小麥不完善粒構(gòu)成分析

趙 莉， 劉 澤， 何賢芳， 汪建來

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，安徽合肥 230031)

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小麥不完善粒構(gòu)成分析

趙 莉， 劉 澤， 何賢芳， 汪建來*

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，安徽合肥 230031)

摘要[目的]了解小麥不完善粒的主要影響因素，分析小麥不完善粒的構(gòu)成因子，降低小麥生產(chǎn)中不完善粒的比例，篩選不完善粒低的小麥品種資源。[方法]選取安徽省渦陽縣陳大鎮(zhèn)種植的53個小麥品種(系)，估算其不完善粒構(gòu)成，解析赤霉病粒、黑胚粒和發(fā)芽粒的構(gòu)成比例。[結(jié)果]該試驗中53個小麥品種(系)的不完善粒范圍為2.79%～20.82%，其中不完善粒小于6%的1、2級小麥品種(系)僅15個；不完善粒超過10%的小麥品種(系)有16個。造成不完善粒的赤霉病粒、黑胚粒、生芽粒等均存在明顯的基因型間差異。[結(jié)論]供試品種(系)中，連麥6號、洛麥23、未來0818、龍科091、連麥2號、百農(nóng)207、泰農(nóng)19、皖農(nóng)09157、皖科06725和皖科121979等品種(系)的不完善粒較低。

關(guān)鍵詞小麥；不完善粒；赤霉病粒；黑胚粒；穗發(fā)芽率

國標(biāo)GB1351-2008將小麥不完善粒定義為：受到損傷但尚有使用價值的小麥顆粒，包括蟲蝕粒、病斑粒(黑胚粒、赤霉病粒)、破碎粒、生芽粒、霉變粒5種。其實質(zhì)就是小麥的胚或胚乳受到損傷或侵害，導(dǎo)致其種用品質(zhì)和使用品質(zhì)下降，因此根據(jù)這一特性又可將不完善粒分為物理損傷不完善粒(蟲蝕粒、破損粒)和生化變化不完善粒(病斑粒、生芽粒和霉變粒)[1-2]。不同級別小麥對不完善粒的要求不同：1、2級小麥不完善?！?%；3、4級小麥不完善?！?%；5級小麥不完善?！?0%。

近年來小麥不完善率超標(biāo)問題時有發(fā)生。2010、2012年我國赤霉病大發(fā)生,導(dǎo)致赤霉病粒超標(biāo)，為了保護(hù)農(nóng)民的利益，國家啟動了臨時收儲政策，但是收儲后成交量很低。2013年江蘇、安徽、河南、湖北省小麥?zhǔn)斋@期遇上連續(xù)強(qiáng)降雨，小麥出現(xiàn)倒伏、生芽等情況，不完善粒明顯增多，糧食銷售出現(xiàn)困難。2015年安徽小麥獲得較好收成，卻出現(xiàn)了“賣糧難”的窘狀，不少地區(qū)農(nóng)民無法將小麥及時出售給糧庫，甚至以遠(yuǎn)低于國家最低收購保護(hù)價進(jìn)行銷售也有困難。究其原因，2015年安徽省小麥?zhǔn)艿勾汉?、赤霉病、穗發(fā)芽等因素的影響，不完善粒超標(biāo)，糧食部門拒收，導(dǎo)致“賣糧難”。鑒于不完善粒超標(biāo)等情況頻發(fā)，為了解安徽省小麥不完善粒的實際情況，筆者選擇種植于小麥主產(chǎn)區(qū)亳州市渦陽縣陳大鎮(zhèn)小麥品種展示田的53個小麥品種(系)，進(jìn)行不完善粒的調(diào)查，初步掌握安徽省小麥不完善粒的構(gòu)成,為篩選適宜安徽省大面積種植品種(系)及選育低不完善粒的小麥品種(系)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料供試品種(系)共53個(表1)，來源于不同省份已審定或安徽有關(guān)育種單位新選育的苗頭品系。

1.2方法播種期為2014年10月14日，施純N 270 kg/hm2、P2O5108 kg/hm2、K2O 17 kg/hm2。每品種種植面積324 m2，機(jī)械播種，播種時土壤墑情較好，出苗整齊，年后進(jìn)行化學(xué)除草和追肥，小麥揚花初期及中后期進(jìn)行2次“一噴三防”，主要用于防治赤霉病，6月6日機(jī)械統(tǒng)一收獲。分別從各品種(系)的收獲物中隨機(jī)取樣1 000粒，進(jìn)行赤霉病粒、黑胚粒、生芽粒的調(diào)查(因破碎率與機(jī)械操作有關(guān)，新收獲小麥未經(jīng)倉儲而沒有明顯蟲害為害，因此這2項指標(biāo)未被納入調(diào)查范圍)，生芽粒以胚部種皮破裂或明顯隆起為標(biāo)準(zhǔn)，赤霉病粒以麥粒表面呈紅色或發(fā)白為標(biāo)準(zhǔn)，黑胚粒以麥粒表面出現(xiàn)黑色斑點(塊)為標(biāo)準(zhǔn)。

2結(jié)果與分析

2.1各品種(系)的不完善粒分析由表1可知，品種(系)間不完善粒范圍為2.79%～20.82%，變異幅度較大。根據(jù)國標(biāo)劃分，其中不完善粒超過國家收購最高上限10%的有16個品種(系)，占總品種(系)的30.2%；不完善粒為8%～10%的5級小麥有7個，占總品種(系)的13.2%；不完善粒為6%～8%的3、4級小麥有15個，占總品種(系)的28.3%；不完善粒小于6%的1、2級小麥僅15個，占總品種(系)28.3%。連麥6號、洛麥23、未來0818、龍科091、連麥2號、百農(nóng)207、泰農(nóng)19、皖農(nóng)09157、皖科06725和皖科121979這10個品種(系)表現(xiàn)較好，不完善粒均小于5%。

表1　各品種(系)的不完善粒

2.2不完善粒的構(gòu)成筆者主要從赤霉病粒、黑胚粒及生芽粒3個方面研究其在不完善粒中的構(gòu)成比例，借此了解品種(系)的特性，根據(jù)其特性合理選擇配套的栽培措施，以減少不完善粒的比例，提高小麥的商品品質(zhì)。

2.2.1赤霉病病粒率。國標(biāo)小麥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB1351-78最早規(guī)定小麥赤霉病粒最大允許含量為4.0%，后經(jīng)幾番改動，新標(biāo) GB1351-2008中未對赤霉病病粒進(jìn)行限制，但是2011 年頒布的國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)《食品中真菌毒素限量》中，規(guī)定小麥、玉米中赤霉病菌分泌產(chǎn)生的DON(脫氧雪腐鐮刀菌烯醇)的最高限量為 1 mg/kg[3]。馮寅潔等[4]研究表明在此安全下(DON≤1 mg/kg)，赤霉病病粒率不高于3.3%；蘇憲慶等[5]研究認(rèn)為在此安全下，赤霉病病粒率含量應(yīng)≤2.9%。該研究按照3.5%標(biāo)準(zhǔn)界定赤霉病粒是否超標(biāo)。

由表2可知，53個品種(系)收獲籽粒的赤霉病病粒率范圍為0.33%～12.49%，存在明顯的基因型間差異，赤霉病病粒率平均為3.46%。53個品種(系)中符合標(biāo)準(zhǔn)(病粒率≤3.5%)的有32個，占60.40%， 21個品種(系)的赤霉病病粒率>4.0%，不合格率占39.60%，有5個品種病粒率<1%，分別為農(nóng)科A009、渦麥99、皖科06725、連麥6號和泰農(nóng)19。

表2　各品種(系)赤霉病病粒率及占不完善粒的比例

在不完善粒中，赤霉病粒所占比例變幅為4.76%～82.69%，說明不同品種的赤霉病粒對不完善粒的貢獻(xiàn)不同，差異明顯，所占比例平均為40.38%，說明赤霉病粒是形成不完善粒的一個主要因素。在53個品種(系)中，赤霉病粒占不完善粒比例超過33.33%的品種(系)有32個，赤霉病粒作為小麥不完善粒主要構(gòu)成比例的品種(系)占60.00%，其中超過50.00%的有16個,說明安徽省在一系列防治措施下，赤霉病仍然發(fā)生較重，小麥的赤霉病抗性有待加強(qiáng)。

2.2.2黑胚粒率由表3可知，53個品種(系)黑胚粒率范圍為0.35%～11.55%，平均為3.51%，品種間差異明顯。3個品種的黑胚率>10%，屬級外麥；沒有黑胚粒為8%～10%的5級小麥品種；黑胚粒為6%～8%的3、4級小麥品種有4個，黑胚粒≤6%的1、2級小麥品種(系)有46個，其中3個小麥品種黑胚粒率<1%。黑胚粒占不完善粒的比例范圍為5.13%～88.89%，平均值為40.84%，差異明顯。在53個品種(系)中，黑胚粒占不完善粒比例超過33.33%的品種(系)有29個，超過50.00%的有17個，說明黑胚粒也是構(gòu)成安徽省小麥不完善粒的主要因素之一。

2.2.3生芽粒率。由表4可知，53個品種(系)生芽粒率范圍為0.17%～14.46%，平均為1.79%，存在明顯的基因型間差異。其中24個品種(系)生芽粒率<1%，26個品種(系)的生芽粒率為1%～5%，3個品種的生芽粒率>5%。其中抗穗發(fā)芽能力較好的品種有未來0818、渦麥9號、皖科06725、淮麥29、煙農(nóng)999、洛麥29和百農(nóng)207，其生芽粒率均小于0.5%。從生芽粒占不完善粒的比例來看，其范圍為1.89%～70.00%，品種間差異明顯，平均為18.77%。在53個品種(系)中，生芽粒占不完善粒比例超過33.33%的有 7個，超過50.00%的有2個，說明生芽粒是構(gòu)成小麥不完善粒的一個因素。

表3　各品種(系)黑胚粒率及占不完善粒比例

表4　各品種(系)生芽粒率及占不完善粒比例

3結(jié)論與討論

(1)不同品種不完善粒的構(gòu)成因素不同，不完善粒在品種間存在明顯差異。該試驗中53個品種(系)的不完善粒范圍為2.79%～20.82%，其中不完善粒小于6%的1、2級小麥僅15個品種，占總品種(系)的28.30%；不完善粒超過10%的有16個品種(系)，占總品種(系)的30.20%，說明在同等種植條件下，不同的小麥品種表現(xiàn)不同，品種間差異明顯。應(yīng)該選擇不完善粒低的小麥品種，以此降低產(chǎn)生不完善粒的風(fēng)險。造成不完善粒的赤霉病粒、黑胚粒、生芽粒等均存在明顯的基因型間差異(即這些性狀受遺傳控制)，其中赤霉病粒率范圍為0.33%～12.49%，平均為3.46%；黑胚粒率范圍為0.35%～11.55%，平均為3.51%；生芽粒率范圍為0.17%～14.46%，平均為1.79%。結(jié)果說明，通過針對性地定向選擇，可以篩選和培育出上述性狀得到明顯改良的新品種(系)，從而降低不完善粒的發(fā)生。

(2)赤霉病粒是構(gòu)成不完善粒的一個重要因素。赤霉病病粒率占不完善粒的比例以33.33%為界，53個品種(系)中有32個品種(系)超過這個比例。該試驗中將赤霉病病粒率控制在3.5%以內(nèi)，但仍有一些品種的赤霉病病粒率超過3.5%。近年來，赤霉病在安徽省呈現(xiàn)加重且北移的趨勢，該試驗所在地渦陽地處安徽淮北地區(qū)，2015年的赤霉病也有較大程度的發(fā)生，但相比安徽省其他地區(qū)發(fā)生情況較輕，在此條件下仍然有部分品種的赤霉病粒超標(biāo)，安徽省小麥育種單位應(yīng)注重抗(耐)赤霉病的小麥品種選育。從該試驗結(jié)果可知，在53個品種(系)中有5個品種的不完善粒符合標(biāo)準(zhǔn)(≤10%)，但赤霉病粒超標(biāo)(≥3.5%)，在對不完善粒研究的同時，應(yīng)加強(qiáng)各個性狀的研究，選出合格的品種。

(3)黑胚粒是造成不完善粒的又一個重要因素。該試驗中32%的品種主要是由于黑胚粒的增加而使不完善粒增高。有研究表明根腐病、黑胚病是造成黑胚粒的主要因素[7-10]，由于對品種質(zhì)量要求提高，應(yīng)重視加強(qiáng)對黑胚粒的研究。

(4)發(fā)芽粒也是構(gòu)成不完善粒的一個主要因素。穗發(fā)芽是小麥?zhǔn)斋@期遇到的一大難題，安徽省地處南北過渡地帶，小麥生育后期經(jīng)常遇到連陰雨天氣，是發(fā)生穗發(fā)芽的大風(fēng)險地區(qū)之一。加之近年來安徽省實行大戶生產(chǎn)或者農(nóng)場生產(chǎn)，小麥晾曬問題很難解決，一般都是等到小麥在穗頭上達(dá)到安全水分才進(jìn)行收獲，又加大了穗發(fā)芽的發(fā)生風(fēng)險。因此，選擇抗耐穗發(fā)芽的品種也是降低不完善粒的一種途徑。

(5)小麥生產(chǎn)、銷售、加工部門應(yīng)遵守不完善粒的最大限量標(biāo)準(zhǔn)，通過增加科技投入，良種良法配套，生產(chǎn)質(zhì)量達(dá)標(biāo)、低不完善粒的小麥，使銷售順暢。

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基金項目安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長青年創(chuàng)新基金項目(16B0203)；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院人才基金項目(16F0202)。

作者簡介趙莉(1980- )，女，安徽界首人，助理研究員，碩士，從事作物遺傳育種研究。*通訊作者，研究員，從事小麥遺傳育種研究。

收稿日期2016-04-20

中圖分類號S 512.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)15-044-04

Analysis on Unsound Grain Composition of Wheat

ZHAO Li, LIU Ze, HE Xian-fang, WANG Jian-lai*

(Crop Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei, Anhui 230031)

Abstract[Objective] The main factors influencing unsound grain of wheat were studied, the unsound grain composition was analyzed, so as to reduce proportion of unsound grain in wheat production, and screen out wheat varieties with low percentage of unsound grain. [Method] Selecting 53 wheat varieties(lines) cultivated in Chenda Town, Guoyang County, Anhui Province, the unsound grain composition was estimated, the proportion of gibberellic disease grain, black embryo grain and sprouted kernels were analyzed. [Result] The range of unsound grain of 53 wheat varieties(lines) was 2.79%-20.82%, among which, 1,2 grade wheat cultivars (lines) with less than 6% unsound grains were only 15; more than 10% unsound grains were 16. Gibberellic disease grain, black embryo grain and sprouted kernels existed significant difference between genotypes. [Conclusion] Among tested varieties(lines), unsound grain rate of Lianmai 6, Luomai 23, Weilai 0818, Longke 091, Lianmai 2, Bainong 207, Tainong 19, Wannong 09157, Wanke 06725 and Wanke 121979 was relatively low.

Key wordsWheat; Unsound grain; Gibberellic disease grain; Black embryo grain; Spike germination percentage