優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥泰山27的選育及其特征特性

牟秋煥 錢兆國(guó) 王瑞霞

摘要：

結(jié)合我國(guó)優(yōu)質(zhì)小麥育種的現(xiàn)狀和市場(chǎng)需求，以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗倒伏中間育種材料泰山651為母本，以引自西藏的抗旱、抗病性好的種質(zhì)資源藏選1號(hào)為父本，成功選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病小麥新品種泰山27。該品種含有優(yōu)質(zhì)亞基1、7+8 和5+10，可作為優(yōu)異品質(zhì)遺傳資源和種質(zhì)創(chuàng)新的優(yōu)良基因源加以利用。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)筋小麥；泰山27；選育；優(yōu)質(zhì)特性

中圖分類號(hào)：S512.101文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2016）08-0019-04

AbstractCombined with the current situation and market demand of high-quality wheat breeding， we have succeeded in breeding a new variety Taishan 27 with high yield， good quality and strong gluten. Its female parent was Taishan 651 with high yield， good quality and resistance to lodging， and its male parent was Zangxuan 1 introduced from Tibet with good resistance to drought and diseases. Taishan 27 possessed the good subunits 1， 7+8， and 5+10， so it could be utilized as one of the excellent genetic resources with quality and good gene resource for germplasm innovation.

KeywordsStrong-gluten wheat； Taishan27； Breeding； Good-quality characteristics

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要糧食作物之一，在保障我國(guó)“谷物基本自給，口糧絕對(duì)安全”的國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略中占有極其重要的地位。20世紀(jì)90年代末，我國(guó)小麥連續(xù)四年豐收，小麥生產(chǎn)出現(xiàn)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)性過(guò)剩。進(jìn)入21世紀(jì)，小麥育種研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)量品質(zhì)同步改良，人們開(kāi)始重視優(yōu)質(zhì)專用小麥品種的選育，并在品質(zhì)改良方面取得較大進(jìn)展[1，2]。但是，隨著小麥生產(chǎn)的高產(chǎn)需要和加工企業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥需求量的增加，生產(chǎn)中小麥品種存在的問(wèn)題凸顯：一是高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)相結(jié)合的重大技術(shù)難題未能得到較好解決，嚴(yán)重影響加工企業(yè)的需求。二是優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)，難以滿足農(nóng)民生產(chǎn)的高產(chǎn)需要，極大制約優(yōu)質(zhì)品種的規(guī)?；N植和優(yōu)質(zhì)原糧的收購(gòu)質(zhì)量。

泰山27是泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育成的集優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗于一體的小麥新品種，2012年通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。該品種的育成，不僅打破了長(zhǎng)期存在的高產(chǎn)品種不優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì)品種產(chǎn)量低的技術(shù)難題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了抗病性與豐產(chǎn)性的有機(jī)結(jié)合。該品種較對(duì)照品種濟(jì)麥22增產(chǎn)3%，同時(shí)，綜合品質(zhì)優(yōu)良而且穩(wěn)定，屬?gòu)?qiáng)筋小麥。為了揭示和充分發(fā)揮泰山27 的生產(chǎn)和種質(zhì)利用價(jià)值，本研究對(duì)該品種的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆特性進(jìn)行較為詳細(xì)的分析，以期為今后該類品種的選育提供參考。

1泰山27的選育

1.1選育策略及雙親概況

選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良互補(bǔ)、遺傳背景復(fù)雜、品質(zhì)較好的雙親是育成優(yōu)質(zhì)品種的基礎(chǔ)[3]。因此，我們?cè)诮M合選配上，采用優(yōu)勢(shì)骨干親本和優(yōu)質(zhì)中間材料相結(jié)合的選配方式。選取當(dāng)前生產(chǎn)中推廣面積較大的品種作為骨干親本，并多做組合（每個(gè)優(yōu)勢(shì)骨干親本所做組合的數(shù)量一般為50～60個(gè)），以便充分挖掘骨干親本中的優(yōu)良基因，使其優(yōu)良基因在盡可能大的基因背景中得到重組和疊加，增加育成品種的幾率。泰山27的母本泰山651是泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院創(chuàng)制的優(yōu)質(zhì)、抗倒伏中間育種材料，半冬性，幼苗半匍匐，冬前生長(zhǎng)適宜，葉色較深，葉功能期長(zhǎng)，葉片短，旗葉上沖，株型半松散，穗層整齊，長(zhǎng)方形穗，晚熟，白殼白粒，籽粒較飽滿，半角質(zhì)，千粒重達(dá)50 g，品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)；父本藏選1號(hào)是由西藏引進(jìn)的種質(zhì)資源，優(yōu)點(diǎn)是穗部性狀較好，小穗排列緊密，抗旱、抗病性好。由于其雙親具有種質(zhì)遠(yuǎn)緣、生態(tài)遠(yuǎn)緣和類型遠(yuǎn)緣等特性，易于實(shí)現(xiàn)優(yōu)異基因的累加和優(yōu)良基因的互補(bǔ)，從而為培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、廣適性小麥新品種奠定了豐富的遺傳基礎(chǔ)。

1.2選育經(jīng)過(guò)

2001年選用泰山651（母本）和藏選1號(hào)（父本）進(jìn)行雜交，當(dāng)年收獲40粒雜交種子，點(diǎn)播種植雜交一代。2001-2002年度F1代因綜合性狀好，抗病，雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)而作為重點(diǎn)跟蹤組合，淘汰田間不良株及假雜株后混合收獲，考種去除黑胚籽粒株后，點(diǎn)播31個(gè)株系進(jìn)入F2代。作為重點(diǎn)組合，2002-2004年種植F2、F3代，選擇穗大、莖稈粗壯、抗病性好、落黃好、熟期適宜、豐產(chǎn)性好的單株，在考種時(shí)淘汰籽粒小、黑胚、表皮顏色深的單株，2004年高密度種植F4代。2004-2005年度對(duì)表現(xiàn)優(yōu)異并且較為穩(wěn)定的株行圃進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，收獲群體較大、株型緊湊、穗層整齊、抗病性突出、落黃好的株系進(jìn)行產(chǎn)量比較，從中選擇表現(xiàn)優(yōu)異的株系，并同時(shí)收獲相對(duì)應(yīng)穗系進(jìn)行濕面筋和粉質(zhì)參數(shù)測(cè)定。其中系譜號(hào)為044173的株系表現(xiàn)特別優(yōu)異，不僅穗大粒多、千粒重高、抗病、抗倒，而且品質(zhì)較好，于是我們把其上升到品比試驗(yàn)。

2005-2006年度在進(jìn)行選擇提純的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行品系比較試驗(yàn)（小區(qū)面積12 m2），并進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)。2007年在對(duì)品系044173繼續(xù)進(jìn)行院內(nèi)品比試驗(yàn)的同時(shí)，在不同小麥生態(tài)區(qū)進(jìn)行多點(diǎn)適應(yīng)性試驗(yàn)。于收獲后將多點(diǎn)試驗(yàn)收獲種子進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，均達(dá)到國(guó)家強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。2008-2012年044173參加山東省預(yù)試區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)，2012年12月通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，命名為泰山27。

2泰山27特征特性和優(yōu)異性狀分析

2.1特征特性

泰山27偏冬性，生育期242天，比濟(jì)麥22晚熟1天。幼苗半匍匐，綠色。分蘗力中等，拔節(jié)生長(zhǎng)快，長(zhǎng)相清秀，莖稈粗壯，較抗倒伏。株型緊湊，直立挺拔，株高80～85 cm。葉片功能期長(zhǎng)，熟相較好，光效高。穗下節(jié)間長(zhǎng)，下部1～3節(jié)較短，莖壁厚。成穗率較高，有效穗450.0萬(wàn)～525.0萬(wàn)/hm2，分蘗成穗率35%左右。穗層整齊，穗長(zhǎng)10～15 cm，小穗排列適中，結(jié)實(shí)性好。穗型長(zhǎng)方，長(zhǎng)芒、白殼、白粒。籽粒長(zhǎng)園，飽滿硬質(zhì)，腹溝淺。穗粒數(shù)40～45粒。千粒重50 g左右。

2.2品質(zhì)特性

2.2.1品質(zhì)達(dá)到一級(jí)強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)泰山27繼承了母本泰山651和父本藏選1號(hào)的優(yōu)良品質(zhì)特性。據(jù)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心和山東省小麥品種區(qū)試多年測(cè)定結(jié)果，泰山27容重為827 g/L左右，蛋白質(zhì)含量15.52%，濕面筋含量32.3%，穩(wěn)定時(shí)間17.5 min，降落數(shù)值381 s，拉伸面積154 cm2，面包總評(píng)分88分，主要品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 17892-1999）。

2.2.2品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定，變異幅度小利用近紅外谷物品質(zhì)測(cè)定儀對(duì)連續(xù)三年取自不同地點(diǎn)的18份樣品進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定，結(jié)果（表1）表明，泰山27小麥品質(zhì)指標(biāo)變異幅度小，品質(zhì)穩(wěn)定，均達(dá)到強(qiáng)筋小麥品質(zhì)指標(biāo)。

2.2.3品質(zhì)優(yōu)良的遺傳分析對(duì)泰山27的遺傳分析發(fā)現(xiàn)，該品種同時(shí)集合了Glu-1位點(diǎn)中Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1等位基因編碼的三組優(yōu)質(zhì)亞基，即1、7+8和5+10亞基（見(jiàn)表2），實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)亞基的組合，亞基評(píng)分達(dá)到10分。研究表明，我國(guó)小麥Glu-1的三個(gè)位點(diǎn)，HMW-GS 的出現(xiàn)頻率最高的是Null（66%）、7+8（54%）、2+12（80%），優(yōu)質(zhì)亞基5+10、1或2*等在我國(guó)小麥品種特別是地方品種中出現(xiàn)的頻率很低[2-6]。這不僅是該品種之所以品質(zhì)穩(wěn)定的遺傳基礎(chǔ)之一，也是我國(guó)小麥品種中少有的。由于所含優(yōu)質(zhì)亞基較多，泰山27可以作為稀有的優(yōu)異品質(zhì)資源創(chuàng)新利用。

2.3產(chǎn)量潛力大

2.3.1試驗(yàn)中產(chǎn)量表現(xiàn)在山東省小麥品種高肥組區(qū)試中，2008-2009年度平均單產(chǎn)8 142.5 kg/hm2，比對(duì)照濟(jì)麥19減產(chǎn)0.55%；2009-2010年度平均單產(chǎn)7 861.5 kg/hm2，比對(duì)照濟(jì)麥22增產(chǎn)3.22%；2011-2012年度生產(chǎn)試驗(yàn)平均單產(chǎn)8 085.8 kg/hm2，比對(duì)照濟(jì)麥22增產(chǎn)3.67%。

2.3.2示范中高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)于2013-2015年，在泰安岱岳區(qū)、寧陽(yáng)、肥城、新泰、東平，菏澤鄆城、定陶，臨沂郯城，濟(jì)寧梁山、鄒城、兗州等地建立泰山27高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效示范田2萬(wàn)余公頃，2013年平均單產(chǎn)7 926.0 kg/hm2。2014年5月23日，泰安市科技局邀請(qǐng)山東省內(nèi)有關(guān)農(nóng)業(yè)專家組成驗(yàn)收委員會(huì)，對(duì)泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院承擔(dān)的山東省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目泰山27示范田進(jìn)行田間測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收，平均產(chǎn)量8 017.5 kg/hm2。

2.4其它優(yōu)異性狀

產(chǎn)量性狀是小麥育種的一個(gè)最基本指標(biāo)，而一個(gè)小麥良種除了應(yīng)具有高產(chǎn)潛力以外，品種的抗病性、抗旱性、抗倒伏性以及對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性等，則是決定該品種在生產(chǎn)上利用的廣度和品種壽命的重要因素[7]。

2.4.1抗倒伏能力強(qiáng)泰山27根系活力強(qiáng)，莖稈質(zhì)量高，具有明顯地抵御莖部倒伏和根部倒伏的優(yōu)勢(shì)。

2.4.2抗病性強(qiáng)綜合2010-2014年三年度抗病性鑒定結(jié)果，泰山27高抗條銹病、稈銹病及白粉病，中抗葉銹病、葉枯病和紋枯病，田間綜合抗性好。

2.4.3結(jié)實(shí)性好，穗大粒多泰山27穗部表現(xiàn)小穗密集，長(zhǎng)方形穗，結(jié)實(shí)性較好，穗中部的每個(gè)小穗一般結(jié)實(shí)4～5粒，下部不孕小穗少。

3泰山27含有多種優(yōu)良品質(zhì)及抗性基因

中國(guó)農(nóng)科院國(guó)家小麥改良中心檢測(cè)結(jié)果（表3）顯示，泰山27含有優(yōu)質(zhì)基因Dx5，而HMW-GS 中以5+10 亞基對(duì)面粉的品質(zhì)影響最大，其兩者的編碼基因Dx5 和Dy10共同存在及連鎖表達(dá)對(duì)提高生面彈性和面包的烘烤質(zhì)量尤為明顯；從表3中還可看出，泰山27不是1BL/1RS易位材料，而1BL/1RS易位則使小麥面條品質(zhì)顯著變劣。研究表明，我國(guó)高產(chǎn)骨干親本材料中缺乏與面包烘烤品質(zhì)有密切關(guān)系的Dx5 和Dy10 基因，且多數(shù)為1BL/1RS 易位材料[5，6]。

小麥籽粒中的多酚氧化酶（PPO）能使鮮濕面條或面團(tuán)在存放或醒發(fā)期間顏色發(fā)生褐變，直接影響食品的色澤，因此選育低PPO活性的小麥品種是改良小麥?zhǔn)称奉伾誀畹淖钣行Т胧?。由?可知，泰山27的 PPO活性低。

黃色素是小麥籽粒中最主要的天然色素，小麥籽粒黃色素含量與面粉及面團(tuán)的白度呈高度負(fù)相關(guān)，與面粉、面團(tuán)的黃度呈高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.8～0.9。由表3可以看出，泰山27黃色素含量低。

Cslv34/Yr18是重要的慢葉銹和慢條銹基因兼抗白粉病。攜帶該連鎖基因的小麥品種被廣泛種植于世界許多國(guó)家。由表3可見(jiàn)，泰山27含有此抗病基因。

從表3中還可看出，泰山27含有影響小麥籽粒和面粉儲(chǔ)藏特性的脂肪氧化酶（LOX）基因，同時(shí)含有籽粒硬度Pinb-D1b基因，且含有抗穗發(fā)芽的569 bp條帶。

綜上，泰山27是含有多種優(yōu)良品質(zhì)及抗性基因的不可多得的育種材料，因而表現(xiàn)出品質(zhì)優(yōu)異穩(wěn)定，而且綜合抗性好。

4討論與小結(jié)

優(yōu)質(zhì)小麥泰山27的成功選育， 解決了目前優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)量偏低的缺陷。泰山27將高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病聚合在一起，在生產(chǎn)上將會(huì)發(fā)揮它高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病等優(yōu)點(diǎn)，提高小麥產(chǎn)量。另外，泰山27含有優(yōu)質(zhì)亞基1、7+8 和5+10，可作為優(yōu)異品質(zhì)遺傳資源和種質(zhì)創(chuàng)新的優(yōu)良基因源加以利用。今后我國(guó)小麥育種面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)， 既要繼續(xù)提高單產(chǎn)又要改善品質(zhì)，還要提高肥水利用率；異常天氣的頻發(fā)對(duì)小麥的適應(yīng)性提出更高的要求，育種工作者除了進(jìn)一步加強(qiáng)品種高產(chǎn)潛力研究，還應(yīng)重視抗寒抗旱、耐高溫等抗逆性狀的研究，以及運(yùn)用分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因、雙單倍體和遠(yuǎn)緣雜交等技術(shù)，為常規(guī)育種提供特異和突破性的育種材料[8-10]。

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