外引啤酒大麥品種性狀鑒定

外引啤酒大麥品種性狀鑒定

呂仲昱1,2,3，張志恒1,2,3，馬永強(qiáng)2,3，吳剛2,3，陳玉梅2,3，王化俊1*

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),甘肅蘭州730070；2.甘肅隆源農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，甘肅蘭州730070；3.甘肅科隆農(nóng)業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730070)

摘要：為了篩選適合甘肅河西地區(qū)種植的早熟優(yōu)質(zhì)啤酒大麥，同時(shí)給后期啤酒大麥品種選育提供依據(jù)，對(duì)引自其他省份的26個(gè)早熟啤酒大麥品種進(jìn)行適應(yīng)性種植，并測(cè)定了多項(xiàng)性狀指標(biāo)。結(jié)果表明，引進(jìn)大麥品種在農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀上存在一定的差異。寶丹的株高僅48.78 cm，是降低大麥株高的特殊種質(zhì)資源；24個(gè)品種的早熟特性為培育可以躲避干熱風(fēng)危害的早熟大麥提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。大福1號(hào)、寶丹、鄂大麥9號(hào)等一些品種在部分性狀上要優(yōu)于對(duì)照甘啤5號(hào)。利用性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，將27個(gè)大麥品種明顯分成兩大類，從一定程度上反映出不同品種間的遺傳差異。

關(guān)鍵詞：啤酒大麥；性狀；干熱風(fēng)

收稿日期：2015-08-21

基金項(xiàng)目：國(guó)家大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-05)。

作者簡(jiǎn)介：呂仲昱(1984-)，男，研究實(shí)習(xí)員，主要從事啤酒大麥育種工作；E-mail:lvzhongyu@foxmail.com。

通訊作者：*王化俊(1963-)，男，教授，主要從事大麥、小麥分子育種工作。

大麥屬于小麥族大麥屬，是最古老的禾谷類作物之一，在我國(guó)是繼水稻、小麥、玉米之后的第四大谷類作物[1]。大麥具有較強(qiáng)的抗逆性，在世界范圍內(nèi)廣泛種植，有釀造、飼用、食用等多種用途[2-3]。但大量的人工選擇造成遺傳基礎(chǔ)狹窄，限制了優(yōu)良新品種的培育[4]。因此加強(qiáng)種質(zhì)資源的引進(jìn)，對(duì)于拓寬遺傳基礎(chǔ)具有重要意義。全面了解新引進(jìn)的大麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀以及抗逆性，是后期新品種培育的重要依據(jù)。株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)等農(nóng)藝性狀是田間選育的重要指標(biāo)，鑒定引進(jìn)品種的這些指標(biāo)對(duì)于雜交組合配制及后代選擇具有重要意義。此外，作物產(chǎn)量受外界環(huán)境的影響顯著，特別是在禾谷類作物灌漿期發(fā)生的干熱風(fēng)會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)量[5-7]。因此，適當(dāng)選育早熟品種對(duì)于避開(kāi)干熱風(fēng)的發(fā)生時(shí)間、有效減少產(chǎn)量損失具有重要意義。本研究擬對(duì)其他省份引進(jìn)的早熟大麥品種進(jìn)行適應(yīng)性種植，測(cè)定其多種性狀，特別是生育期，為培育較早熟的優(yōu)良啤酒大麥品種奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為來(lái)自于其他省份的26個(gè)早熟大麥品種，于2009年種植于甘肅省蘭州市秦王川，以甘肅省主栽啤酒大麥品種甘啤5號(hào)為對(duì)照，共計(jì)27份(表1)。小區(qū)面積為3 m2，3次重復(fù)。行距0.25 m，區(qū)距0.25 m，每行播種300粒。

表1　27份供試大麥品種

1.2　性狀鑒定

田間調(diào)查統(tǒng)計(jì)各品種的株高、有效分蘗數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、基節(jié)長(zhǎng)度、穗下莖長(zhǎng)度、生育期[8]等農(nóng)藝性狀，每個(gè)品種均調(diào)查20株取平均值；實(shí)收小區(qū)產(chǎn)量，取各小區(qū)所收籽粒直接稱重后去水分含量獲得，以α=0.05顯著水平進(jìn)行多重比較；室內(nèi)測(cè)定各品種的千粒重，以數(shù)1 000粒籽粒稱重獲得；蛋白質(zhì)含量利用Infratec1241近紅外谷物儀進(jìn)行測(cè)定，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB/T 7416—2008[9]。

1.3　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)獲得的性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)，以SPSS11、Excel2007進(jìn)行相關(guān)分析。

1.4　聚類分析

對(duì)性狀指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[10]，以NTsys2.10e軟件按非加權(quán)組平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)進(jìn)行聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1　農(nóng)藝性狀

通過(guò)田間鑒定確定了26個(gè)外引品種和對(duì)照的部分農(nóng)藝性狀(表2)。27個(gè)品種的株高變異范圍在48.78～94.6 cm，其中寶丹最矮，鄂大麥9號(hào)最高，大福1號(hào)、蘇B0505和蒙啤麥1號(hào)高于對(duì)照。穗長(zhǎng)變幅為4.57～7.76 cm，且26個(gè)外引品種的穗長(zhǎng)均短于對(duì)照?；康?節(jié)間長(zhǎng)度變幅為1.93～4.82 cm，鄂大麥9號(hào)和蘇B0505比對(duì)照長(zhǎng)，其余品種均短于對(duì)照；第2節(jié)間長(zhǎng)度變異范圍是3.75～8.97 cm，其中蘇B0505和莆大麥8號(hào)的第2節(jié)間長(zhǎng)于對(duì)照。穗下莖長(zhǎng)度變幅為18.09～38.85 cm，莆大麥8號(hào)與對(duì)照相等，寶丹、華6、鄂58288、鄂大麥9號(hào)、鑒83、鑒62、川農(nóng)大5號(hào)、駐5等8個(gè)品種短于對(duì)照，其余品種要長(zhǎng)于對(duì)照。外引品種在農(nóng)藝性狀上存在不同程度的差異，為大麥的雜交配組及后代選擇提供了變異類型。早熟是品種有效躲避干熱風(fēng)危害的有效途徑，引進(jìn)品種的生育期變幅為82～98 d，最大相差16 d。除寶丹和蒙啤麥1號(hào)比對(duì)照生育期長(zhǎng)1～2 d外，其余24個(gè)品種均表現(xiàn)為早熟，為早熟品種選育提供了親本材料。

表2　27個(gè)大麥品種農(nóng)藝性狀

2.2　經(jīng)濟(jì)性狀

27個(gè)品種的部分經(jīng)濟(jì)性狀見(jiàn)表3。有效分蘗數(shù)的變幅為2.0～4.5，其中鄂大麥9號(hào)的有效分蘗數(shù)最少，閩麥2號(hào)的有效分蘗數(shù)最多，并且只有4個(gè)引進(jìn)品種的有效分蘗數(shù)小于或等于對(duì)照。千粒重的變異范圍是42.58～57.61 g，以單2的千粒重最小，大福1號(hào)的千粒重最高，有15個(gè)引進(jìn)品種的千粒重高于對(duì)照。絕干蛋白含量是重要的品質(zhì)性狀，其在27個(gè)品種中的變幅為9.8%～15.4%，所有引進(jìn)品種的絕干蛋白含量均高于對(duì)照。根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定[9]，只有鑒19、華6、大福1號(hào)、鹽品08-12、揚(yáng)輻2117、單2、蒙啤麥1號(hào)、蘇B0505、駐3、川農(nóng)大4號(hào)、寶丹這11個(gè)引進(jìn)品種的蛋白含量達(dá)到優(yōu)級(jí)。27個(gè)品種產(chǎn)量間存在顯著差異，變幅為12.18～26.12 kg，大福1號(hào)最高，超過(guò)對(duì)照的32.6%；共有7個(gè)引進(jìn)品種的產(chǎn)量高于對(duì)照，分別為：大福1號(hào)、閩麥02、鄂大麥9號(hào)、莆大麥7號(hào)、鑒61、揚(yáng)輻2117，其中大福1號(hào)和閩麥02兩個(gè)品種增產(chǎn)顯著；其余品種產(chǎn)量低于對(duì)照(表3)。

表3　27個(gè)大麥品種經(jīng)濟(jì)性狀

2.3　聚類分析

不同基因型與環(huán)境互作決定各品種的性狀表現(xiàn)，因此通過(guò)農(nóng)藝與經(jīng)濟(jì)性狀的聚類分析可以初步判斷不同品種間的親緣關(guān)系。經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換對(duì)27個(gè)品種進(jìn)行了聚類(圖1)。在系數(shù)為0.366處，可以將27份大麥品種分成兩大類。第Ⅰ類共包含甘啤5號(hào)(CK)、蒙啤麥1號(hào)、鑒19等10個(gè)品種；第Ⅱ類包含了鑒35、鑒62、蘇啤3號(hào)等17個(gè)品種。

圖1　27個(gè)大麥品種的農(nóng)藝與經(jīng)濟(jì)性狀UPGMA聚類圖

3討論

豐富的遺傳變異是作物育種的基礎(chǔ)。本研究通過(guò)對(duì)引進(jìn)的26個(gè)早熟大麥品種進(jìn)行初步性狀鑒定，結(jié)果表明，這些品種的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀均存在一定的差異，大福1號(hào)、寶丹、鄂大麥9號(hào)等品種在某些性狀上優(yōu)于對(duì)照甘啤5號(hào)，可給后期的大麥育種提供依據(jù)。株高是重要的農(nóng)藝性狀，它與作物的抗倒伏性顯著相關(guān)[11-13]。本試驗(yàn)中，26個(gè)引進(jìn)品種當(dāng)中有16個(gè)品種的株高都低于80 cm，尤其是寶丹的株高僅48.78 cm，這些品種可以作為培育抗倒伏大麥品種的有利資源?；抗?jié)間長(zhǎng)度也顯著影響作物的抗倒伏能力[11,14]，試驗(yàn)對(duì)26個(gè)引進(jìn)品種的基部第1節(jié)間、第2節(jié)間長(zhǎng)度進(jìn)行了比較分析，相關(guān)結(jié)果可為抗倒伏育種提供依據(jù)。有效分蘗數(shù)、千粒重是影響禾谷類作物產(chǎn)量的重要因素[15-17]。本試驗(yàn)中有效分蘗數(shù)超過(guò)3.0個(gè)的品種有14個(gè)，而對(duì)照品種甘啤5號(hào)為2.7個(gè)，并且有7個(gè)品種的千粒重高于對(duì)照，說(shuō)明這7個(gè)材料具有較高產(chǎn)的潛力。產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析表明，有7個(gè)品種的產(chǎn)量高于對(duì)照，其中2個(gè)品種增產(chǎn)顯著。絕干蛋白質(zhì)含量影響著啤酒大麥的麥芽品質(zhì)[18]，但是本試驗(yàn)中大部分引進(jìn)品種的絕干蛋白質(zhì)含量過(guò)高，只有11個(gè)品種達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定的優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。外引大麥品種絕干蛋白質(zhì)含量過(guò)高的原因可能是生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生改變，尤其是甘肅河西地區(qū)晝夜溫差較大，使這些品種在該地區(qū)蛋白質(zhì)的累積明顯高于原產(chǎn)地。在生產(chǎn)上不明顯減少產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，可以考慮適當(dāng)降低施氮量來(lái)降低籽粒的蛋白含量。綜合各性狀指標(biāo)，可將所有引入品種作為育種資源，以進(jìn)一步豐富育種遺傳基礎(chǔ)。

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Assessment of Traits in Introduced Malting Barley Varieties

LV Zhong-yu1,2,3, ZHANG Zhi-heng1,2,3, MA Yong-qiang2,3, WU Gang2,3, CHEN Yu-mei2,3, WANG Hua-jun1

(1.Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 2. Agricultural Science Research Institute of Gansu Longyuan,

Lanzhou 730070, China; 3. Gansu Kelong Agricultural Co., Ltd, Lanzhou 730070, China)

Abstract:Aiming at selecting high-quality malting barley varieties suitable to be planted in Hexi areas in Gansu Province and providing a basis for breeding new malting barley varieties in the future, the present study conducted adaptive planting for 26 malting barley varieties introduced from other provinces, and also measured a number of trait indicators. There existed some differences in agronomic and economic traits among different barley varieties. The plant height of the variety Baodan was only 48.78 cm, so it could be used as a special germplasm materical to reduce plant height in barley breeding. The traits of early maturity present in 24 varieties might serve as a material resource for breading early mature barley that can avoid the harm of dry-hot wind. Some cultivars including Dafu 1, Baodan, and Ebarley 9 were superior in some traits to the control Ganpi 5. Based on the data of these agronomic and economic traits, a clustering analysis was performed, which divided 27 barley cultivars into two categories, reflecting a certain degree of genetic differences among these introduced cultivars.

Keywords:Malting barley; Traits; Dry-hot wind