天津市冬小麥品質(zhì)育種研究進(jìn)展

時(shí)曉偉 梁丹 王建賀 王從磊 馮剛 劉丹 許慶芬

摘??? 要：本文介紹了天津市強(qiáng)筋冬小麥育種方法，篩選Glu-1攜帶優(yōu)質(zhì)蛋白亞基的種質(zhì)資源進(jìn)行優(yōu)優(yōu)配組，對(duì)低世代材料田間農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀同步選擇，穩(wěn)定世代進(jìn)行品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)，及利用該方法選育出強(qiáng)筋冬小麥品種‘津農(nóng)6號(hào)和‘津農(nóng)7號(hào)。針對(duì)目前天津市強(qiáng)筋冬小麥生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出未來強(qiáng)筋冬小麥育種方向和育種思路。

關(guān)鍵詞：冬小麥;品質(zhì);育種

中圖分類號(hào)：S512.1???????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?????????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.02.005

Advances of Winter Wheat Quality Breeding in Tianjin

SHI Xiaowei1，2， LIANG Dan1，2， WANG Jianhe1，2， WANG Conglei1，2， FENG Gang1，2， LIU Dan1，2， XU Qingfen1，2

（1. Cop Research Institute， Tianjin Academy of Agricultural Sciences，? Tianjin 300384， China; 2.Tianjin Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding，? Tianjin 300384， China）

Abstract： This paper introduced the strong gluten winter wheat breeding methods in Tianjin，screened the germplasm resources with good quality protein subunit of Glu-1 for optimal match group ，screened agronomic traits and quality traits of low generation materials synchronously，comprehensive evaluation of high generation quality， and used the method to breed winter wheat varieties with strong gluten 'Jinnong 6'，'Jinnong 7'.In view of the present situation of strong gluten winter wheat production in Tianjin， the breeding direction and ideas of strong gluten winter wheat breeding in the future were put forward.

Key words：winter wheat; high quality; breeding

天津地處華北平原東北部，氣候類型屬典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，冬小麥生育期在十月初至翌年六月中旬，小麥生育后期，日照充足，降雨量少，日溫差較大，有利于小麥貯藏蛋白，尤其是對(duì)品質(zhì)起關(guān)鍵作用的高分子量麥谷蛋白的積累[1]。在2002年農(nóng)業(yè)部品質(zhì)區(qū)劃中，根據(jù)天津氣候生態(tài)特點(diǎn)，將天津麥區(qū)劃為強(qiáng)筋小麥產(chǎn)區(qū)[2]。

強(qiáng)筋小麥?zhǔn)侵缸蚜Ｓ操|(zhì)、蛋白質(zhì)含量高、面筋質(zhì)量好、吸水率高，具有很好的面團(tuán)流變特性，即面團(tuán)的穩(wěn)定特性較好、弱化度較低、評(píng)價(jià)值較高、面團(tuán)拉伸阻力大、彈性較好。適于生產(chǎn)面包粉及搭配生產(chǎn)其它專用粉的小麥[3]。

天津小麥育種目標(biāo)經(jīng)過幾次變更。建國初期至八十年代，小麥育種目標(biāo)集中在提高小麥單產(chǎn)方面，經(jīng)過幾十年的努力，小麥單產(chǎn)由建國初期的幾十公斤提高到八十年代末250公斤左右[4];從八十年代到九十年代，主攻方向?yàn)樾←溙禺愋云贩N選育研究，選配出國內(nèi)第一個(gè)雜交小麥品種‘津化1號(hào)[5]，育成通心粉專用的四倍體硬粒小麥‘津硬8號(hào)[6];2000年至今，隨著溫飽問題解決，人們生活水平逐漸提高，改善小麥品質(zhì)成為小麥育種家關(guān)注的重點(diǎn)，天津市農(nóng)作物研究所小麥中心研究方向逐步轉(zhuǎn)向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)并重。

1 強(qiáng)筋小麥育種方法

1.1 篩選Glu-1攜帶優(yōu)質(zhì)蛋白亞基的種質(zhì)資源，進(jìn)行優(yōu)優(yōu)配組

對(duì)引進(jìn)種質(zhì)資源田間鑒定篩選同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蛋白亞基分析。通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）圖譜分析，篩選出谷蛋白Glu-1位點(diǎn)、Glu-3位點(diǎn)具有優(yōu)質(zhì)蛋白亞基的種質(zhì)資源（表1）。在非1B/1R遺傳背景下，高分子量麥谷蛋白亞基對(duì)加工品質(zhì)貢獻(xiàn)較大的是Glu-A1位點(diǎn)2*亞基、Glu-B1位點(diǎn)7+8亞基、Glu-D1位點(diǎn)5+10亞基;低分子量麥谷蛋白亞基對(duì)加工品質(zhì)貢獻(xiàn)較大的是Glu-A3位點(diǎn)d亞基、Glu-B3位點(diǎn)g亞基[7-8]。在篩選優(yōu)質(zhì)蛋白亞基基礎(chǔ)上，結(jié)合田間產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀鑒定，綜合評(píng)定雜交組合雙親。

1.2 低世代育種材料的品質(zhì)快速檢測(cè)

低世代材料田間農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀同步選擇。將F3、F4代來自優(yōu)質(zhì)亞基組合的育種材料，用DA7200型近紅外分析儀，快速、籽粒完整地測(cè)定蛋白質(zhì)、濕面筋含量等品質(zhì)指標(biāo)。表2為中選優(yōu)質(zhì)組合的部分F3代家系，以強(qiáng)筋小麥‘津強(qiáng)7號(hào)、中筋小麥‘濟(jì)麥22（目前兩品種為天津生產(chǎn)上強(qiáng)筋小麥、中筋小麥主栽品種）品質(zhì)指標(biāo)為對(duì)照，篩選各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)高于‘濟(jì)麥22、與‘津強(qiáng)7號(hào)相接近的家系，將中選優(yōu)質(zhì)組合中的優(yōu)質(zhì)家系、株系種植于大田，進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀及抗病性篩選。

1.3 穩(wěn)定世代品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

揉混儀是研究面團(tuán)流變學(xué)特性的重要儀器之一，揉混曲線主要參數(shù)指標(biāo)能夠反映面團(tuán)的綜合特性[9]，樣品用量少（2～10g）、測(cè)定速度快（每份材料用時(shí)10～15min），且揉混儀曲線峰值、揉混時(shí)間與實(shí)驗(yàn)烘焙的揉混時(shí)間有著較高的相關(guān)性（0.95），在發(fā)達(dá)國家小麥品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室長期使用[10]。

在低世代用DA7200近紅外分析儀快速檢測(cè)品質(zhì)基礎(chǔ)上，在穩(wěn)定世代利用10 g美國 National Mixograph 揉混儀，參照“ AACC54-40A ”方法測(cè)定面團(tuán)和面時(shí)間、峰值高度、峰值寬度、峰值面積等主要揉混參數(shù)（如表3）。以強(qiáng)筋小麥‘津強(qiáng)7號(hào)和中筋小麥‘濟(jì)麥22揉混儀品質(zhì)參數(shù)為對(duì)照，篩選和面時(shí)間、峰值高度、峰值寬度、峰值面積等參數(shù)指標(biāo)高于濟(jì)麥22，接近或高于‘津強(qiáng)7號(hào)的品系，從中篩選出各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)介于兩個(gè)對(duì)照之間的品系‘津07006、‘津08426。由此，在對(duì)品質(zhì)性狀準(zhǔn)確把握基礎(chǔ)上，結(jié)合田間綜合農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀，對(duì)品系進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

2 選育出的強(qiáng)筋小麥品種

天津市農(nóng)作物研究所小麥中心針對(duì)天津都市農(nóng)業(yè)市場(chǎng)需求及所處生態(tài)區(qū)氣候土壤等特點(diǎn)，將育種目標(biāo)鎖定優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋高產(chǎn)小麥新品種選育上。

2.1 津農(nóng)6號(hào)

在廣泛收集、引進(jìn)國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源并進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀鑒定基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室蛋白亞基分析，并結(jié)合遺傳學(xué)考慮，雙親最好都含優(yōu)質(zhì)蛋白亞基（亞基組合），且農(nóng)藝性狀要互補(bǔ)，最終將目標(biāo)親本鎖定為‘煙優(yōu)361和‘955159。

母本‘煙優(yōu)361，白粒優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋，抗寒性較強(qiáng)，適合天津生態(tài)條件，但是稈軟易倒伏;父本‘955159優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋，莖稈強(qiáng)壯，白?？顾氚l(fā)芽，抗寒性一般，從組合選配考慮，可選育出既保留強(qiáng)筋特性、又改良親本稈軟不抗倒伏等缺點(diǎn)、兼具白?？顾氚l(fā)芽的強(qiáng)筋高產(chǎn)小麥新品種。

‘津農(nóng)6號(hào)（原品系號(hào)為‘津07006），利用系譜法經(jīng)6年選育而成的強(qiáng)筋冬小麥新品種，于2010年11月通過天津市品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)：津?qū)忹?010004），2013年通過北部冬麥區(qū)國家審定（審定編號(hào)：國審麥2013022），2015年通過新疆自治區(qū)審定（審定編號(hào)：新審麥2016年02號(hào)）。

‘津農(nóng)6號(hào)品種冬性，幼苗半匍匐，分蘗力中等，成穗率較高。平均穗數(shù)6.075×106個(gè)·hm-2、穗粒數(shù)30.3粒，千粒質(zhì)量48.2 g，千粒質(zhì)量高且穩(wěn)定。抗倒性較好，抗寒性中等。

表4為‘津農(nóng)6號(hào)參加國家北部冬麥區(qū)區(qū)域試驗(yàn)時(shí)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心品質(zhì)分析結(jié)果及國家強(qiáng)筋小麥2006—2014 年施行標(biāo)準(zhǔn)，從表中可知，‘津農(nóng)6號(hào)的主要品質(zhì)指標(biāo)容重、粗蛋白含量、濕面筋含量及穩(wěn)定時(shí)間都高于NY/T 976-2006《農(nóng)作物品種審定規(guī)范 小麥》標(biāo)準(zhǔn)，審定時(shí)判定為強(qiáng)筋小麥。

2.2 津農(nóng)7號(hào)

母本（995-789/8901）：為自育高世代冬小麥品系，株高75 cm左右，莖桿強(qiáng)壯，抗倒伏，長芒、白殼、紅粒、硬質(zhì)，常年千粒質(zhì)量50 g左右，農(nóng)藝性狀好，屬于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋類型。

父本（sccb/長豐3//遼春10號(hào)）：為自育高世代冬小麥品系，株高78 cm，長芒、白殼、紅粒、硬質(zhì)，千粒質(zhì)量45 g左右，該品系熟期早。

2002年通過人工雜交，經(jīng)6年系譜法選育，于2015年通過國家審定（審定編號(hào)：國審麥2014018）。

該品種冬性，成熟期比對(duì)照‘中麥175晚2 d，幼苗半匍匐，分蘗成穗率中等，株高平均72.6 cm左右，較抗倒伏;穗數(shù)5.939×106個(gè)·hm-2，穗粒數(shù)29.5粒，千粒質(zhì)量43.4 g。經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心分析，‘津農(nóng)7號(hào)參加北部冬麥區(qū)區(qū)域試驗(yàn)兩年平均品質(zhì)指標(biāo)如表5所示，在主要品質(zhì)指標(biāo)容重、粗蛋白含量、濕面筋含量及穩(wěn)定時(shí)間都高于NY/T 976-2006《農(nóng)作物品種審定規(guī)范 小麥》標(biāo)準(zhǔn)，審定時(shí)判定為強(qiáng)筋小麥。

3 天津生產(chǎn)上主栽冬小麥品種品質(zhì)情況

天津市種子管理站承擔(dān)的天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目“主要糧食作物品種更換示范工程”（項(xiàng)目編號(hào)：201602100），明確了目前天津冬麥區(qū)小麥主栽品種為‘濟(jì)麥22、‘津農(nóng)6號(hào)、‘中麥175、‘良星66、‘良星99，搭配品種為‘輪選518、‘石優(yōu)20、‘河農(nóng)6425。

表6中列出的天津市冬小麥生產(chǎn)上的5個(gè)主栽品和3個(gè)搭配品種，其中只有‘津農(nóng)6號(hào)、‘石優(yōu)202個(gè)品種的主要品質(zhì)指標(biāo)蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時(shí)間符合NY/T 976-2006《農(nóng)作物品種審定規(guī)范 小麥》強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)?！蜣r(nóng)6號(hào)灌漿落黃好，屬強(qiáng)筋穩(wěn)產(chǎn)型品種，正常年份比中筋小麥品種‘濟(jì)麥22產(chǎn)量略低;‘石優(yōu)20，是石家莊市農(nóng)林科學(xué)院2011年通過國家審定的強(qiáng)筋小麥品種，該品種在2017—2018年度天津市冬小麥品種百畝示范田平均產(chǎn)量為6 604.5 kg·hm-2，位列8個(gè)百畝示范品種第7位。

4 強(qiáng)筋冬小麥育種未來展望

天津市農(nóng)作物研究所本世紀(jì)初引育的冬小麥品種‘津引159，自主選育的‘津農(nóng)6號(hào)、‘津農(nóng)7號(hào)，以及石家莊市農(nóng)科院育成的在北部冬麥區(qū)審定推廣的‘石優(yōu)20等，4個(gè)品種都是強(qiáng)筋小麥品種，但在商品糧市場(chǎng)上優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)與普通小麥價(jià)格相差不大、產(chǎn)量上又不占優(yōu)勢(shì)時(shí)，強(qiáng)筋小麥推廣就有難度，所以縱觀目前天津市生產(chǎn)上強(qiáng)筋小麥品種狀況、強(qiáng)筋小麥品種品質(zhì)及產(chǎn)量水平，強(qiáng)筋冬小麥育種方面要加強(qiáng)以下幾點(diǎn)：（1）強(qiáng)筋冬小麥的品質(zhì)水平還需提高：目前品種的品質(zhì)水平距離面粉加工企業(yè)需求還有很大距離;在小麥育種提升品質(zhì)同時(shí)，不能忽視產(chǎn)量水平的穩(wěn)步提升;（2）選育氮、磷高效的強(qiáng)筋小麥品種：減少農(nóng)資投入，節(jié)本增效，同時(shí)減少水污染和土壤污染，對(duì)于土壤恢復(fù)尤為重要;（3）節(jié)水抗旱強(qiáng)筋小麥新品種選育：華北平原水資源量僅占全國水資源總量的6%[11]，特別是多年地下水超采形成的大幅度下降漏斗問題，威脅著該區(qū)域灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[12]，選育節(jié)水抗旱強(qiáng)筋小麥新品種迫在眉睫;（4）抗病、蟲綠色強(qiáng)筋小麥新品種選育：節(jié)支增收，綠色環(huán)保，提高食品安全;（5）耐鹽堿強(qiáng)筋小麥新品種選育：天津鹽堿地總面積49.3萬hm2，占全市土地總面積的42.3%（不包括灘涂）[13-16]，耐鹽堿強(qiáng)筋小麥品種選育及推廣對(duì)于中低產(chǎn)田利用，保障國家糧食安全意義重大。

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