長江中下游安徽地區(qū)部分小麥品種（品系）穗發(fā)芽抗性分析

李志坤 時(shí) 萍 姜文武 胡鳳靈

（六安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 安徽六安237010）

小麥穗發(fā)芽（Pre-harvest sprouting，PHS）是指小麥?zhǔn)斋@之前遇到連續(xù)陰雨天氣時(shí)籽粒在穗上發(fā)芽的現(xiàn)象，這是全世界小麥生產(chǎn)中都要面對的問題之一[1-3]，一旦發(fā)生穗發(fā)芽，不僅小麥產(chǎn)量降低，而且嚴(yán)重影響其品質(zhì)和種用價(jià)值，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p失[4]，影響農(nóng)民生產(chǎn)積極性。長江中下游冬麥區(qū)作為我國幾大麥區(qū)中降水量較高的麥區(qū)之一，小麥穗發(fā)芽發(fā)生頻繁，嚴(yán)重影響糧食生產(chǎn)的安全[5]。因此，選育并推廣抗穗發(fā)芽小麥品種，對提升長江中下游小麥生產(chǎn)抗災(zāi)減災(zāi)能力，促進(jìn)小麥生產(chǎn)有重要意義。筆者通過對目前長江中下游推廣的部分小麥品種及新選育的小麥品系材料進(jìn)行穗發(fā)芽抗性評價(jià)，旨在為提高長江中下游小麥生產(chǎn)能力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試小麥材料共70 份（表1），其中目前長江中下游推廣審定（認(rèn)定）品種39 份，自選品系31 份，以易穗發(fā)芽的白皮小麥品種‘鄭麥9023’為抗穗發(fā)芽對照。小麥品種和材料由國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系六安綜合試驗(yàn)站及安徽省小麥技術(shù)體系六安綜合實(shí)驗(yàn)站提供。供試材料于2019-2020 年種植于六安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院綜合試驗(yàn)基地，在小麥開花后35～45 d 取樣完成，以小麥籽粒成熟度為標(biāo)準(zhǔn)，每份材料在小麥籽粒成熟時(shí)一次性取樣，選取成熟度一致的主莖穗10 個為一次重復(fù)，從穗下頸 15～20 cm 處剪取，3 次重復(fù)，貼標(biāo)簽并記錄放入25℃恒溫干燥培養(yǎng)箱中干燥1 周，再放入-20℃冰箱中待用。待材料全部采集完成，分批取出并重新放置于恒溫干燥培養(yǎng)箱中干燥3 d，隨后開始發(fā)芽鑒定試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

采用整穗發(fā)芽法，將剪取的3 次重復(fù)隨機(jī)分好，分別于自來水中浸泡4 h，再用0.1%次氯酸鈉溶液消毒5 min，然后在光照培養(yǎng)箱（22℃、100%RH）中培養(yǎng)96 h，隨即在60℃烘箱中烘干。手工剝粒，以籽粒胚部表皮破裂為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，分別統(tǒng)計(jì)每組整穗的總籽粒數(shù)和發(fā)芽籽粒數(shù)。計(jì)算整穗發(fā)芽率（Germination percentage, GP）。同時(shí)，用同樣的方法進(jìn)行對照樣品的測定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

1.3.1 計(jì)算及統(tǒng)計(jì)方法

①穗發(fā)芽率以“GP”計(jì)，數(shù)值以“%”表示，按公式（1）計(jì)算：

式中：n——10 個主穗發(fā)芽籽粒數(shù)，以“?！北硎?；N——10 個主穗總籽粒數(shù)，以“粒”表示；計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

②相對穗發(fā)芽指數(shù)。相對穗發(fā)芽指數(shù)以“I”計(jì)，數(shù)值以“%”表示，按公式（2）計(jì)算：

式中：GP1——待檢樣品穗發(fā)芽率，以百分?jǐn)?shù)（%）表示；GP2——對照樣品穗發(fā)芽率，以百分?jǐn)?shù)（%）表示。

結(jié)果以平均穗發(fā)芽指數(shù)表示，計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

按照表2 的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)檢測樣品的相對穗發(fā)芽指數(shù)（I）確定其抗穗發(fā)芽性和等級。

表1 長江中下游70 份小麥材料

表2 小麥抗穗發(fā)芽性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 數(shù)據(jù)處理方法 用SPSS 19.0 （SPSS Institute,Inc., Cary, NC, USA） 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Ward 法對整穗發(fā)芽率（GP）進(jìn)行聚類比較,利用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試小麥材料的整穗發(fā)芽率聚類分析

運(yùn)用Ward 法對70 份供試小麥材料的穗發(fā)芽率進(jìn)行重新調(diào)整距離聚類合并分析，結(jié)果見圖1，所有材料可分為以下3 類。

圖1 供試70 份長江中下游麥區(qū)小麥材料的聚類分析

第一類材料包括‘明麥 133’‘WXZ1541’‘隆墾麥1 號’‘揚(yáng)麥 16’‘揚(yáng)麥 24’‘揚(yáng)輻麥 6 號’‘揚(yáng)輻麥7 號’‘華麥 1028’‘揚(yáng)麥 15’‘農(nóng)麥 126’‘揚(yáng)麥 28’等11 種。該類材料的穗發(fā)芽率最低，且全部為紅皮小麥材料，平均穗發(fā)芽率為9.80%，變異系數(shù)為0.29，說明此類小麥材料的抗穗發(fā)芽能力強(qiáng)，抗穗發(fā)芽表現(xiàn)穩(wěn)定，在生產(chǎn)中具有很強(qiáng)得到抗穗發(fā)芽特性。

第二類材料包括‘WXZ1225’‘皖科 185’‘揚(yáng)麥 22’‘ 寧 麥 13’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 11’ ‘WXZ0418’ ‘ 皖 麥 606’‘WXZ1548*F’‘WXZ1347’‘WXZ1521*F’‘WXZ1546’‘WXZ0962’ ‘WXZ0418-2’ ‘WXZ1220’ ‘ 蘇 麥 11’‘糯 1019’‘WXZ1605’‘WXZ1671’‘WXZ1503’‘蘇麥 188’‘WXZ1531-3’‘蘇麥 10 號’‘WXZ1634’‘揚(yáng)麥 20’‘寧麥 26’‘寧麥 21’‘WXZ1633’‘糯 1012’‘國紅 6 號’‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘華麥 7 號’‘揚(yáng)輻麥 8 號’‘揚(yáng)麥 27’‘浩麥 1 號’‘WXZ1517*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘ 蘇 隆 128’ ‘WXZ1532’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 9 號 ’ ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘鎮(zhèn)麥 168’‘WXZ1531-1’等共 47 種。其中紅皮小麥材料45 種，占95.74%，該類材料的平均穗發(fā)芽率較低，為22.30%，變異系數(shù)為0.19，說明此類小麥材料的抗穗發(fā)芽能力較強(qiáng)，在生產(chǎn)上具有較強(qiáng)的抗穗發(fā)芽特性。

第三類材料包括 ‘揚(yáng)麥13’‘輪選22’‘輪選27’‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 揚(yáng) 麥 25’ ‘WXZ1224-4’‘WXZ1221’‘億麥 9 號’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘鎮(zhèn)麥12’等種。該類材料穗發(fā)芽較為嚴(yán)重，，平均穗發(fā)芽率達(dá)到了40.00%，變異系數(shù)為0.11，表明這類材料抗穗發(fā)芽能力較差，容易遭受到穗發(fā)芽的災(zāi)害，成熟后期容易受到陰雨天氣的影響，造成產(chǎn)量損失。

2.2 供試小麥材料的抗性等級及籽粒顏色分布

從圖2 可以看出，在供試的70 個長江中下游小麥材料中，小麥穗發(fā)芽抗性達(dá)到“抗”（R）水平的材料有 18 種，占 25.71%；抗性達(dá)到“中抗”（MR）的材料有43 種，占 61.43%；感穗發(fā)芽 （S） 材料有 9 種，占12.86%。參試所有材料中紅皮小麥有66 種，穗發(fā)芽抗性達(dá)到“抗”（R）的18 種材料全部為紅皮小麥。所有參試紅皮小麥材料中穗發(fā)芽達(dá)到 “中抗”（MR）水平及以上的共有58 種，占紅皮小麥材料總數(shù)的87.88%，表明紅皮小麥普遍具有較好的穗發(fā)芽抗性。參試的白皮小麥材料共有4 種，其中3 種材料的穗發(fā)芽抗性達(dá)到“中抗”（MR）水平，但是沒有一種達(dá)到“抗”（R）水平。

圖2 70 份小麥材料穗發(fā)芽抗性等級及籽粒顏色頻率分布

2.3 供試小麥材料的穗發(fā)芽抗性分析

從70 份材料的相對穗發(fā)芽指數(shù)（表3）來看，品種間差異較大，范圍為0.05～0.54，平均0.27。這些材料中，穗發(fā)芽抗性達(dá)到抗（R）級別的有‘揚(yáng)麥28’‘農(nóng)麥 126’‘華麥 1028’‘揚(yáng)輻麥 6 號’‘揚(yáng)輻麥 7 號’‘揚(yáng)麥 15’‘揚(yáng)麥 24’‘揚(yáng)麥 16’‘隆墾麥 1 號’‘明麥 133’‘WXZ1541’‘浩麥 1 號’‘WXZ1547*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘蘇隆 128’‘WXZ1532’‘鎮(zhèn)麥 9 號’，平均相對穗發(fā)芽指數(shù)為0.14，這些材料中 ‘揚(yáng)麥28’‘農(nóng)麥 126’‘華麥 1028’‘揚(yáng)輻麥 6 號’‘揚(yáng)輻麥 7 號’表現(xiàn)最好，其相對穗發(fā)芽指數(shù)均不高于0.10。

穗發(fā)芽抗性達(dá)到中抗（MR）的有43 份材料，其平均 相 對 穗 發(fā) 芽 指 數(shù) 為 0.28，其 中 ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘WXZ1531-1’‘鎮(zhèn)麥 168’‘國紅 6 號’‘ 寧 麥 21’ ‘WXZ1633’ ‘ 糯 1012’ ‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘華麥 7 號’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘揚(yáng)輻麥 8 號’‘揚(yáng)麥 27’‘揚(yáng)麥 20’‘寧麥 26’‘蘇麥10 號’‘WXZ1634’等相對穗發(fā)芽指數(shù)均未超過0.25。需要注意的是 ‘WXZ1605’‘糯 1019’‘輪選 27’‘揚(yáng)麥13’‘輪選22’這幾種材料相對穗發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到或者超過了0.35。

穗發(fā)芽抗性為感 （S） 的材料有‘WXZ1504’‘WXZ1315’‘鎮(zhèn)麥 12’‘億麥 9 號’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘WXZ1221’‘揚(yáng)麥 25’‘WXZ1224-4’，平均相對穗發(fā)芽指數(shù)達(dá)到了0.48，其中‘羅麥10 號’‘揚(yáng)麥25’這兩個品種的相對穗發(fā)芽指數(shù)均超過0.48，分別達(dá)到 0.49、0.54。

3 結(jié)果與討論

小麥穗發(fā)芽是一個復(fù)雜過程，受多基因控制，同時(shí)受環(huán)境影響較大。本研究通過整穗發(fā)芽法對長江中下游70 份材料進(jìn)行穗發(fā)芽抗性特征評定，表明，目前長江中下游推廣的品種（品系）整體穗發(fā)芽抗性較好，穗發(fā)芽抗性品種較多。參試的材料中，抗性達(dá)到中抗及以上的有61 種，占全部參試材料的91.43%。這可能與本次參試材料大多數(shù)為紅粒小麥，而紅粒小麥品種普遍休眠期較長，較耐穗發(fā)芽有關(guān)[6-7]。但本次試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)了一些抗性較差的材料，如：‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 12’ ‘ 億 麥 9 號 ’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘WXZ1221’‘揚(yáng)麥 25’‘WXZ1224-4’等。這說明目前長江中下游小麥品種（品系）間抗穗發(fā)芽能力仍有較大差異。

表3 70 份小麥材料的相對穗發(fā)芽指數(shù)及抗性等級

通過聚類分析可知，‘明麥 133’‘WXZ1541’‘隆墾麥1 號’‘揚(yáng)麥 16’‘揚(yáng)麥 24’‘揚(yáng)輻麥 6 號’‘揚(yáng)輻麥7 號’‘華麥 1028’‘揚(yáng)麥 15’‘農(nóng)麥 126’‘揚(yáng)麥 28’等11 種品種（品系）抗穗發(fā)芽能力最好。而對各品種（品系）的相對穗發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行分析可得到，‘浩麥1 號’‘WXZ1547*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘蘇隆 128’‘WXZ1532’‘鎮(zhèn)麥 9 號’等 7 個材料得到穗發(fā)芽抗性也較好，達(dá)到了抗（R）級別。這些品種的抗穗發(fā)芽能力較強(qiáng)，穗發(fā)芽風(fēng)險(xiǎn)較小，在生產(chǎn)上及新品種的選育過程中應(yīng)該著重注意對這些材料的推廣及使用。

穗發(fā)芽抗性等級未達(dá)到中抗（MR）的材料包括‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 鎮(zhèn) 麥 12’ ‘ 億 麥 9 號 ’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘WXZ1221’‘揚(yáng)麥 25’‘WXZ1224-4’等 9 種，此外通過聚類分析可知，‘揚(yáng)麥13’‘輪選22’‘輪選27’等3 種材料的抗穗發(fā)芽能力也較差，整穗發(fā)芽率偏高。表明這些材料易受到穗發(fā)芽災(zāi)害的影響，在新品種的選育種過程中應(yīng)注意規(guī)避這些材料，同時(shí)在生產(chǎn)上注意在小麥成熟后期及時(shí)搶收，減少陰雨天氣的影響，從而避免因穗發(fā)芽造成的減產(chǎn)，保證小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)[8-9]。