摘要:黃淮南片冬麥區(qū)是我國(guó)主要的小麥種植區(qū),以2022—2023年國(guó)家小麥良種聯(lián)合攻關(guān)黃淮南片水地組生產(chǎn)試驗(yàn)的19份小麥品種(系)為材料,通過多樣性指數(shù)、相關(guān)性分析和主成分分析綜合評(píng)價(jià)生育期等9個(gè)主要農(nóng)藝性狀和籽粒產(chǎn)量,以及蛋白質(zhì)含量等6個(gè)主要品質(zhì)性狀,并對(duì)其抗病性鑒定結(jié)果進(jìn)行賦值和量化評(píng)分。結(jié)果表明,產(chǎn)量的變化范圍為8 302.50~8 617.50 kg/hm2,變異系數(shù)為1.12%,H′為1.87,產(chǎn)量三要素的協(xié)調(diào)性提高。主要農(nóng)藝性狀的多樣性指數(shù)(H′)范圍為1.50~1.97,其中容重的H′最低,穗粒數(shù)的H′最大。主要品質(zhì)性狀的變異系數(shù)范圍為4.95%~75.52%,H′的范圍為1.36~1.98,其中穩(wěn)定時(shí)間的H′最小,蛋白質(zhì)含量的H′最大。相關(guān)性分析結(jié)果表明,籽粒產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.609),農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀表現(xiàn)為明顯的相關(guān)性。生育期與有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān),與最高莖數(shù)呈極顯著正相關(guān),千粒重與最高莖數(shù)、有效穗數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān);穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力與拉伸面積之間呈極顯著正相關(guān),與成穗率呈顯著正相關(guān)。主成分分析結(jié)果表明,前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為84.061%,可以解釋小麥農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀的大部分信息。對(duì)條銹病、紋枯病綜合評(píng)分分別為4.42、8.42,抗性在中感和慢之間;對(duì)葉銹病、白粉病、赤霉病的綜合評(píng)分分別為6.74、7.79、8.84,抗性在高感和中感之間。參試的小麥品種(系)抗性評(píng)分范圍在28~52之間。有8個(gè)品種(系)(42.10%)的條銹病抗性,3個(gè)品種(系)(15.80%)的葉銹病抗性,3個(gè)品種(系)(15.80%)的白粉病病抗性,2個(gè)品種(系)(10.50%)的紋枯病抗性,3個(gè)品種(系)(15.80%)的赤霉病抗性均達(dá)到慢及以上抗性水平,沒有對(duì)病害達(dá)到免疫的品種(系)。參試小麥品種(系)的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀具有較為豐富的遺傳多樣性,農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀表現(xiàn)為明顯的相關(guān)性,對(duì)條銹病、紋枯病的抗性相對(duì)較好,植株的整體抗病性有待進(jìn)一步提高。
關(guān)鍵詞:小麥新品種(系);黃淮南片;農(nóng)藝性狀;抗病性;綜合評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào):S512.103.7" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2025)03-0105-08
薛志偉,朱高紀(jì),楊春玲. 黃淮南片小麥新品種(系)農(nóng)藝性狀和抗病性的綜合分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2025,53(3):105-112.
doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.014
收稿日期:2024-03-06
基金項(xiàng)目:國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(編號(hào):CARS-3)。
作者簡(jiǎn)介:薛志偉(1987—),女,河南??h人,碩士,助理研究員,主要從事小麥新品種選育和相關(guān)技術(shù)的研究。E-mail:958303066@qq.com。
通信作者:楊春玲,研究員,主要從事小麥新品種選育和相關(guān)技術(shù)的研究。E-mail:15603834033@163.com。
小麥?zhǔn)侵袊?guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的糧食作物,其栽培面積和總產(chǎn)量均居世界谷物第一位,有近1/3的人口以小麥為主要口糧,因而我國(guó)一直以來的戰(zhàn)略目標(biāo)為確保谷物基本自給,口糧絕對(duì)安全[1-2]。隨著近年來全球氣候的不斷加劇,逆境脅迫對(duì)小麥生產(chǎn)的威脅將進(jìn)一步增加[3]。小麥中大多數(shù)的重要性狀易受環(huán)境的影響,如株高等農(nóng)藝性狀、籽粒品質(zhì)和抗病性等,是由多基因控制的數(shù)量性狀[4]。除了土壤、氣候因素、種植制度的復(fù)雜性和管理措施的差異性,國(guó)內(nèi)多個(gè)不同生態(tài)區(qū)之間以及同個(gè)生態(tài)區(qū)不同農(nóng)田之間小麥的產(chǎn)量存在一定差距[5-6]。種質(zhì)資源是培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆品種的基礎(chǔ),是推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和現(xiàn)代化的重要資源[7]。在小麥新品種的選育過程中選擇性狀優(yōu)異、配合度高的親本材料至關(guān)重要,因此分析小麥各品種(系)的特征特性并進(jìn)行多維度的綜合評(píng)價(jià),對(duì)于各品種的科學(xué)合理利用和豐富種質(zhì)資源的遺傳多樣性十分重要和迫切。
黃淮南片冬麥區(qū)涉及陜西省、河南省、安徽省和江蘇省,其作為全國(guó)的糧食重要產(chǎn)區(qū),獨(dú)特的生態(tài)條件對(duì)于促進(jìn)小麥新品種選育和推廣具有先天優(yōu)勢(shì)[8-9]。黃淮南片小麥區(qū)域性試驗(yàn)結(jié)果為小麥品種綜合性狀的分析提供了具有寶貴的代表性研究材料。目前多名學(xué)者針對(duì)此區(qū)域小麥的綜合特性的做了一些分析。例如,宋曉霞等對(duì)黃淮南片麥區(qū)不同小麥品種(系)的產(chǎn)量水平進(jìn)行了比較[10-11];王蓉等對(duì)黃淮南片麥區(qū)不同小麥品種(系)的品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析[12-14];杜曉宇等對(duì)黃淮南片不同小麥品種(系)產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行了綜合分析[15-17];張彬等對(duì)黃淮南片不同小麥品種(系)抗病性進(jìn)行了鑒定[18-20];趙虹等對(duì)黃淮南片小麥耐倒春寒育種進(jìn)行了初步探討[21-22];宋曉霞等對(duì)黃淮南片親本來源進(jìn)行了系統(tǒng)分析[23-24];付亮等利用R語言模型對(duì)黃淮南片不同小麥品種(系)穩(wěn)定性、適應(yīng)性進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)[25]。
本研究以2022—2023年國(guó)家小麥良種聯(lián)合攻關(guān)黃淮南片水地組生產(chǎn)試驗(yàn)的19份小麥品種(系)為材料,通過多樣性指數(shù)、相關(guān)分析和主成分分析并綜合評(píng)價(jià)籽粒產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀,并對(duì)其抗病性鑒定結(jié)果進(jìn)行賦值量化評(píng)分,以期為今后黃淮南片冬小麥的新品種(系)選育利用、合理布局及病害的綜合防控提供重要的理論依據(jù)。
1" 材料與方法
1.1" 試驗(yàn)材料
材料為2022—2023年國(guó)家小麥良種聯(lián)合攻關(guān)黃淮南片水地組生產(chǎn)試驗(yàn)的19份小麥品種(系),詳見表1。其中,生產(chǎn)試驗(yàn)1組有10個(gè)品種,生產(chǎn)試驗(yàn)2組有9個(gè)品種,2組各設(shè)1個(gè)周麥36為對(duì)照品種,承試單位均為21個(gè)。
1.2" 數(shù)據(jù)來源
農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、抗病性鑒定等數(shù)據(jù)均來源于國(guó)家小麥育種聯(lián)合攻關(guān)組編寫的《2022—2023年度國(guó)家小麥育種聯(lián)合攻關(guān)廣適性品種生產(chǎn)試驗(yàn)總結(jié)》。產(chǎn)量、生育期等農(nóng)藝性狀經(jīng)過各試驗(yàn)點(diǎn)調(diào)查后由主持單位進(jìn)行匯總,蛋白質(zhì)等品質(zhì)性狀根據(jù)2年區(qū)域試驗(yàn)的平均值計(jì)算獲得,病害鑒定結(jié)果根據(jù)2年區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果中抗性表現(xiàn)較差的鑒定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.3" 抗病性評(píng)價(jià)
根據(jù)黃淮南片小麥生產(chǎn)中各種病害的發(fā)生頻率和危害程度,對(duì)參加黃淮南片小麥區(qū)域試驗(yàn)的品種(系)對(duì)單種病害的抗性進(jìn)行量化評(píng)分。每個(gè)品種(系)滿分100分,即對(duì)5種病害全部免疫,其中對(duì)赤霉病的抗性30分,對(duì)紋枯病的抗性20分,對(duì)白粉病的抗性20分,對(duì)葉銹病的抗性20分,對(duì)條銹病的抗性10分。每種病害根據(jù)抗性等級(jí)的變化賦值不同的權(quán)重系數(shù),將5種病害的各分值相加,即為各小麥品種(系)的綜合抗病得分值,規(guī)定得分值越高,表示該材料的抗病性越好??共⌒栽u(píng)價(jià)級(jí)別見表2。
1.4" 數(shù)據(jù)處理
用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理后,參照湯翠鳳等的方法進(jìn)行Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)評(píng)價(jià),利用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述分析、相關(guān)性分析和主成分分析[26]。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 氣候條件對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響
2022—2023年度大部分試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行適期播種,部分試驗(yàn)點(diǎn)因10月中旬降雨多而推遲播種,于10月下旬全部完成播種,播種時(shí)底墑充足,氣溫適宜,小麥出苗快。11月份墑情足、光照強(qiáng)、積溫多,利于小麥分蘗的早生快發(fā),小麥分蘗多、苗勢(shì)壯,同時(shí)對(duì)晚播小麥弱苗苗情的轉(zhuǎn)化升級(jí)較為有利,在分蘗盛期形成了足夠的冬前群體。小麥進(jìn)入越冬期后,在12月底、1月上中旬遇到低溫寒潮天氣,麥田均發(fā)生不同程度的凍害,但沒有出現(xiàn)極端低溫,整個(gè)越冬期的氣溫偏高,雨水較多,凍害較輕,麥苗生長(zhǎng)穩(wěn)健,能夠安全越冬。
在返青拔節(jié)期間,氣溫出現(xiàn)多次反復(fù),降溫次數(shù)明顯多于常年,對(duì)品種造成不同程度的影響。陰雨寡照的天氣利于病菌的孳生與發(fā)展,部分試點(diǎn)的土傳病害如紋枯病、莖基腐病等病原菌蔓延,在后期更是嚴(yán)重發(fā)生。部分試驗(yàn)點(diǎn)3月中下旬的溫度偏低,出現(xiàn)3.0 ℃以下低溫,此時(shí)正是小麥幼穗發(fā)育時(shí)期,低溫致使品種的幼穗發(fā)育受到影響,個(gè)別抗倒春寒能力差的小麥品種受到的凍害較重,影響成穗,造成虛尖、穗下部不育小穗增多。到4月上中旬,平均溫度仍高于常年,光照充足,小麥發(fā)育進(jìn)程較快,抽穗、揚(yáng)花較常年提前且較集中。2022—2023年度全部試驗(yàn)點(diǎn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響偏輕,病蟲害防控及時(shí)有效,前期條件總體有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成。
灌漿成熟期氣溫適宜,日照時(shí)間長(zhǎng)、積溫多,對(duì)小麥籽粒結(jié)實(shí)較為有利。5月下旬多陰雨性天氣,在河南大部分試點(diǎn)、安徽和江蘇的淮北試點(diǎn)遭遇連近年來最嚴(yán)重的連陰雨天氣,且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、過程雨量大、影響范圍廣,部分中早熟品種穗發(fā)芽嚴(yán)重,晚熟品種早衰逼熟,使得籽粒飽滿度受到影響,導(dǎo)致籽粒容重降低、品質(zhì)變差,小麥灌漿強(qiáng)度減低,提早結(jié)束灌漿,千粒重和容重較往年下降得較多。
2.2" 產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的統(tǒng)計(jì)和多樣性分析
由表3可以看出,黃淮南片麥區(qū)籽粒產(chǎn)量的整體水平較高,平均產(chǎn)量為8 493.75 kg/hm2,成穗率范圍為39.60%~46.00%,有效穗數(shù)范圍為 571.50萬~693.00萬穗/hm2,穗粒數(shù)范圍為33.40~38.60粒/穗,千粒重為39.30~48.30 g,產(chǎn)量三要素較為協(xié)調(diào)。小麥品種(系)在2022—2023年間的產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)為最高莖數(shù)>千粒重>有效穗>株高>成穗率>穗粒數(shù)>基本苗>產(chǎn)量>容重>生育期,變異系數(shù)范圍在0.28%~6.31%之間,變異系數(shù)均小于10%,屬于弱變異程度。小麥品種(系)在2022—2023年間的產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的多樣性指數(shù)(H′)范圍為1.50~1.97,平均值為1.79,其中穗粒數(shù)>株高>千粒重>產(chǎn)量>成穗率>生育期>最高莖數(shù)>基本苗>有效穗數(shù)>容重。生育期、容重的變異系數(shù)分別僅為0.28%、1.04%,H′均低于平均值;最高莖數(shù)、千粒重的變異系數(shù)最大值分別為6.31%、5.92%;株高、穗粒數(shù)、千粒重的H′分別為1.96、1.97、1.91,均遠(yuǎn)高于平均值。
2.3" 主要品質(zhì)性狀的統(tǒng)計(jì)和多樣性分析
由表4可以看出,參試小麥品種(系)蛋白質(zhì)含量的均值為14.02%,濕面筋含量的均值為30.17%,吸水率的均值為62.24%,穩(wěn)定時(shí)間的范圍為1.35~12.25 min,最大拉伸阻力的范圍為 163~584 EU,拉伸面積的范圍為30.50~100.50 cm2。小麥品種(系)在2020—2021年、2021—2022年間主要品質(zhì)性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)為穩(wěn)定時(shí)間>最大拉伸阻力>拉伸面積>濕面筋含量>蛋白質(zhì)含量>吸水率,變異系數(shù)范圍為 4.95%~75.52%,其中蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、吸水率的變異系數(shù)均小于10%,屬于弱變異程度;穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力、拉伸面筋的變異系數(shù)在10%~100%之間,屬于中等變異。主要品質(zhì)性狀的H′范圍為1.36~1.98,平均值為1.73,具體表現(xiàn)為蛋白質(zhì)含量>吸水率>濕面筋含量>最大拉伸阻力>拉伸面積>穩(wěn)定時(shí)間。整體來看,蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和吸水率的變異系數(shù)較小,H′較大;穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力和拉伸面積的變異系數(shù)較大,H′較小。
2.4" 參試小麥產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析
參試小麥主要性狀之間存在不同程度的相關(guān)性。由表5可以看出,產(chǎn)量與生育期、成穗率、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等農(nóng)藝性狀均呈正相關(guān),與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.609),與濕面筋含量、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力、拉伸面積等品質(zhì)性狀均呈負(fù)相關(guān);生育期與最高莖數(shù)呈極顯著正相關(guān)(r=0.697),與有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān)(r=0.475),與穩(wěn)定時(shí)間呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.654),與成穗率(r=-0.502)、最大拉伸阻力(r=-0.573)、拉伸面積(r=-0.541)呈顯著負(fù)相關(guān);最高莖數(shù)與有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)(r=0.789),與成穗率(r=-0.593)、千粒重(r=-0.582)呈極顯著負(fù)相關(guān);成穗率與穩(wěn)定時(shí)間(r=0.551)、最大拉伸阻力(r=0.507)、拉伸面積(r=0.565)呈顯著正相關(guān);有效穗數(shù)與吸水率呈顯著正相關(guān)(r=0.566),與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.586);穗粒數(shù)與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.579);蛋白質(zhì)含量與濕面筋含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.701);穩(wěn)定時(shí)間與最大拉伸阻力(r=0.895)、拉伸面積(r=0.863)呈極顯著正相關(guān);最大拉伸阻力與拉伸面積呈極顯著正相關(guān)(r=0.950)。小麥品種(系)為多個(gè)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的集合體,各性狀之間相互影響,因此可采用主成分分析方法進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)價(jià)。
2.5" 主要性狀的主成分分析
主成分分析(PCA)可以對(duì)相關(guān)程度較高的變量進(jìn)行歸類,從而降低數(shù)據(jù)維度,更有效地反映小麥品種(系)的大部分信息,提高對(duì)數(shù)據(jù)的理解程
由表6可以看出,第1主成分的特征值為4.271,貢獻(xiàn)率為47.457%。在其特征向量中,成穗率、穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力、拉伸面積為正值且數(shù)值較大,該主成分主要反映小麥的品質(zhì)性狀。第2主成分的特征值為1.793,貢獻(xiàn)率為19.921%。在其特征向量中,生育期、最高莖數(shù)、有效穗數(shù)為正值且數(shù)值較大,成穗率為負(fù)值且絕對(duì)值較小,最高莖數(shù)的增加有助于有效穗數(shù)的提高,但是會(huì)降低成穗率,該主成分主要反映小麥的農(nóng)藝性狀。第3主成分的特征值為1.501,貢獻(xiàn)率為16.683%。在其特征向量中,籽粒產(chǎn)量為負(fù)值且絕對(duì)值較大,蛋白質(zhì)含量為正值且數(shù)值較大。由此可見,在提升小麥籽粒產(chǎn)量的同時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致籽粒蛋白質(zhì)含量的降低, 在一定程度上說明產(chǎn)量的提高對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量產(chǎn)生了制約作用。
2.6" 參試小麥對(duì)不同病害的抗性分析
參試小麥品種(系)對(duì)條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病、赤霉病的抗性評(píng)分平均值分別為4.42、6.74、7.79、8.42、8.84,變異系數(shù)分別為46.61%、38.58%、31.96%、14.96%、52.38%,變異系數(shù)均小于100%,屬于中等變異(表7)。對(duì)條銹病、紋枯病的抗性在中感和慢之間,對(duì)葉銹病、白粉病、赤霉病的抗性在高感和中感之間(表1)。數(shù)據(jù)的偏度表示其分布的不對(duì)稱程度,本研究結(jié)果顯示,5種病害的偏度均為正偏,即平均值大于中位數(shù)。數(shù)據(jù)的峰度表示其分布的尖銳程度,白粉病、紋枯病、赤霉病的正峰表明數(shù)據(jù)分布比正態(tài)分布更尖銳,數(shù)據(jù)較為集中;條銹病、葉銹病的負(fù)峰表明數(shù)據(jù)分布比正態(tài)分布更平坦,數(shù)據(jù)較為分散。對(duì)參試的小麥品種(系)的抗性鑒定結(jié)果賦值求和得到綜合抗性得分,評(píng)分的最高值為52,最低值為28,平均值為36.21,變異系數(shù)為18.31%(表7)。
對(duì)參試的19份小麥品種(系)各病害抗性進(jìn)行量化評(píng)分。由表8可以看出, 沒有對(duì)條銹病表現(xiàn)免疫的品系,表現(xiàn)為高抗的品系有2份,占參試品系的10.50%;表現(xiàn)為中抗的品系有6份,占31.60%;表現(xiàn)為中感的品系有5份,占26.30%;表現(xiàn)為高感的品系有6份,占31.60%。沒有對(duì)葉銹病表現(xiàn)為免疫和高抗的品系,表現(xiàn)為中抗的品系有1份,占5.30%;表現(xiàn)為慢感染的品系有2份,占10.50%;表現(xiàn)為中感的品系有8份,占42.10%;表現(xiàn)為高感的品系有10份,占42.10%。沒有對(duì)白粉病表現(xiàn)出免疫和高抗的品系,表現(xiàn)為中抗的品系有3份,占15.80%;表現(xiàn)為中感的品系有12份,占63.20%;表現(xiàn)為高感的品系有4份,占21.10%。沒有對(duì)紋枯病表現(xiàn)出免疫和高抗的品系,表現(xiàn)出中抗的品系有2份,占10.50%;表現(xiàn)出中感的品系有17份,占89.50%。沒有對(duì)赤霉病表現(xiàn)出免疫和高抗的品系,表現(xiàn)出中抗的品系有3份,占15.80%;表現(xiàn)出中感的品系有3份,占15.80%;表現(xiàn)出高感的品系有13份,占68.40%。
3" 討論與結(jié)論
我國(guó)小麥育種歷程可劃分為3個(gè)主要階段:抗病穩(wěn)產(chǎn)早熟階段、矮化抗倒高產(chǎn)階段及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效階段。在此過程中,我國(guó)科研人員成功育成了如碧螞1號(hào)、泰山4號(hào)、揚(yáng)麥158、豫麥21、濟(jì)麥22等標(biāo)志性品種,推動(dòng)了主產(chǎn)麥區(qū)歷經(jīng)8~9次的品種更新?lián)Q代[1,27]。小麥育種事業(yè)的持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新,離不開豐富多樣的種質(zhì)資源。對(duì)這些資源的有效利用,為小麥品種的選育與改良提供了關(guān)鍵的選擇基礎(chǔ)。然而,隨著近年來國(guó)內(nèi)育種進(jìn)程的加快,作物品種的同質(zhì)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重,不僅造成作物遺傳多樣性的降低,還導(dǎo)致品種同質(zhì)化問題。張會(huì)芳等對(duì)黃淮麥區(qū)(南片、北片)的109份小麥材料進(jìn)行了遺傳多樣性分析,結(jié)果表明,12個(gè)農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的變異系數(shù)變化范圍為1.66%~76.64%,平均值為11.37%,H′變化范圍為1.50~4.65,平均值為3.78[28]。金艷等以從國(guó)際玉米小麥改良中心引進(jìn)的40份小麥資源材料為研究對(duì)象,綜合評(píng)價(jià)了16個(gè)主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)指標(biāo),變異系數(shù)范圍為 1.94%~32.25%,H′范圍為1.87~2.05[29]。本研究中的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀變異系數(shù)范圍為0.28%~6.31%,H′范圍為1.50~1.97;品質(zhì)性狀變異系數(shù)范圍為4.95%~75.52%,H′范圍為1.36~1.98。株高、穗粒數(shù)和千粒重的H′遠(yuǎn)高于其他農(nóng)藝性狀,蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和吸水率的H′高于其他品質(zhì)性狀,即參試的小麥品種(系)農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的遺傳多樣性受其影響較大,這些性狀在不同品種間有很大的發(fā)展空間。其中,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間最小值僅為 1.35 min,最大值為12.25 min,變異系數(shù)遠(yuǎn)高于其他品質(zhì)性狀,這與杜曉宇等的研究結(jié)果[15,17]相同,說明黃淮南片小麥籽粒的穩(wěn)定時(shí)間有較大改良空間,可用于改善小麥品質(zhì)類型。
小麥產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀較多,且相互存在復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系。茹振剛等指出,目前,小麥雜交育種技術(shù)已經(jīng)非常成熟,育種家完全可以利用小麥的作物特性深挖其高產(chǎn)潛力,同時(shí)兼顧品質(zhì)性狀的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的完美平衡[30]。郝天佳等對(duì)我國(guó)1991—2018年期間通過國(guó)審的521個(gè)小麥品種的產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)性狀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)隨著年份和品種的更替,小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)均得到提高,千粒重、穗粒數(shù)、穗數(shù)對(duì)小麥增產(chǎn)的重要性依次增加[31]。在本研究的相關(guān)性分析中,產(chǎn)量與生育期、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均呈正相關(guān)關(guān)系,與蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、吸水率等主要品質(zhì)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。主要農(nóng)藝性狀中,生育期、有效穗數(shù)、最高莖數(shù)之間呈顯著或極顯著正相關(guān),千粒重與最高莖數(shù)和有效穗數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)。主要品質(zhì)性狀中,穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力和拉伸面積之間呈極顯著正相關(guān),這與張會(huì)芳等的研究結(jié)果[32]一致。王瑛等指出,在黃淮冬麥區(qū)千粒重、穗粒數(shù)和單位面積穗數(shù)是不同類型小麥品種構(gòu)成的重要因素[33]。因此可見,黃淮南片冬麥區(qū)生態(tài)條件復(fù)雜,在未來育種工作中,建議控制好生育期和最高莖數(shù),適當(dāng)提高成穗率,改良高產(chǎn)小麥品種的籽粒品質(zhì)或者提高優(yōu)質(zhì)小麥品種的產(chǎn)量等措施都具有一定可行性。
小麥條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病、赤霉病是黃淮麥區(qū)的主要真菌病害,是目前小麥生產(chǎn)面臨的巨大隱患[34]。本研究中,參試小麥品種(系)對(duì)條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病、赤霉病的抗性評(píng)分范圍分別為2.00~8.00、4.00~12.00、4.00~12.00、8.00~12.00、6.00~18.00,其中對(duì)條銹病和紋枯病的抗性均值在中感和慢之間,對(duì)葉銹病、白粉病和赤霉病的抗性均值在高感和中感之間。對(duì)5種病害的抗性鑒定結(jié)果進(jìn)行綜合分析,發(fā)現(xiàn)抗性評(píng)分單位在28.00~52.00之間,變異系數(shù)為18.31%,屬于中等變異程度??傮w來看,參試小麥品種(系)對(duì)條銹病和紋枯病的抗性相對(duì)較好,整體抗性水平有待進(jìn)一步提高,這與李愛國(guó)等的研究結(jié)果[20,35-36]基本一致。因此,黃淮麥區(qū)小麥育種應(yīng)在保持原有抗性的同時(shí),加強(qiáng)對(duì)赤霉病等病害的選擇壓力,同時(shí)利用對(duì)小麥抗病基因的發(fā)掘、抗病品種的更新?lián)Q代及農(nóng)田栽培管理措施的不斷改進(jìn)完善,逐漸減輕小麥病害的發(fā)生程度。其中,篩選并種植抗病品種是防治小麥病害最經(jīng)濟(jì)有效的措施[37-38]。本研究中,參試的小麥品種(系)有42.10%表現(xiàn)出對(duì)條銹病的抗性,15.80%表現(xiàn)出對(duì)葉銹病的抗性,15.80%表現(xiàn)出對(duì)白粉病的抗性,10.50%表現(xiàn)出對(duì)紋枯病的抗性,15.80%表現(xiàn)出對(duì)赤霉病的抗性,且抗性均達(dá)到慢及以上水平,無對(duì)病害達(dá)到免疫的品種(系)。這與從側(cè)面驗(yàn)證了劉太國(guó)等的研究結(jié)果,即我國(guó)小麥病害發(fā)生程度有加重趨勢(shì),亟需對(duì)各種病害高抗甚至免疫的小麥新品種(系)[34,39]。當(dāng)前,我國(guó)小麥審定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)病害的要求也越來越嚴(yán)格,小麥新品種(系)的抗性要求從過去的單一抗性逐漸過渡到對(duì)多種病害的綜合抗性,這要求育種家精準(zhǔn)鑒定種質(zhì)資源、提高資源利用效率,深挖資源特征特性,調(diào)整抗病育種策略,擇優(yōu)配置組合。
綜上所述,黃淮南片小麥參試品種(系)產(chǎn)量的變化范圍在8 302.50~8 617.50 kg/hm2,有效穗范圍為571.50萬~693.00萬穗/hm2,穗粒數(shù)范圍為33.40~38.60粒/穗,千粒重范圍為39.30~48.30 g,產(chǎn)量三要素表現(xiàn)出協(xié)調(diào)提高。主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀具有較高的遺傳多樣性,多樣性指數(shù)的范圍為1.36~1.98。農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀表現(xiàn)為明顯的相關(guān)性,主成分分析將相關(guān)程度較高的9個(gè)性狀歸為3個(gè)主成分,可以解釋84.061%的性狀信息。參試小麥品種(系)對(duì)條銹病、紋枯病的抗性在中感和慢之間,葉銹病、白粉病和赤霉病抗性在高感和中感之間。42.10%的條銹病抗性、15.80%的葉銹病抗性、15.80%的白粉病病抗性、10.50%的紋枯病抗性、15.80%的赤霉病抗性均達(dá)到慢及以上抗性水平,無對(duì)病害達(dá)到免疫的品種(系)。
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