小麥面團(tuán)粉質(zhì)特性的遺傳分析

于紅彩 胡鐵柱 李淦

摘要：以6個(gè)不同品質(zhì)類型的小麥品種為親本，按GriffingⅡ雙列雜交方法配置15個(gè)雜交組合，分析研究了面團(tuán)粉質(zhì)特性的遺傳規(guī)律。結(jié)果表明，所有面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)的一般配合力（GCA）方差均達(dá)到顯著水平，除弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)外，另外2個(gè)參數(shù)的特殊配合力（SCA）方差也達(dá)到顯著水平;面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)的廣義和狹義遺傳力均較高，加性方差明顯大于顯性方差，表明弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)主要受加性效應(yīng)影響，而面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間同時(shí)受加性和非加性效應(yīng)控制，且以加性效應(yīng)為主。綜合來看，鄭2441×濟(jì)麥20屬于強(qiáng)優(yōu)勢組合。

關(guān)鍵詞：小麥;面團(tuán)粉質(zhì)特性;雙列雜交;遺傳分析

中圖分類號：S512.103 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0082-03

面團(tuán)粉質(zhì)特性是衡量小麥品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[1]，與面包、饅頭、面條、餅干等加工品質(zhì)密切相關(guān)，其檢測指標(biāo)主要包括吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)等[2]。其中，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間是評價(jià)面包品質(zhì)最重要的指標(biāo)之一[3]，與面條的韌性、硬度和粘彈性呈顯著正相關(guān)，與煮面的外觀評價(jià)呈顯著負(fù)相關(guān)[4];另外，李蓓蓓等研究表明，吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間與酥性餅干評分呈顯著負(fù)相關(guān)[5]。因此，對面團(tuán)粉質(zhì)特性的研究可預(yù)測和控制專用粉的品質(zhì)。鑒于當(dāng)前我國食品加工專用粉的需求量較大，因此對小麥面團(tuán)粉質(zhì)特性的研究顯得尤為重要。

迄今，國內(nèi)外學(xué)者已對小麥產(chǎn)量、穗粒數(shù)、株高等農(nóng)藝性狀[6-10]以及淀粉含量、面筋含量等品質(zhì)性狀[11-13]的遺傳研究做了大量報(bào)道，得出很多具有指導(dǎo)意義的結(jié)論，但有關(guān)小麥面團(tuán)粉質(zhì)特性遺傳研究報(bào)道相對較少，因此亟需對其遺傳規(guī)律進(jìn)行深入探討。

雙列雜交一直是進(jìn)行植物數(shù)量性狀研究的主要方法之一，該方法主要是通過分析組合材料的特點(diǎn)，進(jìn)而篩選出符合目標(biāo)性狀的優(yōu)良親本組合[14]，在棉花[15]、玉米[16]、水稻[17]等農(nóng)作物育種上也均有廣泛應(yīng)用。該遺傳統(tǒng)計(jì)分析方法主要分為2類：一是Griffing的配合力分析法，二是Hayman的遺傳效應(yīng)分析法[18-19]。這2種方法至今仍在廣泛應(yīng)用，并推動(dòng)著數(shù)量性狀遺傳和育種的深入研究和發(fā)展。

本試驗(yàn)選用6個(gè)不同品質(zhì)類型的小麥品種為試驗(yàn)材料，分析研究了面團(tuán)粉質(zhì)特性的遺傳規(guī)律，旨在為小麥品質(zhì)育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥6個(gè)親本分別為濟(jì)麥20、SN01-24、百農(nóng)64、周麥16、鄭麥004、鄭2441，按GriffingⅡ雙列雜交方法配置15個(gè)雜交組合。親本和雜交種F1（共21份材料）于2013—2014年度種植于河南科技學(xué)院試驗(yàn)基地（河南省新鄉(xiāng)縣朗公廟鎮(zhèn)），完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，每份材料種植4行，行長4 m，行距25 cm，每行播種80粒，肥水管理同一般大田。成熟時(shí)按組合收獲，脫粒，晾曬，常溫儲藏備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 磨粉 利用實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)（型號LRMM 8040-3-D，江蘇無錫錫糧機(jī)械制造有限公司）磨粉，出粉率約為60%。

1.2.2 粉質(zhì)參數(shù)測定 利用粉質(zhì)儀（型號810101，德國布拉本德公司）測定面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)等粉質(zhì)參數(shù)，每份材料測3次平行。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，遺傳分析參照孔繁玲和劉來福等的方法[18-19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 親本及F1面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)的平均表現(xiàn)

所有粉質(zhì)參數(shù)在6個(gè)親本材料間的差異均達(dá)到顯著水平。

所有雜交組合的形成時(shí)間均介于鄭2441和SN01-24之間，穩(wěn)定時(shí)間介于鄭2441和鄭麥004之間，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)介于鄭麥004和鄭2441之間，主要表現(xiàn)規(guī)律為親本值高，后代值也較高。而弱化度在組合中的數(shù)值介于鄭麥004和鄭2441之間，表現(xiàn)為親本的值越低其F1的值越低（表2）。整體來看，未發(fā)現(xiàn)超親優(yōu)勢現(xiàn)象。

2.2 親本及F1面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)配合力的方差分析

由表3可知，4個(gè)粉質(zhì)參數(shù)的一般配合力方差均達(dá)到了顯著或極顯著水平，特殊配合力方差除弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)外，其余參數(shù)也達(dá)到顯著或極顯著水平，表明形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間同時(shí)受加性和非加性效應(yīng)的影響，而弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)主要受加性效應(yīng)影響。

2.3 面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)的一般配合力效應(yīng)分析及親本評價(jià)

基因加性效應(yīng)用一般配合力來衡量，能夠穩(wěn)定遺傳給后代，其一般配合力效應(yīng)值與性狀遺傳成正比。一般配合力高的品種（系），將某一性狀傳遞給后代的能力強(qiáng)，所以親本的一般配合力在育種中有非常重要的意義。

一般配合力在6個(gè)親本中既有正向效應(yīng)，又有負(fù)向效應(yīng)。同一親本在不同參數(shù)的一般配合力效應(yīng)差異較大，同一參數(shù)不同親本的一般配合力效應(yīng)差異也很大（表4）。親本鄭2441、SN01-24和濟(jì)麥20形成時(shí)間的一般配合力效應(yīng)值表現(xiàn)為正向效應(yīng)，表明與其組配的后代形成時(shí)間可能會長;而鄭麥004、百農(nóng)64和周麥16形成時(shí)間表現(xiàn)為負(fù)向效應(yīng)，表明與其組配的后代形成時(shí)間可能會短。鄭2441和濟(jì)麥20穩(wěn)定時(shí)間的一般配合力效應(yīng)為正向效應(yīng)，兩者之間差異不顯著，其余親本則為負(fù)向效應(yīng)。鄭2441、SN01-24和濟(jì)麥20的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的一般效應(yīng)值為正向效應(yīng)，且三者之間差異不顯著，其余親本為負(fù)向效應(yīng)。綜合上述，如果選擇優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋的小麥時(shí)，鄭2441和濟(jì)麥20這2個(gè)親本的一般配合力較好，可以顯著提高后代的面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)。

表5為6個(gè)親本面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)GCA效應(yīng)的相對位次，不同品種間面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)GCA存在明顯差別，表現(xiàn)最為突出的是鄭2441和濟(jì)麥20。其中，鄭2441除形成時(shí)間外，其余，參數(shù)的GCA效應(yīng)都是第1位，總體位次也排第1;濟(jì)麥20為第2位，兩者面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)的GCA均較好。鄭麥004的GCA效應(yīng)較低。

2.4 雜交組合面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)特殊配合力的效應(yīng)分析

由表6看出，不同組合同一參數(shù)的特殊配合力差異較大。其中，形成時(shí)間特殊配合力效應(yīng)值的變幅為-0.53～1.48，穩(wěn)定時(shí)間為-1.72～3.16，弱化度為-14.84～13.50，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)為-17.00～38.53。形成時(shí)間特殊配合力表現(xiàn)為正值的組合共有7個(gè)，表現(xiàn)為負(fù)值的組合有8個(gè)，其中，正值較大的組合為鄭2441×濟(jì)麥20，負(fù)值較大的組合為鄭麥004×濟(jì)麥20和周麥16×濟(jì)麥20。濟(jì)麥20參與的組合正值和負(fù)值均較大，雖然其一般配合力具有正向作用，但在一些組合中特殊配合力的負(fù)向效應(yīng)也很明顯，說明某些組合非加性效應(yīng)占主導(dǎo)作用。在15個(gè)組合中，穩(wěn)定時(shí)間表現(xiàn)正值的組合有5個(gè)，表現(xiàn)負(fù)值的組合有10個(gè)。其中，正值較大的組合為鄭2441×濟(jì)麥20，負(fù)值較大的組合為鄭2441×鄭麥004和鄭2441×百農(nóng)64。鄭2441參與的組合既有較大的正值又有較大的負(fù)值，雖然鄭2441的一般配合力具有正向作用，但在一些組合中特殊配合力的負(fù)向效應(yīng)也很明顯，說明某些組合非加性效應(yīng)占主導(dǎo)作用。

粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)表現(xiàn)為正值的組合有6個(gè)，正值較大的組合為鄭2441×濟(jì)麥20和SN01-24×百農(nóng)64， 負(fù)值較大的組合為鄭2441×鄭麥004和百農(nóng)64×濟(jì)麥20。綜合上述參數(shù)的特殊配合力來看， 鄭2441×濟(jì)麥20是強(qiáng)優(yōu)勢組合，且組合中有一般配合力較高的親本。

2.5 面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)遺傳參數(shù)估計(jì)

在隨機(jī)模型下對6個(gè)親本及15個(gè)雜交組合的遺傳參數(shù)進(jìn)行估計(jì)（表7），4個(gè)粉質(zhì)參數(shù)的廣義遺傳力和狹義遺傳力均較高，說明粉質(zhì)參數(shù)的遺傳同時(shí)受加性和非加性效應(yīng)控制;加性方差明顯大于顯性方差，說明主要以加性效應(yīng)為主。因此，面團(tuán)粉質(zhì)性狀適合在育種早期世代進(jìn)行選擇。而環(huán)境方差和總遺傳方差較小，說明粉質(zhì)參數(shù)受環(huán)境影響相對較小。

3 討論與結(jié)論

親本選配和強(qiáng)優(yōu)勢組合篩選是雜交育種的關(guān)鍵，在小麥品質(zhì)育種中也尤為重要。本試驗(yàn)對小麥面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)進(jìn)行配合力及遺傳參數(shù)估計(jì)，結(jié)果表明，4個(gè)粉質(zhì)參數(shù)的一般配合力方差均達(dá)到了顯著或極顯著水平，特殊配合力方差參數(shù)也達(dá)到了顯著或極顯著水平（弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)除外）;4個(gè)粉質(zhì)參數(shù)的廣義遺傳力均較高，均大于79%，且狹義遺傳力也高，另外，加性方差明顯大于顯性方差，表明弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)主要受加性效應(yīng)影響，而形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間同時(shí)受加性和非加性效應(yīng)控制，且以加性效應(yīng)為主。綜合一般配合力和特殊配合力來看，鄭2441×濟(jì)麥20是強(qiáng)優(yōu)勢組合，組合中有一般配合力較高的親本，小麥品種選育時(shí)可著重考慮該組合。這與劉建軍等的結(jié)果[20-23]基本一致。詹克慧等運(yùn)用Hayman遺傳效應(yīng)分析方法對面團(tuán)粉質(zhì)特性進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定時(shí)間為加-顯性模型，且為部分顯性，而形成時(shí)間、斷裂時(shí)間、弱化度存在上位性效應(yīng)[24]，本研究結(jié)果與之存在一定差異， 原因可能是分析方法以及試驗(yàn)材料等不同造成的。小麥面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)的遺傳規(guī)律需要多年多點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，本試驗(yàn)僅選用1個(gè)環(huán)境，今后還需加大研究力度。

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