100型單粒谷物特性測定儀測定千粒重。

品質(zhì)特性測定參照劉愛峰等[12，13]的方法。所有樣品采用德國Brabender Junior 實驗?zāi)ブ品?。利用SKCS4100型單粒谷物特性測定儀測定籽粒硬度；用DA7200型近紅外分析儀測定籽粒蛋白含量；用AACC56-61A 方法測定Zeleny 沉淀值；按GB5506-85的方法用GM2200型面筋儀測定濕面筋含量、干面筋值和面筋指數(shù)；揉面儀測定面團揉混峰值寬度和8 cm峰寬及衰落角；按AACC76-21 標準用快速粘度儀測定淀粉糊化峰值粘度、稀懈值和回升值。

1.3數(shù)據(jù)處理

利用Excel進行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

對CIMMYT小麥種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重進行了統(tǒng)計分析（表1，圖1）。這些種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個，與對照濟麥22相當，變異幅度為11.2～24.2個；頻數(shù)分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數(shù)在14～18個之間，占81.4%；有107份材料的每穗小穗數(shù)高于濟麥22，其中9份>20個。穗粒數(shù)平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個，63.27%的材料穗粒數(shù)超過濟麥22；分布比較分散，穗粒數(shù)超過42個的有103份材料，占45.57%。千粒重平均為38.7 g，明顯低于濟麥22，變異幅度較大；頻數(shù)分布顯示大部分材料的千粒重在34～43 g之間，高于濟麥22的材料有49份，最高達49.2 g。根據(jù)育種實際，可選擇適當?shù)腃IMMYT小麥種質(zhì)材料用于小麥品種的遺傳改良。

3結(jié)論與討論

CIMMYT品種在我國春小麥種植區(qū)域表現(xiàn)突出，在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區(qū)可以直接用于生產(chǎn)， 在東北春麥區(qū)可用作雜交親本[2，11] 。山東冬麥區(qū)引進的這批CIMMYT小麥種質(zhì)材料表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)和中等水平的千粒重，這為當前通過穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)進一步提高產(chǎn)量潛力的育種目標提供了新的種質(zhì)資源；高籽粒硬度、高沉淀值、優(yōu)良面筋特性和面團揉混特性、優(yōu)良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質(zhì)改良提供了資源。在山東冬麥區(qū)，春性的CIMMTY材料不能直接用于生產(chǎn)，但可很好地用作親本，通過雜交和3次左右的回交，可將它們的優(yōu)異性狀基因轉(zhuǎn)入到當?shù)氐亩←溒贩N中，達到品種改良的目的。

這226份CIMMYT材料在山東冬麥區(qū)的田間表現(xiàn)和品質(zhì)特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區(qū)的表現(xiàn)特點，雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質(zhì)在我國春麥區(qū)的表現(xiàn)存在一定差異[2，5，11，14]，但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區(qū)的生長發(fā)育和品質(zhì)特性。通過山東冬麥區(qū)的鑒定分析，從226份CIMMYT材料中篩選出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數(shù)在94%以上的10份；峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質(zhì)材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質(zhì)改良的優(yōu)異親本，豐富了小麥育種的遺傳資源，擴大了遺傳基礎(chǔ)，為提高選育品種的多樣性奠定了基礎(chǔ)。

近幾年來，本課題組加強引進國內(nèi)外種質(zhì)資源的鑒定和利用工作[12]，通過種植觀察和檢測分析，篩選綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)用于小麥育種中，并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產(chǎn)量潛力的種質(zhì)資源，并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15]，課題組經(jīng)過連續(xù)多代的回交選育，已將其高產(chǎn)和抗病基因轉(zhuǎn)入到當?shù)刂髟孕←溒贩N中，獲得了穩(wěn)定的高代品系。2012年夏，我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良且品質(zhì)特性好的材料用作親本，與山東省主推品種濟南17和濟麥22進行雜交，獲得了24份F1；2013年夏對雜交F1繼續(xù)進行回交，已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中，我們將繼續(xù)以田間篩選和室內(nèi)檢測分析相結(jié)合，綜合各種性狀，根據(jù)育種目標篩選優(yōu)異后代系，以豐富選育品種的多樣性。

參考文獻：

[1]Pingali P L （Eds）. CIMMYT 1989-1999 world wheat facts and trends. Global wheat research in a changing world： challenges and achievements[R]. Mexico D F：CIMMYT，1999.

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1.3數(shù)據(jù)處理

利用Excel進行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

對CIMMYT小麥種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重進行了統(tǒng)計分析（表1，圖1）。這些種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個，與對照濟麥22相當，變異幅度為11.2～24.2個；頻數(shù)分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數(shù)在14～18個之間，占81.4%；有107份材料的每穗小穗數(shù)高于濟麥22，其中9份>20個。穗粒數(shù)平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個，63.27%的材料穗粒數(shù)超過濟麥22；分布比較分散，穗粒數(shù)超過42個的有103份材料，占45.57%。千粒重平均為38.7 g，明顯低于濟麥22，變異幅度較大；頻數(shù)分布顯示大部分材料的千粒重在34～43 g之間，高于濟麥22的材料有49份，最高達49.2 g。根據(jù)育種實際，可選擇適當?shù)腃IMMYT小麥種質(zhì)材料用于小麥品種的遺傳改良。

3結(jié)論與討論

CIMMYT品種在我國春小麥種植區(qū)域表現(xiàn)突出，在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區(qū)可以直接用于生產(chǎn)， 在東北春麥區(qū)可用作雜交親本[2，11] 。山東冬麥區(qū)引進的這批CIMMYT小麥種質(zhì)材料表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)和中等水平的千粒重，這為當前通過穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)進一步提高產(chǎn)量潛力的育種目標提供了新的種質(zhì)資源；高籽粒硬度、高沉淀值、優(yōu)良面筋特性和面團揉混特性、優(yōu)良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質(zhì)改良提供了資源。在山東冬麥區(qū)，春性的CIMMTY材料不能直接用于生產(chǎn)，但可很好地用作親本，通過雜交和3次左右的回交，可將它們的優(yōu)異性狀基因轉(zhuǎn)入到當?shù)氐亩←溒贩N中，達到品種改良的目的。

這226份CIMMYT材料在山東冬麥區(qū)的田間表現(xiàn)和品質(zhì)特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區(qū)的表現(xiàn)特點，雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質(zhì)在我國春麥區(qū)的表現(xiàn)存在一定差異[2，5，11，14]，但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區(qū)的生長發(fā)育和品質(zhì)特性。通過山東冬麥區(qū)的鑒定分析，從226份CIMMYT材料中篩選出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數(shù)在94%以上的10份；峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質(zhì)材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質(zhì)改良的優(yōu)異親本，豐富了小麥育種的遺傳資源，擴大了遺傳基礎(chǔ)，為提高選育品種的多樣性奠定了基礎(chǔ)。

近幾年來，本課題組加強引進國內(nèi)外種質(zhì)資源的鑒定和利用工作[12]，通過種植觀察和檢測分析，篩選綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)用于小麥育種中，并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產(chǎn)量潛力的種質(zhì)資源，并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15]，課題組經(jīng)過連續(xù)多代的回交選育，已將其高產(chǎn)和抗病基因轉(zhuǎn)入到當?shù)刂髟孕←溒贩N中，獲得了穩(wěn)定的高代品系。2012年夏，我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良且品質(zhì)特性好的材料用作親本，與山東省主推品種濟南17和濟麥22進行雜交，獲得了24份F1；2013年夏對雜交F1繼續(xù)進行回交，已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中，我們將繼續(xù)以田間篩選和室內(nèi)檢測分析相結(jié)合，綜合各種性狀，根據(jù)育種目標篩選優(yōu)異后代系，以豐富選育品種的多樣性。

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[14]馬小樂，王化俊，尚勛武，等. 143個CIMMYT 春小麥材料在河西地區(qū)的性狀表現(xiàn)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2010，3：6-9.

[15]Liu S X，Yu L X，Singh Ravi P ，et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.，2010，120（4）：691-697.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學2014，46（2）：23～28Shandong Agricultural Sciences

1.3數(shù)據(jù)處理

利用Excel進行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

對CIMMYT小麥種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重進行了統(tǒng)計分析（表1，圖1）。這些種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個，與對照濟麥22相當，變異幅度為11.2～24.2個；頻數(shù)分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數(shù)在14～18個之間，占81.4%；有107份材料的每穗小穗數(shù)高于濟麥22，其中9份>20個。穗粒數(shù)平均為41.9個，比濟麥22多2.3個，最高達60.2個，63.27%的材料穗粒數(shù)超過濟麥22；分布比較分散，穗粒數(shù)超過42個的有103份材料，占45.57%。千粒重平均為38.7 g，明顯低于濟麥22，變異幅度較大；頻數(shù)分布顯示大部分材料的千粒重在34～43 g之間，高于濟麥22的材料有49份，最高達49.2 g。根據(jù)育種實際，可選擇適當?shù)腃IMMYT小麥種質(zhì)材料用于小麥品種的遺傳改良。

3結(jié)論與討論

CIMMYT品種在我國春小麥種植區(qū)域表現(xiàn)突出，在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區(qū)可以直接用于生產(chǎn)， 在東北春麥區(qū)可用作雜交親本[2，11] 。山東冬麥區(qū)引進的這批CIMMYT小麥種質(zhì)材料表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)和中等水平的千粒重，這為當前通過穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)進一步提高產(chǎn)量潛力的育種目標提供了新的種質(zhì)資源；高籽粒硬度、高沉淀值、優(yōu)良面筋特性和面團揉混特性、優(yōu)良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質(zhì)改良提供了資源。在山東冬麥區(qū)，春性的CIMMTY材料不能直接用于生產(chǎn)，但可很好地用作親本，通過雜交和3次左右的回交，可將它們的優(yōu)異性狀基因轉(zhuǎn)入到當?shù)氐亩←溒贩N中，達到品種改良的目的。

這226份CIMMYT材料在山東冬麥區(qū)的田間表現(xiàn)和品質(zhì)特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區(qū)的表現(xiàn)特點，雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質(zhì)在我國春麥區(qū)的表現(xiàn)存在一定差異[2，5，11，14]，但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區(qū)的生長發(fā)育和品質(zhì)特性。通過山東冬麥區(qū)的鑒定分析，從226份CIMMYT材料中篩選出：硬度>90的22份；沉淀值>50 ml的27份；濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數(shù)在94%以上的10份；峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份；峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質(zhì)材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質(zhì)改良的優(yōu)異親本，豐富了小麥育種的遺傳資源，擴大了遺傳基礎(chǔ)，為提高選育品種的多樣性奠定了基礎(chǔ)。

近幾年來，本課題組加強引進國內(nèi)外種質(zhì)資源的鑒定和利用工作[12]，通過種植觀察和檢測分析，篩選綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)用于小麥育種中，并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產(chǎn)量潛力的種質(zhì)資源，并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15]，課題組經(jīng)過連續(xù)多代的回交選育，已將其高產(chǎn)和抗病基因轉(zhuǎn)入到當?shù)刂髟孕←溒贩N中，獲得了穩(wěn)定的高代品系。2012年夏，我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良且品質(zhì)特性好的材料用作親本，與山東省主推品種濟南17和濟麥22進行雜交，獲得了24份F1；2013年夏對雜交F1繼續(xù)進行回交，已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中，我們將繼續(xù)以田間篩選和室內(nèi)檢測分析相結(jié)合，綜合各種性狀，根據(jù)育種目標篩選優(yōu)異后代系，以豐富選育品種的多樣性。

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