黃淮流域部分小麥種質(zhì)材料抗旱和品質(zhì)特性的評價及篩選

崔桂賓，雷 楠,2，王勇鋒，李 毛，謝坤良，孫風(fēng)麗，張 超，劉曙東，奚亞軍

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院,陜西楊凌 712100； 2.銅川市農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法支隊,陜西銅川 727100)

黃淮流域部分小麥種質(zhì)材料抗旱和品質(zhì)特性的評價及篩選

崔桂賓1，雷 楠1,2，王勇鋒1，李 毛1，謝坤良1，
孫風(fēng)麗1，張 超1，劉曙東1，奚亞軍1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院,陜西楊凌 712100； 2.銅川市農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法支隊,陜西銅川 727100)

為了篩選出兼顧小麥抗旱性和優(yōu)良品質(zhì)的小麥種質(zhì)，于2012-2014年通過楊凌和永壽兩個點(diǎn)的田間試驗，對黃淮流域116份小麥種質(zhì)材料的抗旱性和品質(zhì)進(jìn)行了鑒定。結(jié)果共篩選出抗旱小麥種質(zhì)材料10份，旱地強(qiáng)筋小麥種質(zhì)材料24份，其中，強(qiáng)筋抗旱小麥種質(zhì)材料僅4份，即98-10-30、PB1070、新9408和XNCW3。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和單株產(chǎn)量在兩年試驗中均與抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)和抗旱系數(shù)的加權(quán)隸屬函數(shù)呈極顯著相關(guān)關(guān)系，說明有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和單株產(chǎn)量可以初步作為小麥抗旱鑒定和旱地品種選育的初選指標(biāo)。

小麥(TriticumaestivumL.)；種質(zhì)資源；抗旱鑒定；品質(zhì)鑒定；抗旱指標(biāo)

小麥(TriticumaestivumL.)是我國的主要糧食作物，干旱是制約我國小麥生產(chǎn)的環(huán)境限制因子之一，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。近年來，由于全球氣候變化導(dǎo)致的淡水資源短缺逐年加重，對小麥安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[2]。因此，抗旱優(yōu)質(zhì)育種是我國小麥育種的重要目標(biāo)之一，而要提高選育小麥的抗旱性，同時兼顧小麥品質(zhì)和產(chǎn)量，研究小麥抗旱鑒定指標(biāo)、不斷挖掘小麥優(yōu)質(zhì)抗旱種質(zhì)資源是不可或缺的基礎(chǔ)性工作。

小麥的抗旱性是一個復(fù)雜的數(shù)量性狀，且在不同生育階段的表現(xiàn)不同。在長期的育種實踐中，小麥產(chǎn)量以及相關(guān)的農(nóng)藝性狀是抗旱小麥品種選育工作關(guān)注的重點(diǎn)[3-4]。長久以來，國內(nèi)外許多研究者對小麥抗旱性鑒定做了大量的工作，提出了許多與小麥抗旱鑒定相關(guān)的產(chǎn)量指標(biāo)，包括抗旱系數(shù)、干旱敏感指數(shù)、抗旱指數(shù)、抗旱指數(shù)修訂式等[5-8]，但對于干旱條件下小麥品質(zhì)鑒定的報道不多。尹成華等[9]選取了河北、山東、山西和陜西四省干旱半干旱地區(qū)的節(jié)水高產(chǎn)小麥樣品114份，對其籽粒的感官性狀、質(zhì)量指標(biāo)和品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，達(dá)到優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥國家標(biāo)準(zhǔn)的小麥只占樣品總數(shù)的15.8%，達(dá)到優(yōu)質(zhì)弱筋小麥國家標(biāo)準(zhǔn)的只占0.9%，可見在旱地小麥品種中優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種依然只占少數(shù)。此外，干旱顯著影響小麥籽粒的品質(zhì)性狀。范雪梅等[10-11]報道，干旱顯著提高了小麥籽粒的蛋白質(zhì)含量、干濕面筋含量、沉降值和降落值。劉自成等[12]也發(fā)現(xiàn)，1989-2005年黃土高原旱作農(nóng)業(yè)區(qū)育成的23個小麥品種的蛋白質(zhì)、濕面筋和沉降值等均高于全國平均水平。由此可見，在干旱條件下篩選優(yōu)質(zhì)小麥種質(zhì)，更有利于挖掘具有優(yōu)異品質(zhì)的小麥抗旱材料。鑒于此，本研究于2012-2014年通過在楊凌和永壽兩年的田間試驗，對116份來自于黃淮麥區(qū)的小麥種質(zhì)材料進(jìn)行了抗旱性鑒定，同時分析了其籽粒在旱地的品質(zhì)表現(xiàn)，以篩選出兼顧小麥抗旱性和優(yōu)良品質(zhì)的小麥種質(zhì)，為小麥抗旱優(yōu)質(zhì)育種服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗采用田間鑒定方法，116份小麥種質(zhì)材料及其編號見表1。田間試驗分別于2012-2014年的小麥生長季在位于陜西楊凌的西北農(nóng)林科技大學(xué)北校區(qū)北門實驗田(水澆地，越冬前和拔節(jié)期各澆水1次)和陜西永壽縣儀井鎮(zhèn)試驗田(雨養(yǎng)地)進(jìn)行，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，行長2 m，每小區(qū)4行，2個重復(fù)。兩年間小麥生長季節(jié)的降雨量等氣象數(shù)據(jù)見表2。

表1 116份小麥種質(zhì)材料及其抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)Table 1 One hundred and sixteen wheat materials and their drought resistance index and weighted membership function

(續(xù)表1Continuedtable1)

編號Code材料Wheatmaterial2012-2013DIWMF2013-2014DIWMF26邯3475Han34750.2810.4040.5960.3702798-10-300.8600.7620.8880.50128濟(jì)寧13Jining130.4550.4350.6360.30529運(yùn)城1號Yuncheng10.1760.3990.6900.35630渭科2號Weike20.5360.6011.1260.49131百農(nóng)64Bainong640.7530.7380.3390.25132皖9Wan90.3500.4470.3800.20833周麥13Zhoumai130.4520.6390.5370.32534濟(jì)南17Jinan170.4660.5840.8390.33035魯麥21Lumai210.6620.6630.3210.18936鄭麥004Zhengmai0040.5410.5300.7580.395371340.2290.3710.7490.45338皖38Wan380.3370.4160.4780.26539皖33Wan330.1260.1951.0810.49540新麥13Xinmai130.3920.5270.3430.19041煙2801Yan28010.3250.4400.6990.35942泰山241Taishan2410.3470.5200.7920.34943SK98010.3280.6200.7740.39744M80070.5150.4450.9080.47445徐州27Xuzhou270.2720.4380.3090.20146魯麥13Lumai130.4080.5660.6910.3554791290.3310.3050.4690.15348小偃517Xiaoyan5170.0520.3650.9160.44049XY8780.3380.3381.1470.3715086(77)0.5220.3881.2900.49951陜627Shaan6270.4140.5270.2890.16352JS160.2330.3810.6160.28453CA96410.4080.4340.4870.24554SZ1030.3530.4130.2490.16355連9791Lian97910.2990.5010.6890.43956泰山9818Taishan98180.5410.4990.3430.23557皖9949Wan99490.4810.4301.0560.39958西農(nóng)937Xinong9370.1310.2560.7800.37159輪選987Luanxuan9870.2330.3010.4570.34260渝麥5號Yumai50.2940.4060.4520.33861新麥99Xinmai990.2670.4360.5060.32462淮62036Huai620360.3460.4850.7800.46363煙輻188Yanfu1880.7420.6010.5270.3606483600.1830.4370.3670.3266581640.5270.5590.6270.37266西農(nóng)979Xinong9790.3430.4430.8710.40467GN775-20.5140.4860.8440.36768西農(nóng)9871Xinong98710.4610.4810.5580.35769秦農(nóng)108Qinnong1080.5030.4820.7440.32570小偃92Xiaoyan920.7710.6350.7630.33871新麥19Xinmai190.3940.4161.3280.425729826-4-10.4550.4651.4280.47773銅麥1號Tongmai10.5450.4671.1350.40574銅麥3號Tongmai30.3150.4440.8910.36475Pubing0.3890.4281.3220.49776晉麥54Jinmai540.3940.4330.6620.26177京農(nóng)79-13Jingnong79-130.4960.4670.6540.32978徐麥4603Xumai46030.4560.4670.3500.2557905CA3060.4240.4410.4570.26380洛新988Luoxin9880.4310.4800.9760.43281連選707Lianxuan7070.4040.5000.5780.2868201200.3080.4701.0250.460830180.5740.4950.5240.281840630.4960.4950.8560.423850800.4490.5350.7330.32286鄭9694Zheng96940.5020.4400.6100.31587陜01Shaan010.3610.4620.5400.33688XNZK20.6390.6250.5510.29789XNZK80.4300.4990.3220.203

(續(xù)表1Continuedtable1)

編號Code材料Wheatmaterial2012-2013DIWMF2013-2014DIWMF90XNZK40.3700.4350.6140.30991XNZK220.3260.5161.0130.45392XNYS10.4720.5120.7260.37993XNCW40.6450.5620.9520.51494XNCW50.3870.5210.2420.14395XNCW30.5400.5961.4950.54496XNCW10.4510.4450.9200.39397XNQX60.3480.4580.3920.26298XNQX30.6150.4990.7330.34799XNTC10.3230.3660.4580.233100XNTC40.3400.4660.3060.190101XNTC50.5950.5230.5110.290102XNTC20.4430.4872.0320.541103汝陽33Ruyang330.7840.6670.6230.3181041770.7580.5871.7650.554105PB10700.7260.5641.2840.491106普冰945Pubing9450.8500.5721.1680.359107Aomai0.4360.4480.6620.311108濟(jì)旱11號Jihan110.5540.5870.7710.283109臨旱6394Linhan63940.4980.5710.6350.331110運(yùn)麥3101Yumai31010.5080.4991.3290.426111運(yùn)旱618Yunhan6180.4220.5220.9790.419112洛旱2Luohan20.4290.4570.5650.263113周麥24Zhoumai240.4600.5410.4760.238114周麥99233Zhoumai992330.4720.6081.6320.566115寶豐228Baofeng2280.4750.4730.6110.300116洛麥23Luomai230.4630.5060.6840.393

DI：抗旱指數(shù)；WMF：加權(quán)隸屬函數(shù)。

DI:Drought resistant index; WMF:Weighted membership function.

分別于2013年6月和2014年6月待小麥成熟后每小區(qū)收獲10株進(jìn)行室內(nèi)拷種，分別調(diào)查株高、穗長、穗下節(jié)長、旗葉鞘長、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量。用DA7250型近紅外漫反射谷物品質(zhì)分析儀(Perton,瑞典)分析2013年永壽收獲的小麥種質(zhì)材料的品質(zhì)。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)整理與分析采用Microsoft Excel 2013和IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行。

各性狀的抗旱系數(shù)和隸屬函數(shù)值及各參試小麥材料的加權(quán)隸屬函數(shù)值和抗旱指數(shù)的計算公式如下：

Xi=Pd/Pw

U(Xi)=(Xi-Ximin)/(Ximax-Ximin)

DI=Xc×Yc/Ya

2 結(jié)果與分析

2.1 供試小麥材料農(nóng)藝性狀的表型變異

對供試小麥種質(zhì)材料兩年兩地農(nóng)藝性狀的變異進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受不同年份降水量的影響(表2)，不同材料、不同農(nóng)藝性狀的表型變異系數(shù)差別較大。所有農(nóng)藝性狀中，單株產(chǎn)量對不同環(huán)境不同水分的響應(yīng)最為敏感，在兩年兩地的表型變異系數(shù)最大，為35.73%；旗葉鞘長對不同環(huán)境不同水分的響應(yīng)最為遲鈍，表型變異系數(shù)為7.90%；其余性狀如有效穗數(shù)、株高、穗粒數(shù)、千粒重、穗下節(jié)長、穗長的表型變異系數(shù)居于二者之間，分別為33.78%、12.88%、11.60%、9.18%、8.58%和7.90%。所有材料中，XNCW4在兩年兩地的平均表型變異系數(shù)最小(11.10%)，平均表現(xiàn)最為穩(wěn)定， 9129的表型變異系數(shù)最大(22.37%)，在不同年份和地點(diǎn)的表現(xiàn)最不穩(wěn)定。

表2 2012-2014年楊凌(水澆地)和永壽(雨養(yǎng)地)的降水量、平均氣溫和日照時長Table 2 Precipitation,mean temperature,and sunshine duration of Yangling (irrigable) and Yongshou(rain-fed) in 2012-2014

以晉麥47、濟(jì)旱11、臨旱6394、運(yùn)旱618和洛旱2號的平均表型變異系數(shù)為對照(14.15%)，對所有種質(zhì)材料的遺傳穩(wěn)定性進(jìn)行篩選，結(jié)果(表3)發(fā)現(xiàn)，21份小麥材料的平均表型變異系數(shù)小于對照，包括XNCW4、中72-2、Yan995、063、XNCW3、蘭考矮早8號、渭科2號、山農(nóng)664、煙輻188、Pubing、汝陽33、8164、奧墾98-2、XNYS1、運(yùn)麥3101、淮62036、小偃92、GN775-2、鄭麥004、內(nèi)鄉(xiāng)188和PB1070，表明這些種質(zhì)材料的遺傳穩(wěn)定性相對較強(qiáng)，可以作為小麥抗旱育種中的潛在種質(zhì)材料。

2.2 供試小麥材料的抗旱性

供試小麥材料的抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)見表1。由表1可知，不同材料不同年份的抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)差異較大。2012-2013年中，所有供試材料抗旱指數(shù)的平均值為0.448，Yan 995的抗旱指數(shù)最高，為1.223，遠(yuǎn)大于其他材料，小偃517表現(xiàn)最差，抗旱指數(shù)為0.052；所有供試材料加權(quán)隸屬函數(shù)的平均值為0.487，中72-2的表現(xiàn)最好(0.802)，皖33表現(xiàn)最差(0.195)。以抗旱指數(shù)為篩選指標(biāo)，晉麥47、臨旱6394、濟(jì)旱11號、洛旱2號和運(yùn)旱618同年抗旱指數(shù)的平均值(0.511)為對照，抗旱指數(shù)在對照之上的材料共計34個，排名前10的材料分別是Yan 995、98-10-30、普冰945、邯6172、汝陽33、小偃92、177、百農(nóng)64、煙輻188和PB1070；以加權(quán)隸屬函數(shù)為篩選指標(biāo)，晉麥47、臨旱6394、濟(jì)旱11號、洛旱2號和運(yùn)旱618同年加權(quán)隸屬函數(shù)的平均值(0.533)為對照，加權(quán)隸屬函數(shù)值在對照之上的材料共計30個，排名前10的分別是中72-2、98-10-30、百農(nóng)64、Yan 995、汝陽33、魯麥21、周麥13、小偃92、新9408和XNZK2。取以抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)為篩選指標(biāo)、以晉麥47、臨旱6394、濟(jì)旱11號、洛旱2號和運(yùn)旱618抗旱指數(shù)和加權(quán)隸數(shù)函數(shù)平均值為對照所篩選材料的交集，共計20個材料入選，分別是Yan 995、98-10-30、普冰945、汝陽33、小偃92、177、百農(nóng)64、煙輻188、PB1070、蘭考矮早8號、魯麥21、XNCW4、XNZK2、中72-2、山農(nóng)664、XNCW3、渭科2號、邯6176、8164和新9408。

表3 2012-2014年楊凌和永壽21份入選小麥材料的變異系數(shù)Table 3 Variable coefficients of selected 21 wheat materials in Yangling and Yongshou in 2012-2014

PH：株高；LUI：穗下節(jié)長；LFLS：旗葉鞘長；SL：穗長；ESN：有效穗數(shù)；TKW：千粒重；GNPS：穗粒數(shù)；SPY：單株產(chǎn)量；對照是晉麥47、濟(jì)旱11、臨旱6394、運(yùn)旱618和洛旱2號表型變異系數(shù)的平均值。

PH:Plant height; LUI:Length of uppermost internode; LFLS:Length of flag leaf sheath; SL:Spike length; ESN:Effective spike number; TKW:Thousand-kernel weight; GNPS:Grain number per spike; SPY:Single plant yield;Control was the mean of phenotypic variation coefficients of Jinmai 47,Jihan 11,Linhan 6394,Yunhan 618 and Luohan 2.

2013-2014年中，所有供試材料的抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)的平均值分別為0.734和0.351，與2012-2013年差別較大。抗旱指數(shù)中，XNTC2表現(xiàn)最好，XNCW5表現(xiàn)最差，加權(quán)隸屬函數(shù)中淄麥12表現(xiàn)最好，XNCW5表現(xiàn)最差。以抗旱指數(shù)為篩選指標(biāo)，晉麥47、臨旱6394、濟(jì)旱11號、洛旱2號和運(yùn)旱618同年抗旱指數(shù)的平均值(0.710)為對照，共計50個材料入選，排名前10的材料分別是XNTC2、淄麥12、177、周麥99233、XNCW3、9826-4-1、運(yùn)麥3101、新麥19、Pubing和86(77)；以加權(quán)隸屬函數(shù)為篩選指標(biāo)，晉麥47、臨旱6394、濟(jì)旱11號、洛旱2號和運(yùn)旱618同年加權(quán)隸屬函數(shù)的平均值(0.319)為對照，共計71個材料入選，排名前10的分別是淄麥12、周麥99233、177、XNCW3、XNTC2、XNCW4、98-10-30、86(77)、Pubing和皖33。取以抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)為篩選指標(biāo)，以晉麥47、臨旱6394、濟(jì)旱11號、洛旱2號和運(yùn)旱618抗旱指數(shù)和加權(quán)隸數(shù)函數(shù)平均值為對照所篩選材料的交集，共計48個材料入選，分別是XNTC2、淄麥12、177、周麥99233、XNCW3、9826-4-1、運(yùn)麥3101、新麥19、Pubing、86(77)、陜927、PB1070、普冰945、XY878、銅麥1號、渭科2號、皖33、皖9949、0120、XNZK22、洛新988、XNCW4、蘭考矮早8號、XNCW1、小偃517、M8007、銅麥3號、98-10-30、奧墾98-2、西農(nóng)979、新9408、063、貴農(nóng)775-2、濟(jì)南17、Z763、泰山241、西農(nóng)937、淮62036、SK9801、小偃92、鄭麥004、134、秦農(nóng)108、XNQX3、080、內(nèi)鄉(xiāng)188、XNYS1和中優(yōu)9507。

綜合兩年的鑒定結(jié)果，177、98-10-30、蘭考矮早8號、PB1070、普冰945、渭科2號、小偃92、新9408、XNCW3和XNCW4的產(chǎn)量和整體抗旱性均表現(xiàn)較好，是較理想的小麥抗旱種質(zhì)材料。

2.3 供試小麥材料的品質(zhì)

對116份供試小麥材料的品質(zhì)性狀進(jìn)行鑒定，各性狀的平均值如下：籽粒含水量為10.20%，粗蛋白干基含量為14.70%，濕面筋含量為30.69%，淀粉含量為27.56%，容重為776.34 g·L-1，面團(tuán)穩(wěn)定時間為15.98 min，出粉率為69.55%。所有材料中，SK9801的粗蛋白干基含量和濕面筋含量最高，分別為18.71%和39.49%，但出粉率相對較低，為67.33%。皖9949的粗蛋白干基含量和濕面筋含量最低，為12.07%和24.69%。以中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 17892-1999優(yōu)質(zhì)小麥 強(qiáng)筋小麥》為鑒定依據(jù)[13]，容重、水分、粗蛋白干基含量和濕面筋含量為鑒定指標(biāo)，共篩選出符合標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)筋小麥材料24份，分別是SK9801、荔墾2號、98-10-30、新9408、XNCW3、Z763、CA9641、邯6172、SZ103、JS16、新麥19、XNQX3、運(yùn)旱618、豫麥47、XY878、渝麥5號、9129、HY88、M8007、GN775-2、連9791、煙輻188、Yan995和PB1070(表4)，可以作為旱地小麥育種的種質(zhì)材料。

表4 24份入選小麥種質(zhì)材料的品質(zhì)特征Table 4 Quality characteristic of 24 selected wheat materials

WC：含水量；GPC：粗蛋白含量(干基)；WGC：濕面筋含量；SC：淀粉含量；BD：容重；DST：面團(tuán)穩(wěn)定時間；FY：出粉率。

WC:Water content; GPC:Gross protein content(dry base); WGC:Wet gluten content; SC:Starch content; BD:Bulk density; DST:Dough stability time; FY:Flour yield.

2.4 小麥農(nóng)藝性狀與抗旱性鑒定指標(biāo)之間的相關(guān)性

將供試小麥的抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)、加權(quán)隸屬函數(shù)與小麥兩年的田間表型性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。2012-2013年抗旱系數(shù)與水地的單株產(chǎn)量、旗葉鞘長、千粒重、有效穗數(shù)和株高呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與旱地的單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與旱地的穗下節(jié)長呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。2013-2014年抗旱系數(shù)與水地的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與旱地單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。由兩年的數(shù)據(jù)表明，水地條件下的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)及旱地條件下的單株產(chǎn)量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與抗旱系數(shù)的關(guān)系密切，可以作為小麥抗旱鑒定的候選指標(biāo)。

2012-2013年抗旱指數(shù)與水地的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與旱地的單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。2013-2014年抗旱指數(shù)與水地的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與旱地的單株產(chǎn)量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與旱地的旗葉鞘長呈顯著正相關(guān)關(guān)系。由兩年的數(shù)據(jù)表明，水地條件下的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)及旱地條件下的單株產(chǎn)量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與抗旱指數(shù)關(guān)系密切，可以作為小麥抗旱鑒定的參考指標(biāo)。

2012-2013年加權(quán)隸屬函數(shù)與水地的所有性狀均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與其中的單株產(chǎn)量、旗葉鞘長、穗下節(jié)長、穗長、有效穗數(shù)和株高呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與千粒重和穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；與旱地的單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與穗下節(jié)長呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。2013-2014年加權(quán)隸屬函數(shù)與水地的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與旱地的單株產(chǎn)量、旗葉鞘長、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。由兩年的數(shù)據(jù)表明，水地的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)及旱地的單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)與加權(quán)隸屬函數(shù)關(guān)系密切，可以作為小麥抗旱鑒定的參考指標(biāo)。

表5 2012-2014年楊凌和永壽小麥農(nóng)藝性狀與抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients between agronomic traits and drought coefficient,drought resistant index and weighted membership function of wheat in Yangling and Yongshou in 2012-2014

**表示在0.01水平上顯著相關(guān)；*表示在0.05水平上顯著相關(guān)；DC：抗旱系數(shù)；DI：抗旱指數(shù)；WMF：加權(quán)隸屬函數(shù)；SPY：單株產(chǎn)量；LFLS：旗葉鞘長；TKW：千粒重；GNPS：穗粒數(shù)；LUI：穗下節(jié)長；SL：穗長；ESN：有效穗數(shù)；PH：株高。

** indicates the correlation is significant at the level of 0.01; * indicates the correlation is significant at the level of 0.05; DC:Drought resistance coefficient; DI:Drought resistance index; WMF:Weighted membership function; SPY:Single plant yield; LFLS:Length of flag leaf sheath; TKW:Thousand kernel weight; GNPS:Grain number per spike; LUI:Length of uppermost internode; SL:Spike length; ESN:Effective spike number; PH:Plant height.

綜合116份小麥兩年兩點(diǎn)的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，水地的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)及旱地的單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)與小麥的抗旱性和干旱條件下的穩(wěn)產(chǎn)性均呈極顯著相關(guān)關(guān)系，表明旱地的單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)可以作為小麥抗旱鑒定的有效依據(jù)，水地條件下單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)多的小麥并不一定抗旱，且更多的可能是不抗旱，因此在干旱條件下進(jìn)行抗旱品種的選育工作更加有效。此外，在干旱條件下具有較多成穗數(shù)和穗粒數(shù)、較高單株產(chǎn)量的小麥材料可能更適宜旱地品種選育。

3 討 論

小麥?zhǔn)鞘澜缧缘闹匾Z食作物，干旱已成為影響小麥生長發(fā)育的關(guān)鍵非生物逆境之一，抗旱育種是保證干旱地區(qū)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段[14]。小麥抗旱鑒定是一個長期的系統(tǒng)工程，挖掘和創(chuàng)新小麥抗旱種質(zhì)資源是進(jìn)行小麥抗旱品種選育和抗旱機(jī)理研究的基礎(chǔ)。在過去的研究實踐中，相關(guān)學(xué)者分別從生理生化、農(nóng)藝性狀等角度對小麥的抗旱性進(jìn)行鑒定，其中以抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)最為普及[15-20]。本研究以抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)對116份小麥抗旱性進(jìn)行鑒定，最終篩選出10份表現(xiàn)穩(wěn)定的小麥抗旱種質(zhì)材料，包括177、98-10-30、蘭考矮早8號、PB1070、普冰945、渭科2號、小偃92、新9408、XNCW3和XNCW4。此外，本研究還篩選出旱地小麥強(qiáng)筋種質(zhì)材料24份，包括SK9801、荔墾2號、98-10-30、新9408、XNCW3、Z763、CA9641、邯6172、SZ103、JS16、新麥19、XNQX3、運(yùn)旱618、豫麥47、XY878、渝麥5號、9129、HY88、M8007、GN775-2、連9791、煙輻188、Yan995和PB1070。綜合考慮抗旱性、品質(zhì)和產(chǎn)量，取其交集，98-10-30、PB1070、新9408和XNCW3共計四個材料入選，可以作為小麥旱地強(qiáng)筋育種的種質(zhì)材料。

年際間自然降水差異影響了小麥的抗旱性鑒定。永壽2013-2014年降水量是2012-2013年降水量的1.93倍，受此影響，2013-2014年所有材料抗旱指數(shù)的平均值則為0.734，是2012-2013年抗旱指數(shù)的1.64倍，而加權(quán)隸屬函數(shù)則與此相反，2013-2014年所有材料的平均隸屬函數(shù)比2012-2013年的平均隸屬函數(shù)小了27.99%?？梢娫诮邓坎町愝^大的年份，材料不同年份之間的抗旱指數(shù)和加權(quán)隸屬函數(shù)的可比性有待商榷。此外，不同材料對降水的敏感程度不一，導(dǎo)致材料年際間差異較大，是抗旱材料篩選的另一個難點(diǎn)。如材料百農(nóng)64，在2012-2013年的極端干旱條件下表現(xiàn)極好，抗旱指數(shù)可達(dá)0.753，加權(quán)隸屬函數(shù)可達(dá)0.738，但在降水量相對較高的2013-2014年，其抗旱指數(shù)只有0.339，加權(quán)隸屬函數(shù)只有0.251。因此，在進(jìn)行小麥抗旱性鑒定時，必須考慮到小麥材料對干旱耐受能力的差異。

小麥抗旱鑒定指標(biāo)的研究由來已久，對育種工作者而言，產(chǎn)量是進(jìn)行抗旱鑒定的首要考慮因素，因此提出的抗旱指數(shù)、抗旱系數(shù)等指標(biāo)得到廣大育種工作者的認(rèn)同。此外，小麥的其他農(nóng)藝性狀也與小麥抗旱性有關(guān)。Chen等[8]報道單株產(chǎn)量和穗粒數(shù)與小麥的整體抗旱性呈極顯著相關(guān)關(guān)系。本研究中，單株產(chǎn)量和穗粒數(shù)在兩年試驗中均與小麥的整體抗旱性呈極顯著相關(guān)關(guān)系，這與Chen等[8]報道的結(jié)果是相符合的，說明干旱對單株產(chǎn)量和穗粒數(shù)的影響極大，其可以作為小麥抗旱鑒定的有效指標(biāo)。武仙山等[21]用小麥株高脅迫系數(shù)分析小麥發(fā)育中的抗旱性動態(tài)，認(rèn)為株高與小麥抗旱性密切相關(guān)。在本試驗中，除2012-2013年楊凌(水澆地)的株高與當(dāng)年小麥的抗旱性呈極顯著負(fù)相關(guān)外，2012-2013年旱地小麥株高和2013-2014年兩點(diǎn)的小麥株高均與小麥抗旱性無關(guān)，兩年兩點(diǎn)的小麥株高的變異系數(shù)也顯著低于單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)更是證實了這點(diǎn)，這可能與兩地的環(huán)境條件有關(guān)。

干旱會影響小麥的品質(zhì)，一般認(rèn)為干旱會影響小麥蛋白質(zhì)的總產(chǎn)量，但是單位籽粒的蛋白質(zhì)含量會增加[22-23]。本研究在干旱條件下對116份小麥種質(zhì)材料的品質(zhì)進(jìn)行了初步分析，共篩選到24份強(qiáng)筋小麥品種，容重、水分、粗蛋白含量和濕面筋含量符合國家強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，可以作為北方冬麥區(qū)旱地強(qiáng)筋小麥的育種材料。但值得注意的是，篩選的強(qiáng)筋小麥中，部分小麥的出粉率較低，如新9408(66%)、渝麥5號(65%)和XNQX3(67%)，明顯低于平均值(69.55%)。此外，近紅外分析法對小麥的蛋白含量的測定存在一定誤差，還需要在以后的田間試驗中對其籽粒的蛋白質(zhì)含量進(jìn)行更加精確地測量。

[1] 趙廣才.中國小麥種植區(qū)劃研究(一)[J].麥類作物學(xué)報,2010,30(5):886.

ZHAO G C.Study on Chinese wheat planting regionalization(I) [J].JournalofTriticeaeCrops,2010,30(5):886.

[2] LV Z,LIU X,CAO W,etal.Climate change impacts on regional winter wheat production in main wheat production regions of China [J].Agricultural&ForestryMeteorology,2013,s171-172(3):234.

[3] BLUM A,JORDAN W R.Breeding crop varieties for stress environments [J].CriticalReviewsinPlantSciences,1984,2(3):199.

[4] 景蕊蓮.作物抗旱研究的現(xiàn)狀與思考[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1999,17(2):79.

JING R L.Present situation and approach of study on crop drought resistance [J].AgriculturalResearchintheAridAreas,1999,17(2):79.

[5] 冀天會,張燦軍,楊子光,等.小麥抗旱性鑒定方法及評價指標(biāo)研究Ⅲ 綜合評價指標(biāo)的比較研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2007,23(10):422.

JI T H,ZHANG C J,YANG Z G,etal.Study on resistance drought identify method and evaluation index of wheat III the comparative study on synthesis evaluation index [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2007,23(10):422.

[6] 胡雯媚,王思宇,樊高瓊,等.西南麥區(qū)小麥品種苗期抗旱性鑒定及其指標(biāo)篩選[J].麥類作物學(xué)報,2016,36(2):182.

HU W M,WANG S Y,FAN G Q,etal.Analysis on the drought resistance and screening of drought resistance appraisal indexes of wheat cultivars in seedling stage in southwest area [J].JournalofTriticeaeCrops,2016,36(2):182.

[7] LIU C,YANG Z,HU Y G.Drought resistance of wheat alien chromosome addition lines evaluated by membership function value based on multiple traits and drought resistance index of grain yield [J].FieldCropsResearch,2015,179:103.

[8] CHEN X,MIN D,YASIR T A,etal.Evaluation of 14 morphological,yield-related and physiological traits as indicators of drought tolerance in Chinese winter bread wheat revealed by analysis of the membership function value of drought tolerance(MFVD) [J].FieldCropsResearch,2012,137(3):195.

[9] 尹成華,王 濤,路輝麗,等.2009年干旱半干旱地區(qū)小麥品質(zhì)狀況研究[J].糧食與油脂,2010(10):7.

YIN C H,WANG T,LU H L,etal.The quality condition of the wheat from area in China at arid or half arid latitude in 2009 [J].Cereals&Oils,2010(10):7.

[10] 范雪梅,姜 東,戴廷波,等.花后干旱和漬水對不同品質(zhì)類型小麥籽粒品質(zhì)形成的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報,2004,28(5):680.

FAN X M,JIANG D,DAI T B,etal.Effects of post-anthesis drought and waterlogging on the quality of grain formation in different wheat varieties [J].JournalofPlantEcology,2004,28(5):680.

[11] 范雪梅,姜 東,戴廷波,等.花后干旱或漬水逆境下氮素對小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報,2006,30(1):71.

FAN X M,JIANG D,DAI T B,etal.Effects of nitrogen on grain yield and quality in wheat grown under drought or waterlogging stress from anthesis to maturity [J].JournalofPlantEcology,2006,30(1):71.

[12] 劉自成,楊 虓,謝惠民.隴東黃土高原地區(qū)小麥品質(zhì)特性分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2008,26(4):190.

LIU Z C,YANG X,XIE H M.Analysis of wheat quality of Longdong loess plateau area [J].AgriculturalResearchintheAridAreas,2008,26(4):190.

[13] 中華人民共和國糧食儲備局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量管理辦公室.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T 17892-1999 優(yōu)質(zhì)小麥 強(qiáng)筋小麥[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1999.

Standard Quality Management Office in Grain Reserve Bureau of the People’s Republic of China.National Standard of the People’s Republic of China:GB/T 17892-1999 High quality wheat-strong gluten wheat [S].Beijing:Standards Press of China,1999.

[14] 趙燕昊,曹躍芬,孫威怡,等.小麥抗旱研究進(jìn)展[J].植物生理學(xué)報,2016,52(12):1795.

ZHAO Y H,CAO Y F,SUN W Y,etal.The research advances in drought resistance in wheat [J].PlantPhysiologyJournal,2016,52(12):1795.

[15] 王 瑋,鄒 琦.胚芽鞘長度作為冬小麥抗旱性鑒定指標(biāo)的研究[J].作物學(xué)報,1997,23(4):459.

WANG W,ZOU Q.Studies on coleoptile length as criterion of appraising drought resistance in wheat [J].ActaAgronomicaSinica,1997,23(4):459.

[16] 武仙山,昌小平,景蕊蓮.小麥灌漿期抗旱性鑒定指標(biāo)的綜合評價[J].麥類作物學(xué)報,2008,28(4):626.

WU X S,CHANG X P,JING R L.Screening indexes for drought resistance of wheat at grain-filling stage [J].JournalofTriticeaeCrops,2008,28(4):626.

[17] 周桂蓮,楊慧霞.小麥抗旱性鑒定的生理生化指標(biāo)及其分析評價[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1996,14(2):65.

ZHOU G L,YANG H X.An analysis and review of physiological and biochemical indexes about wheat drought resistance identification [J].AgriculturalResearchintheAridAreas,1996,14(2):65.

[18] YASIR T A,CHEN X J,LONG T,etal.Screening of Chinese bread wheat genotypes under two water regimes by various drought tolerance indices [J].AustralianJournalofCropScience,2013,7(13):2005.

[19] SCHONFELD M A,JOHNSON R C,CARVER B F,etal.Water relations in winter wheat as drought resistance indicators [J].CropScience,1988,28(3):526.

[20] VILLEGAS D,LF G D M,RHARRABTI Y,etal.Morphological traits above the flag leaf node as indicators of drought susceptibility index in durum wheat [J].JournalofAgronomy&CropScience,2007,193(2):103.

[21] 武仙山,王正航,昌小平,等.用株高旱脅迫系數(shù)分析小麥發(fā)育中的抗旱性動態(tài)[J].作物學(xué)報,2008,34(11):2010.

WU X S,WANG Z H,CHANG X P,etal.Dynamics of drought resistance based on drought stress coefficient derived from plant height in wheat development [J].ActaAgronomicaSinica,2008,34(11):2010.

[22] 荊 奇,曹衛(wèi)星.小麥籽粒品質(zhì)形成及其調(diào)控研究進(jìn)展[J].麥類作物學(xué)報,1999,19(4):46.

JING Q,CAO W X.Research progress on grain quality formation and regulation in wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,1999,19(4):46.

[23] HOUSHMAND S,ARZANI A,MIRMOHAMMADI-MAIBODY S A M.Effects of salinity and drought stress on grain quality of durum wheat [J].CommunicationsinSoilScienceandPlantAnalysis,2014,45(3):297.

EvaluationandScreeningofDroughtResistanceandGrainQualityofWheatGermplasmsinYellow-HuaiRiverBasin

CUIGuibin1,LEINan1,2,WANGYongfeng1,LIMao1,XIEKunliang1,SUNFengli1,ZHANGChao1,LIUShudong1,XIYajun1

(1.College of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China; 2.Comprehensive Law Enforcement Detachment of Agriculture of Tongchuan City,Tongchuan,Shaanxi 727100,China)

In order to select the wheat germplasm with good quality and drought resistance,the drought resistance and quality of 116 wheat germplasms in Yellow-huai River Basin were identified by two-site field trail in Yangling and Yongshou from 2012 to 2014. Ten wheat germplasms with drought resistance and twenty-four wheat germplasms with strong gluten were selected. As a result,wheat germplasms,including 98-10-30,Pubing 1070,Xin 9408,and XNCW4,were identified as reliable wheat materials for wheat breeding with strong gluten and drought resistance. Besides,it was found that effective spike number per plant,grain number per spike,and grain yield per plant were significantly correlated with drought resistance coefficient,drought resistance index,and weighted membership function of drought resistance coefficient. The three agronomy traits were preliminarily identified as effective indices for drought resistance identification.

Wheat(TriticumaestivumL.); Germplasm resources; Drought resistance identification; Quality identification; Drought resistance index

時間：2017-11-14

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20171114.1027.004.html

2017-04-24

2017-10-05

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目(2015KTZDNY01-08)

E-mail:guibincui2008@163.com(崔桂賓);lookfor521@163.com(雷 楠，與第一作者同等貢獻(xiàn))

奚亞軍(E-mail:xiyajun2002@126.com)

S512.1；S330

A

1009-1041(2017)11-1409-10