小麥淀粉糊化特性的配合力分析

劉春雷　楊雪　王丁

摘要：采用NCII設(shè)計分析了8個小麥品種淀粉糊化特性的配合力、遺傳力及各糊化特性間的相關(guān)性。結(jié)果表明，品種間6個糊化特性的一般配合力差異均較大，但雜交組合間的特殊配合力差異均不顯著；同時這些糊化特性均具有較高的狹義遺傳力，表明糊化特性主要受基因加性效應(yīng)影響；另外，峰值黏度與糊化溫度外的其他糊化特性均呈極顯著正相關(guān)。濟(jì)麥20、鄭麥366、百農(nóng)矮抗58、花培5號糊化特性的一般配合力較高，可用作優(yōu)質(zhì)面條小麥育種的親本。

關(guān)鍵詞：小麥；糊化特性；配合力；遺傳力；面條品質(zhì)

中圖分類號： S512.103文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）15-0077-03

小麥面粉中含量最高的生物大分子為淀粉及蛋白質(zhì)，其蛋白質(zhì)的含量、亞基組成以及淀粉的含量、組分、糊化特性等均對小麥加工品質(zhì)有重要影響[1-5]，其中淀粉的糊化特性主要影響小麥的面條加工品質(zhì)。研究表明，峰值黏度與面條的色澤、光滑性、食味、總評分呈顯著或極顯著正相關(guān)，是評價面條品質(zhì)的重要因素[6-9]。關(guān)于衰減值、最低黏度、回生值等性狀與面條品質(zhì)相關(guān)性研究結(jié)果不盡相同。其中，張劍等認(rèn)為，最終黏度、回升值、最低黏度對面條品質(zhì)影響極顯著，糊化溫度、峰值時間、衰減值的影響不顯著[7]。趙登登等研究認(rèn)為，衰減值與鮮濕面條的彈性、感官總得分呈顯著正相關(guān)，而糊化溫度與面條的彈性、感官總得分呈顯著負(fù)相關(guān)[8]。鄭學(xué)玲等研究認(rèn)為，糊化溫度與面條感官指標(biāo)間無顯著相關(guān)性[9]。配合力分析可有效幫助育種者評選親本，提高配組合的效率。本研究選用8個小麥品種組配4×4 NCII雜交，分析糊化特性的配合力、遺傳力及各糊化特性間的相關(guān)性等遺傳學(xué)特征，旨在為選育優(yōu)質(zhì)面條專用小麥新品種提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

2012年5月，筆者以強(qiáng)筋小麥品種西農(nóng)979、藁優(yōu)9415、濟(jì)麥20、鄭麥366為母本，中筋小麥品種周麥18號、花培5號、百農(nóng)矮抗58、弱筋小麥品種鄭麥004為父本，按照NCII設(shè)計配制4×4雜交，共16個組合。2012年10月，將雜交種子及其親本共24個處理播種于河南教育學(xué)院滎陽試驗基地，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)2行，行長2 m，行距 25 cm，株距10 cm，管理方式同大田。2013年6月按小區(qū)收獲，保存4個月后使用LYM-1型實驗?zāi)シ蹤C(jī)（河南鄭州良源分析儀器有限公司）制粉，過100目篩備用。

1.2測試方法

采用澳大利亞Newport科學(xué)儀器公司的RVA Super3型快速黏度儀測定淀粉的糊化特性。選用儀器配套程序TCW2.6 中預(yù)設(shè)的standard1，參照GB/T 24853-2010《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測定快速粘度儀法》進(jìn)行測定，軟件自動記錄糊化溫度（pasting temp，T）、峰值黏度（peak visc，PV）、峰值時間（peak time，PT）、最低黏度（trough visc，TV）、最終黏度（final visc，F(xiàn)V）、衰減值（breakdown，BD）、回生值（setback，SB）等糊化特性的指標(biāo)。

1.3分析方法

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和雜種優(yōu)勢分析；采用DPS 9.50數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差、相關(guān)性及配合力（遺傳交配設(shè)計——NCII模型）分析；雜種優(yōu)勢指標(biāo)選用中親優(yōu)勢。

2結(jié)果與分析

2.1親本糊化特性的差異

經(jīng)方差分析及新復(fù)極差檢驗，各親本間除糊化溫度外，其余6個性狀均差異顯著，但不同筋力親本間的糊化特性的差異性無規(guī)律（表1）。例如在峰值黏度中，強(qiáng)筋親本西農(nóng)979與中筋親本百農(nóng)矮抗58、周麥18號間無顯著差異；最低黏度中，強(qiáng)筋親本西農(nóng)979與中筋親本周麥18號、百農(nóng)矮抗58間無顯著差異，強(qiáng)筋親本鄭麥366、濟(jì)麥20與弱筋親本鄭麥004間也無顯著差異，在其余4個性狀中也有類似現(xiàn)象，表明糊化特性受面筋強(qiáng)度的影響較小。在7個糊化特性的性狀中，糊化溫度的變異系數(shù)最小，僅為0.37%；衰減值的變異系數(shù)最大，為15.46%，其余性狀的變異系數(shù)均不高于10.00%。

2.2配合力方差分析

方差分析結(jié)果（表2）表明，各糊化特性在不同區(qū)組間差異不顯著，表明糊化特性不易受環(huán)境影響。除糊化溫度外，其余糊化特性在不同組合間均差異極顯著，這些差異全部歸因于父本、母本間一般配合力（general combining ability，GCA）的差異，雜交組合間所有糊化特性的特殊配合力（special combining ability，SCA）均不顯著。其中，父本間峰值黏度、峰值時間、最低黏度和最終黏度的一般配合力均差異極顯著，衰減值的一般配合力達(dá)到顯著差異；母本間6個糊化特性的一般配合力均差異極顯著。因此，在優(yōu)質(zhì)面條小麥育種中，通過配合力分析進(jìn)行親本選擇是有效的。

2.3一般配合力效應(yīng)分析

同一糊化性狀不同親本間的一般配合力效應(yīng)差異較大（表3），例如濟(jì)麥20、花培5號、百農(nóng)矮抗58最終黏度的一般配合力較高，藁優(yōu)9415、鄭麥004則較低。鄭麥366回生值的一般配合力最低，可降低后代的回生值，但有利于提高鮮面條的貨架壽命[10]。

不同親本間，濟(jì)麥20、鄭麥366、百農(nóng)矮抗58、花培5號在多數(shù)糊化特性上均表現(xiàn)出較高的一般配合力，可用作優(yōu)質(zhì)面條小麥育種的親本；藁優(yōu)9415、鄭麥004、周麥18號、西農(nóng)979的峰值黏度或多數(shù)糊化特性一般配合力均較低，不宜用于優(yōu)質(zhì)面條小麥育種。

2.4糊化特性的遺傳力分析

糊化特性的遺傳參數(shù)分析結(jié)果（表4）表明，除峰值黏度外，母本的一般配合力方差均大于父本，表明糊化特性有傾母遺傳現(xiàn)象，可能與胚乳三倍體特征有關(guān)，因此在優(yōu)質(zhì)面條小麥育種中，配合力高的親本更適合用作母本。本研究中一般配合力方差的比重和狹義遺傳力均較高，表明糊化特性主要受基因加性效應(yīng)影響，基因的顯性作用不明顯，同時較高的遺傳力表明這些性狀遺傳穩(wěn)定性好，適合在育種中進(jìn)行早代選擇。endprint

2.5糊化特性的相關(guān)分析

表5結(jié)果表明，糊化溫度與其他糊化性狀間的相關(guān)系數(shù)均不顯著，峰值黏度與峰值時間、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值間均呈極顯著正相關(guān)，因此峰值黏度可作為標(biāo)志性狀用來評價育種親本；峰值時間、最低黏度、最終黏度也與多數(shù)性狀間呈顯著或極顯著正相關(guān)。

3結(jié)論與討論

前人研究表明，不同小麥品種間糊化特性的一般配合力存在顯著或極顯著差異， 但關(guān)于不同雜交組合間糊化特性特殊配合力的研究結(jié)論存在分歧[11-13]，本研究與薛香等的研究結(jié)果[11]較一致。這表明糊化特性普遍受基因加性效應(yīng)影響，而顯性效應(yīng)僅在特定的親本組合中表現(xiàn)，在目前小麥育種以純系品種為主的前提下，一般配合力更為重要。本研究中，濟(jì)麥20、鄭麥366、百農(nóng)矮抗58、花培5號糊化特性的一般配合力較高，可以在優(yōu)質(zhì)面條小麥育種中應(yīng)用，同時糊化特性的遺傳力均較高，可作為早代選擇的依據(jù)。

本研究中，親本間糊化溫度無顯著差異，同時該性狀的一般配合力及特殊配合力在親本間、雜交組合間均不顯著，可能因為親本間的有關(guān)基因等位變異較少，雜種優(yōu)勢不明顯。陳建省等通過配粉分析了面筋蛋白對糊化特性的影響，結(jié)果表明，不同筋力面筋蛋白、不同面筋含量對糊化溫度的影響均不明顯[14-15]。章紹兵等通過糯小麥淀粉配粉分析了不同直鏈淀粉含量對糊化特性的影響，結(jié)果表明，直鏈淀粉含量從217%升高到30.0%，對糊化溫度影響不顯著[16]。師鳳華等對糯小麥、非糯小麥及部分糯小麥（缺失1～2個Wx基因）的研究結(jié)果表明，直鏈淀粉含量（2.14%～17.75%）與糊化溫度呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著[17]。這些研究尚未明確糊化溫度的遺傳機(jī)理，因此相關(guān)研究有待進(jìn)一步深入。

由于淀粉屬胚乳的一部分，母本基因占2/3，父本基因占1/3，母本基因可能會因劑量效應(yīng)影響試驗結(jié)果，今后對糊化特性或其他胚乳性狀的研究中，建議使用完全雙列雜交或在NCII設(shè)計的同時安排一組反交試驗，以獲得更加詳實的數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Katyal M，Virdi A S，Kaur A，et al. Diversity in quality traits amongst Indian wheat varieties Ⅰ：Flour and protein characteristics[J]. Food Chemistry，2016，194：337-344.

[2]Singh N，Kaur A，Katyal M，et al. Diversity in quality traits amongst Indian wheat varieties Ⅱ：Paste，dough and muffin making properties[J]. Food Chemistry，2016，197：316-324.

[3]Li N A，Pu Y，Kong W G，et al. Advances in the study of protein quality traits and main influencing factors of wheat in China[J]. Agricultural Science&Technology，2015，16（8）：1653-1659.

[4]張璐，崔柳青，王曉曦，等. 面筋蛋白與小麥加工品質(zhì)關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，33（4）：95-100.

[5]鈕力亞，楊學(xué)舉，劉桂茹. 小麥淀粉性狀與食品加工品質(zhì)關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33（2）：316-317.

[6]Oda M，Yasuda Y，Okazaki S，et al. A method of flour quality assessment for Japanese noodles[J]. Cereal Chemistry，1980，57（4）：253-254.

[7]張劍，李夢琴，任紅濤. 小麥粉糊化特性與面條品質(zhì)相關(guān)性研究[J]. 糧油加工，2010（12）：83-85.

[8]趙登登，周文化. 面粉的糊化特性與鮮濕面條品質(zhì)的關(guān)系[J]. 食品與機(jī)械，2013（6）：26-29.

[9]鄭學(xué)玲，尚加英，張杰. 面粉糊化特性與面條品質(zhì)關(guān)系的研究[J]. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，31（6）：1-5.

[10]宋建民，劉愛峰，尤明山，等. 糯小米配粉對淀粉糊化特性和面條品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（12）：1838-1842.

[11]薛香，楊忠強(qiáng)，岳海風(fēng)，等. 小麥糊化特性參數(shù)的遺傳效應(yīng)分析[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（5）：1-4.

[12]王霖，高慶榮，郭新平，等. 冬小麥淀粉糊化特性的配合力及遺傳力分析[J]. 麥類作物學(xué)報，2004，24（4）：1-5.

[13]胡延吉，劉蓮. 小麥淀粉糊化特性及面團(tuán)流變學(xué)特性的配合力分析[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，41（5）：54-58.

[14]陳建省，田紀(jì)春，吳澎，等. 不同筋力面筋蛋白對小麥淀粉糊化特性的影響[J]. 食品科學(xué)，2013，34（3）：75-79.

[15]姜小苓，李小軍，馮素偉，等. 蛋白質(zhì)和淀粉對面團(tuán)流變學(xué)特性和淀粉糊化特性的影響[J]. 食品科學(xué)，2014，35（1）：44-49.

[16]章紹兵，陸啟玉. 直鏈淀粉含量對面粉糊化特性及面條品質(zhì)的影響[J]. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，26（6）：9-12.

[17]師鳳華，徐杰，尤明山，等. 小麥胚乳Wx蛋白缺失對淀粉含量和淀粉特性的影響[J]. 麥類作物學(xué)報，2006，26（5）：54-59.endprint