高蛋白抗旱小麥品種晉麥105 號豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及適應(yīng)性分析

劉 莉 薛 翀 高 煒 劉新月 張松令 衛(wèi)云宗

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，臨汾 041000）

小麥?zhǔn)俏覈饕Z食作物之一，常年種植0.23億hm2左右，近1/3 面積受水源等因素限制沒有灌溉條件，屬于旱地小麥，其中80%的面積集中在黃淮冬麥區(qū)[1-2]。近年來黃淮旱地小麥育種在品質(zhì)性狀改良上取得了穩(wěn)步提升，但其與抗逆廣適性狀的同步穩(wěn)定提升仍是阻礙國內(nèi)旱地小麥育種突破的瓶頸和難點[3-4]。

晉麥105 號是由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所）在2009 年以運旱20410 為母本、運旱719 為父本進行雜交組配選育而成，父母本均來源于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所。運旱20410 主要特點是冬性，籽粒發(fā)芽勢強，分蘗力較強，成穗率高，葉功能期長，抗旱性強，灌漿快，落黃較好，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，具豐產(chǎn)廣適性；經(jīng)測試該品種蛋白質(zhì)含量18.02%，沉降值55.0mL，穩(wěn)定時間10.6min，為強筋類小麥品種[5]。運旱719主要特點是株型較緊湊，葉片上舉，穗碼較密，小穗多花結(jié)實性好，分蘗力中等，成穗率高，落黃好，較抗青干；其粗蛋白含量為15.88%，沉降值63.5mL，形成時間5.7min，穩(wěn)定時間4.7min，具有5+10 優(yōu)質(zhì)亞基[6]。兩親本組配，抗旱、抗逆、適應(yīng)性和豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)性狀互補，增加了后代中目標(biāo)基因類群的出現(xiàn)概率。該品系于2017-2019 年度參加山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地組品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗，于2019 年3 月通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會審定（晉審麥20190006），2020 年獲得植物新品種權(quán)（CNA20183227.7）。為加快新品種的示范推廣，本研究利用山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地組區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù)資料，分析了晉麥105 號的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性，明確了其增產(chǎn)潛力，為該品種的大面積推廣應(yīng)用提供合理參考。

1 材料與方法

1.1 試驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)資料來源于2017-2018 年度、2018-2019 年度山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地組區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗總結(jié)。2017-2018 年度參加山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地組區(qū)域試驗品種（系）13 個：旱優(yōu)6 號、臨4133、臨旱9 號、運旱1512、沃麥323、運旱JS01、臨旱10 號（晉麥105 號）、品育8163、長麥3809、長5804、和世利旱麥8 號、京麥18、晉麥47 號（CK）。2018-2019 年度參加山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地組區(qū)域試驗品種（系）13 個：臨旱10 號（晉麥105 號）、長5804、運旱139-2、XF969、旱優(yōu)9 號、臨旱11 號、品育8173、長麥5252、BH1513、華科17、臨雜13、運旱1818、晉麥47 號（CK）。2018-2019 年度參加山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地組生產(chǎn)試驗品種（系）4 個：旱優(yōu)6號、臨旱10號（晉麥105號）、長5804、晉麥47號（CK）。

試點分別設(shè)在山西省南部典型旱區(qū)，共8 個試點，2017-2018 年度試點分布在運城市4 點（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所、芮城縣風(fēng)陵渡、絳縣、聞喜縣），臨汾市3 點（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所、曲沃縣、堯都區(qū)），晉城市1 點。2018-2019 年度臨汾市堯都區(qū)試點調(diào)整為臨汾市翼城縣。2017-2018 年度區(qū)域試驗統(tǒng)計了6 個試點（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所、曲沃縣試點未統(tǒng)計），2018-2019 年度區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗均統(tǒng)計了7 個試點（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所試點未統(tǒng)計）。

根據(jù)山西省冬小麥新品種區(qū)域試驗方案要求，區(qū)域試驗采用隨機區(qū)組排列，3 次重復(fù)，小區(qū)面積12m2，全區(qū)收獲。生產(chǎn)試驗參試品種隨機區(qū)組排列，2 次重復(fù)，小區(qū)面積不小于150m2，全區(qū)收獲。要求每hm2基本苗270 萬～300 萬。田間栽培管理及調(diào)查均按試驗方案執(zhí)行。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

1.2.1 方差分析法運用DPS18.10 軟件對2 年區(qū)域試驗和1 年生產(chǎn)試驗的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行方差分析，用Duncan's 法對全部參試品種進行多重比較顯著性測驗[7]。

1.2.2 增產(chǎn)點率分析法適應(yīng)性通過增產(chǎn)點率分析法來評價。增產(chǎn)點率指參試品種增產(chǎn)點數(shù)占試點總數(shù)的百分比，反映參試品種超對照品種的適應(yīng)程度，參試品種的增產(chǎn)點率越大，適應(yīng)性越好[8]。

1.2.3 AMMI 模型分析法豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性采用AMMI模型分析法來評價。AMMI 模型結(jié)合了方差分析和主成分分析（PCA），以性狀參數(shù)為指標(biāo)評價不同品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。穩(wěn)定性參數(shù)Dg 是品種交互效應(yīng)主成分值（IPCA）的多維空間中離原點的距離，品種的Dg 值越小，穩(wěn)定性越強[9-10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析結(jié)果如表1 所示，2 年區(qū)域試驗及1 年生產(chǎn)試驗的品種間均存在極顯著差異，因此可利用該試驗數(shù)據(jù)進行品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)分析。

表1 試驗數(shù)據(jù)方差分析

2.2 晉麥105 號的產(chǎn)量表現(xiàn)2017-2018 年度參加山西省南部中熟冬麥旱地組品種區(qū)域試驗，該品種每hm2平均產(chǎn)量4757.23kg，比對照晉麥47 號增產(chǎn)7.1%，6 個試點全部增產(chǎn)，增產(chǎn)點率100%；2018-2019 年度續(xù)試，平均產(chǎn)量4035.34kg，比對照晉麥47 號增產(chǎn)6.2%，7 個試點中6 點增產(chǎn)，增產(chǎn)點率85.7%；2 年區(qū)域試驗平均產(chǎn)量4396.29kg，比對照晉麥47 號增產(chǎn)6.7%；2018-2019 年度參加山西省南部中熟冬麥旱地組品種生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量4158.77kg，比對照晉麥47 號增產(chǎn)6.1%，達極顯著水平（表2），7 個試點全部增產(chǎn)，增產(chǎn)點率100%。全部試驗中晉麥105 號均比對照增產(chǎn)，且有較高的增產(chǎn)點率，說明晉麥105 號在不同年份和不同地點具有良好的豐產(chǎn)性和廣適性。

表2 各試驗中品種產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析

2.3 晉麥105 號的穩(wěn)產(chǎn)性基于AMMI 模型分析了2 年區(qū)域試驗和1 年生產(chǎn)試驗中的全部參試品種，從而對比分析晉麥105號的豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性（表3）。2017-2018 年度區(qū)域試驗中，晉麥105 號穩(wěn)定性在13 個參試品種中排第3 位，僅次于臨4133 和對照晉麥47 號；在2018-2019 年度的區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中Dg 值均小于對照，也小于其他全部參試品種，表明晉麥105 號具有比對照品種和其他品種更強的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

表3 各試驗中不同品種主成分值、穩(wěn)定性參數(shù)及排序

2.4 晉麥105 號品種特性及抗性特征晉麥105號為冬性品種，生育期235d，與對照晉麥47 號熟期相當(dāng)。幼苗半匍匐，葉片寬長，葉色綠色，分蘗力較強。株高74cm，株型緊湊，莖稈彈性好。莖葉有蠟質(zhì)，旗葉直立，穗層整齊，熟相好。穗型長方形，穗長6.9cm，長芒，白殼。護穎長圓形，穎肩斜肩，穎嘴中彎，小穗密度中等。粒形橢圓，粒色白，粒質(zhì)硬，飽滿度較飽。每667m2穗數(shù)32.0 萬，穗粒數(shù)31 粒，千粒重38.5g。2017-2018 年度、2018-2019 年度山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所抗病性接種鑒定綜合結(jié)果為中感條銹病、葉銹病、白粉病。

2.5 晉麥105 號遺傳基礎(chǔ)豐富晉麥105 號不僅聚合了節(jié)水抗旱、高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)等國內(nèi)基因類群，如晉麥54、運78-2 等節(jié)水高產(chǎn)品種，晉麥57、京12192、煙輻188 等面筋品質(zhì)特性好，蛋白質(zhì)和濕面筋含量較高的品種，長治5613 等抗旱性、抗病性較好的品種；而且包含了多個國外抗病、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)基因（圖1），從而使得晉麥105 號表現(xiàn)出株高適中、抗倒性較好、粗蛋白含量高等特性，進一步提高了抗旱性、抗病性及莖稈彈性。

圖1 晉麥105 號系譜圖

2.6 晉麥105 號品質(zhì)指標(biāo)2018 年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）檢測，籽粒容重782g/L，粗蛋白（干基）15.89%，濕面筋（以14%水分計）38.2%，穩(wěn)定時間2.3min；2019 年籽粒容重742g/L，粗蛋白（干基）19.08%，濕面筋（以14%水分計）42.4%，形成時間5.6min，穩(wěn)定時間3.6min。從品質(zhì)分析結(jié)果來看，晉麥105 號粗蛋白和濕面筋含量達到強筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，由于穩(wěn)定時間短，晉麥105 號定為中筋小麥，這為未來高蛋白小麥育種提供資源和參考。

3 結(jié)論與討論

隨著小麥需求由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，小麥營養(yǎng)和健康品質(zhì)改良成為小麥育種的重要研究方向和育種目標(biāo)[11-12]。在品質(zhì)改良育種中，注重具有一定優(yōu)質(zhì)品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)親本的利用，聚合優(yōu)質(zhì)基因、豐富遺傳基礎(chǔ)，實現(xiàn)創(chuàng)新材料特征、特性的互補累加，以綜合不同親本的優(yōu)良基因來滿足優(yōu)質(zhì)品種的多性狀要求[13-14]。晉麥105 號雙親的選用，就是為了實現(xiàn)后代綜合品質(zhì)性狀的互補或一些品質(zhì)性狀的強化提高，尤其是進行品質(zhì)性狀的定向改良選育，最終在分離群體中較大幅度提高優(yōu)質(zhì)變異類型的出現(xiàn)概率，經(jīng)多年選擇育成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗旱節(jié)水型、營養(yǎng)型和功能型小麥新品種。

晉麥105 號繼承了親本的優(yōu)良性狀，產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等綜合性狀均表現(xiàn)良好，2 年區(qū)域試驗平均產(chǎn)量達4396.29kg/hm2，比對照晉麥47 號增產(chǎn)6.7%，生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量4158.77kg/hm2，比對照晉麥47 號增產(chǎn)6.1%。晉麥105 號不僅在品種試驗中表現(xiàn)出較好的豐產(chǎn)性、極好的穩(wěn)定性，而且在生產(chǎn)上大面積示范中也表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性和田間展示效果。于2020 年9 月通過陜西省引種備案（陜引麥2020026 號），平均產(chǎn)量5149.5kg/hm2，比對照品種增產(chǎn)6.9%，成熟飽滿，抗病性強，葉片干凈，耐旱、抗倒伏能力強，成熟時落黃好，適宜渭北旱垣推廣種植。

晉麥105 號蛋白含量遠(yuǎn)高于目前生產(chǎn)上推廣的品種，營養(yǎng)品質(zhì)良好，蛋白質(zhì)含量高達17.5%，有較強的市場競爭力和推廣應(yīng)用前景，大面積推廣應(yīng)用可改善小麥產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)，提高我國黃淮冬麥區(qū)小麥生產(chǎn)和食品加工的效益。