李豪圣等
摘要:本試驗對226份CIMMYT小麥種質(zhì)的產(chǎn)量構(gòu)成因素、籽粒品質(zhì)、面筋特性、面團(tuán)揉混特性和淀粉糊化特性等進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明:226份CIMMYT小麥種質(zhì)的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個,與當(dāng)?shù)刂魍破贩N濟(jì)麥22相當(dāng);穗粒數(shù)平均為41.9個,比濟(jì)麥22多2.3個,最高達(dá)60.2個;千粒重平均為38.7 g。籽粒硬度較高,>90的有22份,最高為97。 82.8%的材料其籽粒蛋白含量在12.5%~14.5%之間。大部分材料的沉淀值在37~46 ml之間,最大值為64.5 ml;沉淀值>40 ml的材料占66.9%,其中7份材料的沉淀值在60 ml以上。濕面筋含量變異幅度較大,在25.7%~57.2%之間;干面筋值的變異幅度較小,大部分材料集中在10~13 g,最大值為18.4 g;面筋指數(shù)高,>94%的材料占66.2%;篩選出濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g、面筋指數(shù)在94%以上的材料10份。揉混儀參數(shù)峰值寬度變異幅度較大,在180~440 B.U.之間,有51份材料的峰值寬度>300 B.U.;8 cm峰寬分布集中在70~180 B.U.,最寬達(dá)320 B.U.;衰落角分布集中在6°~16°;篩選出峰值寬度300 B.U.以上、8 cm峰寬190 B.U.以上且衰落角<10°的材料7份。淀粉RVA糊化特性的峰值粘度分布集中在2 800~3 400 cP之間,最高值達(dá)3 887 cP;稀懈值集中在900~1 200 cP;回升值集中在1 200~1 500 cP;篩選出峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的材料42份。篩選出的這些材料可作為山東省小麥育種和品質(zhì)改良的優(yōu)異親本,并且部分材料已被用于小麥育種中。
關(guān)鍵詞:CIMMYT小麥種質(zhì);產(chǎn)量性狀;品質(zhì)特性
中圖分類號:S512.102文獻(xiàn)標(biāo)識號:A文章編號:1001-4942(2014)02-0017-06
國際玉米小麥改良中心(CIMMYT)育成的小麥品種(系)以春小麥品種聞名于世,育成品種的豐產(chǎn)性好,植株較矮、株型緊湊、較抗倒伏,品質(zhì)較好,抗病性強(qiáng),適應(yīng)性廣[1]。20世紀(jì)70年代我國已開始CIMMYT小麥種質(zhì)在中國春小麥地區(qū)的適應(yīng)性研究,并認(rèn)為CIMMYT 小麥可在新疆和云南直接推廣應(yīng)用,其它春麥區(qū)可作雜交親本[2]。隨后,姚金保等[3]和袁漢民等[4]對CIMMYT 小麥在江蘇和寧夏等地區(qū)的表現(xiàn)和利用也進(jìn)行了初步分析[3,4]。張勇等[5]的研究進(jìn)一步確定了CIMMYT 小麥品種可在云南、青海和新疆直接推廣種植;內(nèi)蒙古、甘肅和寧夏為次適宜地區(qū),可以直接推廣應(yīng)用,但主要用作雜交親本;在黑龍江以做雜交親本為宜。CIMMYT小麥種質(zhì)的品質(zhì)相關(guān)性狀如蛋白品質(zhì)性狀[6]、高分子量谷蛋白亞基[7]、Waxy蛋白類型及淀粉糊化特性[8]、Pina和Pinb基因等位變異[9]等也得到深入研究。
近幾十年來,在CIMMYT中國辦事處(北京)的努力下,中國小麥生產(chǎn)區(qū)與CIMMYT 開展了積極的穿梭育種及合作交流研究。每年有1 000 余份CIMMYT小麥材料引進(jìn)并在國內(nèi)不同麥區(qū)種植觀察和作為親本進(jìn)行新品種培育[5],全國不同麥區(qū)的小麥育種工作者到CIMMYT 學(xué)習(xí)交流,參與小麥田間育種的選拔工作、室內(nèi)品質(zhì)分析及相關(guān)性狀基因的分子標(biāo)記研究。同時,CIMMYT小麥育種者也在利用中國小麥與CIMMYT種質(zhì)配制組合,培育新品種(系)。目前,黑龍江、內(nèi)蒙古、寧夏和新疆等春麥區(qū)利用CIMMYT 小麥作雜交親本育成的品種達(dá)140多個,這是我國春麥區(qū)小麥品種改良中對CIMMYT 種質(zhì)有效改造和利用的突出表現(xiàn)[10]。CIMMYT小麥種質(zhì)在中國春小麥育種中的廣泛應(yīng)用,不僅豐富了中國春小麥品種的遺傳資源,而且對提高小麥產(chǎn)量、改善品質(zhì)、增強(qiáng)抗病性、促進(jìn)小麥品種的更新?lián)Q代等做出了較大貢獻(xiàn)[11]。但CIMMYT小麥種質(zhì)在冬麥區(qū)育種中的利用還很欠缺,這主要是由于引進(jìn)種質(zhì)與當(dāng)?shù)仄贩N存在冬春性差異。
國外優(yōu)異種質(zhì)資源的引進(jìn)鑒定和利用一直是小麥育種者進(jìn)行品種改良及拓寬小麥遺傳基礎(chǔ)的主要途徑之一。近年來,筆者加強(qiáng)了對引進(jìn)國外優(yōu)異種質(zhì)尤其是CIMMYT小麥種質(zhì)的適應(yīng)性試驗研究,對引進(jìn)種質(zhì)的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、抗逆性和品質(zhì)等多個方面進(jìn)行詳細(xì)地觀察研究和分析。本試驗對2011年引進(jìn)的226份CIMMYT小麥種質(zhì)的產(chǎn)量構(gòu)成因素、籽粒品質(zhì)、面筋特性、面團(tuán)揉混特性和淀粉糊化特性等進(jìn)行了測定和統(tǒng)計分析,旨在篩選出適用于山東冬麥區(qū)小麥新品種培育的優(yōu)異親本材料,從而豐富現(xiàn)有的育種遺傳資源,擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ),提高選育品種的多樣性。
1材料與方法
1.1試驗材料
2011年經(jīng)CIMMYT中國辦事處(北京)/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所引進(jìn)CIMMYT普通小麥材料226份,每20行種1行當(dāng)?shù)刂髟云贩N濟(jì)麥22(對照),供試材料共238份。于山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所試驗田(濟(jì)南)種植,試驗地土壤肥力中等,行長2 m,雙行區(qū)人工點(diǎn)播。田間管理、播種時間與山東省小麥區(qū)(預(yù))試同步進(jìn)行,材料單收單曬單藏備用。
1.2試驗方法
產(chǎn)量性狀:每份材料隨機(jī)取20穗,數(shù)其小穗數(shù)和穗粒數(shù),計算各自的平均值;收獲晾曬后,利用SKCS4100型單粒谷物特性測定儀測定千粒重。
品質(zhì)特性測定參照劉愛峰等[12,13]的方法。所有樣品采用德國Brabender Junior 實驗?zāi)ブ品?。利用SKCS4100型單粒谷物特性測定儀測定籽粒硬度;用DA7200型近紅外分析儀測定籽粒蛋白含量;用AACC56-61A 方法測定Zeleny 沉淀值;按GB5506-85的方法用GM2200型面筋儀測定濕面筋含量、干面筋值和面筋指數(shù);揉面儀測定面團(tuán)揉混峰值寬度和8 cm峰寬及衰落角;按AACC76-21 標(biāo)準(zhǔn)用快速粘度儀測定淀粉糊化峰值粘度、稀懈值和回升值。
1.3數(shù)據(jù)處理
利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2結(jié)果與分析
2.1產(chǎn)量性狀表現(xiàn)
對CIMMYT小麥種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重進(jìn)行了統(tǒng)計分析(表1,圖1)。這些種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個,與對照濟(jì)麥22相當(dāng),變異幅度為11.2~24.2個;頻數(shù)分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數(shù)在14~18個之間,占81.4%;有107份材料的每穗小穗數(shù)高于濟(jì)麥22,其中9份>20個。穗粒數(shù)平均為41.9個,比濟(jì)麥22多2.3個,最高達(dá)60.2個,63.27%的材料穗粒數(shù)超過濟(jì)麥22;分布比較分散,穗粒數(shù)超過42個的有103份材料,占45.57%。千粒重平均為38.7 g,明顯低于濟(jì)麥22,變異幅度較大;頻數(shù)分布顯示大部分材料的千粒重在34~43 g之間,高于濟(jì)麥22的材料有49份,最高達(dá)49.2 g。根據(jù)育種實際,可選擇適當(dāng)?shù)腃IMMYT小麥種質(zhì)材料用于小麥品種的遺傳改良。
3結(jié)論與討論
CIMMYT品種在我國春小麥種植區(qū)域表現(xiàn)突出,在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區(qū)可以直接用于生產(chǎn), 在東北春麥區(qū)可用作雜交親本[2,11] 。山東冬麥區(qū)引進(jìn)的這批CIMMYT小麥種質(zhì)材料表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)和中等水平的千粒重,這為當(dāng)前通過穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)進(jìn)一步提高產(chǎn)量潛力的育種目標(biāo)提供了新的種質(zhì)資源;高籽粒硬度、高沉淀值、優(yōu)良面筋特性和面團(tuán)揉混特性、優(yōu)良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質(zhì)改良提供了資源。在山東冬麥區(qū),春性的CIMMTY材料不能直接用于生產(chǎn),但可很好地用作親本,通過雜交和3次左右的回交,可將它們的優(yōu)異性狀基因轉(zhuǎn)入到當(dāng)?shù)氐亩←溒贩N中,達(dá)到品種改良的目的。
這226份CIMMYT材料在山東冬麥區(qū)的田間表現(xiàn)和品質(zhì)特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區(qū)的表現(xiàn)特點(diǎn),雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質(zhì)在我國春麥區(qū)的表現(xiàn)存在一定差異[2,5,11,14],但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區(qū)的生長發(fā)育和品質(zhì)特性。通過山東冬麥區(qū)的鑒定分析,從226份CIMMYT材料中篩選出:硬度>90的22份;沉淀值>50 ml的27份;濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數(shù)在94%以上的10份;峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份;峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質(zhì)材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質(zhì)改良的優(yōu)異親本,豐富了小麥育種的遺傳資源,擴(kuò)大了遺傳基礎(chǔ),為提高選育品種的多樣性奠定了基礎(chǔ)。
近幾年來,本課題組加強(qiáng)引進(jìn)國內(nèi)外種質(zhì)資源的鑒定和利用工作[12],通過種植觀察和檢測分析,篩選綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)用于小麥育種中,并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產(chǎn)量潛力的種質(zhì)資源,并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15],課題組經(jīng)過連續(xù)多代的回交選育,已將其高產(chǎn)和抗病基因轉(zhuǎn)入到當(dāng)?shù)刂髟孕←溒贩N中,獲得了穩(wěn)定的高代品系。2012年夏,我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良且品質(zhì)特性好的材料用作親本,與山東省主推品種濟(jì)南17和濟(jì)麥22進(jìn)行雜交,獲得了24份F1;2013年夏對雜交F1繼續(xù)進(jìn)行回交,已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中,我們將繼續(xù)以田間篩選和室內(nèi)檢測分析相結(jié)合,綜合各種性狀,根據(jù)育種目標(biāo)篩選優(yōu)異后代系,以豐富選育品種的多樣性。
參考文獻(xiàn):
[1]Pingali P L (Eds). CIMMYT 1989-1999 world wheat facts and trends. Global wheat research in a changing world: challenges and achievements[R]. Mexico D F:CIMMYT,1999.
[2]宛秀蘭. 引種墨西哥小麥的初步研究——關(guān)于墨西哥小麥適應(yīng)地區(qū)的分析[J]. 作物學(xué)報,1981, 17(4):249-257.
[3]姚金保,周朝飛,錢存鳴,等. 江蘇與CIMMYT小麥穿梭育種進(jìn)展與展望[J]. 麥類作物學(xué)報,1998,18(5):14-16.
[4]袁漢民,吳淑筠,張富國,等. 寧夏墨麥種質(zhì)資源研究[J]. 寧夏農(nóng)林科技,1998,4:8-12.
[5]張勇,吳振錄,張愛民,等. CIMMYT小麥在中國春麥區(qū)的適應(yīng)性分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(4):655-663.
[6]張勇,何中虎,吳振錄,等. CIMMYT和中國硬質(zhì)春麥在4種CIMMYT不同處理環(huán)境中產(chǎn)量和蛋白品質(zhì)性狀分析[J]. 作物學(xué)報,2007,33(7):1182-1186.
[7]隋新霞,樊慶琦,謝振義,等. 部分CIMMYT小麥種質(zhì)材料的高分子量谷蛋白亞基分析[J]. 麥類作物學(xué)報,2006,26(4):56-58.
[8]穆培源,何中虎,徐兆華,等. CIMMYT普通小麥品系Waxy蛋白類型及淀粉糊化特性研究[J]. 作物學(xué)報,2006,32(7):1071-1075.
[9]李根英,夏先春,何中虎,等. CIMMYT新型人工合成小麥Pina和Pinb基因等位變異[J]. 作物學(xué)報,2007,33(2):242-249.
[10]He Z H,Rajaram S. China/CIMMYT collaboration on wheat breeding and germplasm exchange: results of 10 years of shuttle breeding (1984-1994)[R]. Wheat Special Report No.46, Mexico, D F:CIMMYT,1997.
[11]吳振錄,張勇,何中虎,等. CIMMYT小麥在我國的產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)[J]. 麥類作物學(xué)報,2004,24(3):34-39.
[12]劉愛峰,段友臣,程敦公,等. 山東小麥種質(zhì)資源品質(zhì)特性多樣性研究及利用[J]. 植物遺傳資源學(xué)報,2012,13(4):515-520.
[13]劉愛峰,程敦公,李豪圣,等. 高產(chǎn)小麥品種濟(jì)麥22配粉效應(yīng)及饅頭制作品質(zhì)研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2010,26(19):52-57.
[14]馬小樂,王化俊,尚勛武,等. 143個CIMMYT 春小麥材料在河西地區(qū)的性狀表現(xiàn)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2010,3:6-9.
[15]Liu S X,Yu L X,Singh Ravi P ,et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.,2010,120(4):691-697.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)2014,46(2):23~28Shandong Agricultural Sciences
1.3數(shù)據(jù)處理
利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2結(jié)果與分析
2.1產(chǎn)量性狀表現(xiàn)
對CIMMYT小麥種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重進(jìn)行了統(tǒng)計分析(表1,圖1)。這些種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個,與對照濟(jì)麥22相當(dāng),變異幅度為11.2~24.2個;頻數(shù)分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數(shù)在14~18個之間,占81.4%;有107份材料的每穗小穗數(shù)高于濟(jì)麥22,其中9份>20個。穗粒數(shù)平均為41.9個,比濟(jì)麥22多2.3個,最高達(dá)60.2個,63.27%的材料穗粒數(shù)超過濟(jì)麥22;分布比較分散,穗粒數(shù)超過42個的有103份材料,占45.57%。千粒重平均為38.7 g,明顯低于濟(jì)麥22,變異幅度較大;頻數(shù)分布顯示大部分材料的千粒重在34~43 g之間,高于濟(jì)麥22的材料有49份,最高達(dá)49.2 g。根據(jù)育種實際,可選擇適當(dāng)?shù)腃IMMYT小麥種質(zhì)材料用于小麥品種的遺傳改良。
3結(jié)論與討論
CIMMYT品種在我國春小麥種植區(qū)域表現(xiàn)突出,在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區(qū)可以直接用于生產(chǎn), 在東北春麥區(qū)可用作雜交親本[2,11] 。山東冬麥區(qū)引進(jìn)的這批CIMMYT小麥種質(zhì)材料表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)和中等水平的千粒重,這為當(dāng)前通過穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)進(jìn)一步提高產(chǎn)量潛力的育種目標(biāo)提供了新的種質(zhì)資源;高籽粒硬度、高沉淀值、優(yōu)良面筋特性和面團(tuán)揉混特性、優(yōu)良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質(zhì)改良提供了資源。在山東冬麥區(qū),春性的CIMMTY材料不能直接用于生產(chǎn),但可很好地用作親本,通過雜交和3次左右的回交,可將它們的優(yōu)異性狀基因轉(zhuǎn)入到當(dāng)?shù)氐亩←溒贩N中,達(dá)到品種改良的目的。
這226份CIMMYT材料在山東冬麥區(qū)的田間表現(xiàn)和品質(zhì)特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區(qū)的表現(xiàn)特點(diǎn),雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質(zhì)在我國春麥區(qū)的表現(xiàn)存在一定差異[2,5,11,14],但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區(qū)的生長發(fā)育和品質(zhì)特性。通過山東冬麥區(qū)的鑒定分析,從226份CIMMYT材料中篩選出:硬度>90的22份;沉淀值>50 ml的27份;濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數(shù)在94%以上的10份;峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份;峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質(zhì)材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質(zhì)改良的優(yōu)異親本,豐富了小麥育種的遺傳資源,擴(kuò)大了遺傳基礎(chǔ),為提高選育品種的多樣性奠定了基礎(chǔ)。
近幾年來,本課題組加強(qiáng)引進(jìn)國內(nèi)外種質(zhì)資源的鑒定和利用工作[12],通過種植觀察和檢測分析,篩選綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)用于小麥育種中,并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產(chǎn)量潛力的種質(zhì)資源,并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15],課題組經(jīng)過連續(xù)多代的回交選育,已將其高產(chǎn)和抗病基因轉(zhuǎn)入到當(dāng)?shù)刂髟孕←溒贩N中,獲得了穩(wěn)定的高代品系。2012年夏,我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良且品質(zhì)特性好的材料用作親本,與山東省主推品種濟(jì)南17和濟(jì)麥22進(jìn)行雜交,獲得了24份F1;2013年夏對雜交F1繼續(xù)進(jìn)行回交,已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中,我們將繼續(xù)以田間篩選和室內(nèi)檢測分析相結(jié)合,綜合各種性狀,根據(jù)育種目標(biāo)篩選優(yōu)異后代系,以豐富選育品種的多樣性。
參考文獻(xiàn):
[1]Pingali P L (Eds). CIMMYT 1989-1999 world wheat facts and trends. Global wheat research in a changing world: challenges and achievements[R]. Mexico D F:CIMMYT,1999.
[2]宛秀蘭. 引種墨西哥小麥的初步研究——關(guān)于墨西哥小麥適應(yīng)地區(qū)的分析[J]. 作物學(xué)報,1981, 17(4):249-257.
[3]姚金保,周朝飛,錢存鳴,等. 江蘇與CIMMYT小麥穿梭育種進(jìn)展與展望[J]. 麥類作物學(xué)報,1998,18(5):14-16.
[4]袁漢民,吳淑筠,張富國,等. 寧夏墨麥種質(zhì)資源研究[J]. 寧夏農(nóng)林科技,1998,4:8-12.
[5]張勇,吳振錄,張愛民,等. CIMMYT小麥在中國春麥區(qū)的適應(yīng)性分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(4):655-663.
[6]張勇,何中虎,吳振錄,等. CIMMYT和中國硬質(zhì)春麥在4種CIMMYT不同處理環(huán)境中產(chǎn)量和蛋白品質(zhì)性狀分析[J]. 作物學(xué)報,2007,33(7):1182-1186.
[7]隋新霞,樊慶琦,謝振義,等. 部分CIMMYT小麥種質(zhì)材料的高分子量谷蛋白亞基分析[J]. 麥類作物學(xué)報,2006,26(4):56-58.
[8]穆培源,何中虎,徐兆華,等. CIMMYT普通小麥品系Waxy蛋白類型及淀粉糊化特性研究[J]. 作物學(xué)報,2006,32(7):1071-1075.
[9]李根英,夏先春,何中虎,等. CIMMYT新型人工合成小麥Pina和Pinb基因等位變異[J]. 作物學(xué)報,2007,33(2):242-249.
[10]He Z H,Rajaram S. China/CIMMYT collaboration on wheat breeding and germplasm exchange: results of 10 years of shuttle breeding (1984-1994)[R]. Wheat Special Report No.46, Mexico, D F:CIMMYT,1997.
[11]吳振錄,張勇,何中虎,等. CIMMYT小麥在我國的產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)[J]. 麥類作物學(xué)報,2004,24(3):34-39.
[12]劉愛峰,段友臣,程敦公,等. 山東小麥種質(zhì)資源品質(zhì)特性多樣性研究及利用[J]. 植物遺傳資源學(xué)報,2012,13(4):515-520.
[13]劉愛峰,程敦公,李豪圣,等. 高產(chǎn)小麥品種濟(jì)麥22配粉效應(yīng)及饅頭制作品質(zhì)研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2010,26(19):52-57.
[14]馬小樂,王化俊,尚勛武,等. 143個CIMMYT 春小麥材料在河西地區(qū)的性狀表現(xiàn)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2010,3:6-9.
[15]Liu S X,Yu L X,Singh Ravi P ,et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.,2010,120(4):691-697.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)2014,46(2):23~28Shandong Agricultural Sciences
1.3數(shù)據(jù)處理
利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2結(jié)果與分析
2.1產(chǎn)量性狀表現(xiàn)
對CIMMYT小麥種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重進(jìn)行了統(tǒng)計分析(表1,圖1)。這些種質(zhì)材料的每穗小穗數(shù)平均值為16.4個,與對照濟(jì)麥22相當(dāng),變異幅度為11.2~24.2個;頻數(shù)分布圖顯示大部分材料的每穗小穗數(shù)在14~18個之間,占81.4%;有107份材料的每穗小穗數(shù)高于濟(jì)麥22,其中9份>20個。穗粒數(shù)平均為41.9個,比濟(jì)麥22多2.3個,最高達(dá)60.2個,63.27%的材料穗粒數(shù)超過濟(jì)麥22;分布比較分散,穗粒數(shù)超過42個的有103份材料,占45.57%。千粒重平均為38.7 g,明顯低于濟(jì)麥22,變異幅度較大;頻數(shù)分布顯示大部分材料的千粒重在34~43 g之間,高于濟(jì)麥22的材料有49份,最高達(dá)49.2 g。根據(jù)育種實際,可選擇適當(dāng)?shù)腃IMMYT小麥種質(zhì)材料用于小麥品種的遺傳改良。
3結(jié)論與討論
CIMMYT品種在我國春小麥種植區(qū)域表現(xiàn)突出,在云貴高原、青藏高原和新疆等春麥區(qū)可以直接用于生產(chǎn), 在東北春麥區(qū)可用作雜交親本[2,11] 。山東冬麥區(qū)引進(jìn)的這批CIMMYT小麥種質(zhì)材料表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)和中等水平的千粒重,這為當(dāng)前通過穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)進(jìn)一步提高產(chǎn)量潛力的育種目標(biāo)提供了新的種質(zhì)資源;高籽粒硬度、高沉淀值、優(yōu)良面筋特性和面團(tuán)揉混特性、優(yōu)良的淀粉RVA糊化特性為品種的品質(zhì)改良提供了資源。在山東冬麥區(qū),春性的CIMMTY材料不能直接用于生產(chǎn),但可很好地用作親本,通過雜交和3次左右的回交,可將它們的優(yōu)異性狀基因轉(zhuǎn)入到當(dāng)?shù)氐亩←溒贩N中,達(dá)到品種改良的目的。
這226份CIMMYT材料在山東冬麥區(qū)的田間表現(xiàn)和品質(zhì)特性反映出春性CIMMYT小麥在我國冬麥區(qū)的表現(xiàn)特點(diǎn),雖與先前報道的其它批次CIMMYT小麥種質(zhì)在我國春麥區(qū)的表現(xiàn)存在一定差異[2,5,11,14],但它們代表了春性CIMMYT材料在我國冬麥區(qū)的生長發(fā)育和品質(zhì)特性。通過山東冬麥區(qū)的鑒定分析,從226份CIMMYT材料中篩選出:硬度>90的22份;沉淀值>50 ml的27份;濕面筋含量>35%、干面筋值>13.0 g和面筋指數(shù)在94%以上的10份;峰值寬度在300 B.U.以上、8 cm峰寬在190 B.U.以上且衰落角<10°的7份;峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值<1 300 cP的42份。篩選出的這些種質(zhì)材料可作為山東省小麥新品種培育和品種品質(zhì)改良的優(yōu)異親本,豐富了小麥育種的遺傳資源,擴(kuò)大了遺傳基礎(chǔ),為提高選育品種的多樣性奠定了基礎(chǔ)。
近幾年來,本課題組加強(qiáng)引進(jìn)國內(nèi)外種質(zhì)資源的鑒定和利用工作[12],通過種植觀察和檢測分析,篩選綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)用于小麥育種中,并取得了一定成效。品種 Wheatear 是引自美國的高產(chǎn)量潛力的種質(zhì)資源,并且攜帶有抗稈銹基因Sr25[15],課題組經(jīng)過連續(xù)多代的回交選育,已將其高產(chǎn)和抗病基因轉(zhuǎn)入到當(dāng)?shù)刂髟孕←溒贩N中,獲得了穩(wěn)定的高代品系。2012年夏,我們從這226份CIMMYT材料中篩選出12份田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良且品質(zhì)特性好的材料用作親本,與山東省主推品種濟(jì)南17和濟(jì)麥22進(jìn)行雜交,獲得了24份F1;2013年夏對雜交F1繼續(xù)進(jìn)行回交,已獲得BC1F1。在隨后幾年的回交篩選培育中,我們將繼續(xù)以田間篩選和室內(nèi)檢測分析相結(jié)合,綜合各種性狀,根據(jù)育種目標(biāo)篩選優(yōu)異后代系,以豐富選育品種的多樣性。
參考文獻(xiàn):
[1]Pingali P L (Eds). CIMMYT 1989-1999 world wheat facts and trends. Global wheat research in a changing world: challenges and achievements[R]. Mexico D F:CIMMYT,1999.
[2]宛秀蘭. 引種墨西哥小麥的初步研究——關(guān)于墨西哥小麥適應(yīng)地區(qū)的分析[J]. 作物學(xué)報,1981, 17(4):249-257.
[3]姚金保,周朝飛,錢存鳴,等. 江蘇與CIMMYT小麥穿梭育種進(jìn)展與展望[J]. 麥類作物學(xué)報,1998,18(5):14-16.
[4]袁漢民,吳淑筠,張富國,等. 寧夏墨麥種質(zhì)資源研究[J]. 寧夏農(nóng)林科技,1998,4:8-12.
[5]張勇,吳振錄,張愛民,等. CIMMYT小麥在中國春麥區(qū)的適應(yīng)性分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(4):655-663.
[6]張勇,何中虎,吳振錄,等. CIMMYT和中國硬質(zhì)春麥在4種CIMMYT不同處理環(huán)境中產(chǎn)量和蛋白品質(zhì)性狀分析[J]. 作物學(xué)報,2007,33(7):1182-1186.
[7]隋新霞,樊慶琦,謝振義,等. 部分CIMMYT小麥種質(zhì)材料的高分子量谷蛋白亞基分析[J]. 麥類作物學(xué)報,2006,26(4):56-58.
[8]穆培源,何中虎,徐兆華,等. CIMMYT普通小麥品系Waxy蛋白類型及淀粉糊化特性研究[J]. 作物學(xué)報,2006,32(7):1071-1075.
[9]李根英,夏先春,何中虎,等. CIMMYT新型人工合成小麥Pina和Pinb基因等位變異[J]. 作物學(xué)報,2007,33(2):242-249.
[10]He Z H,Rajaram S. China/CIMMYT collaboration on wheat breeding and germplasm exchange: results of 10 years of shuttle breeding (1984-1994)[R]. Wheat Special Report No.46, Mexico, D F:CIMMYT,1997.
[11]吳振錄,張勇,何中虎,等. CIMMYT小麥在我國的產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)[J]. 麥類作物學(xué)報,2004,24(3):34-39.
[12]劉愛峰,段友臣,程敦公,等. 山東小麥種質(zhì)資源品質(zhì)特性多樣性研究及利用[J]. 植物遺傳資源學(xué)報,2012,13(4):515-520.
[13]劉愛峰,程敦公,李豪圣,等. 高產(chǎn)小麥品種濟(jì)麥22配粉效應(yīng)及饅頭制作品質(zhì)研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2010,26(19):52-57.
[14]馬小樂,王化俊,尚勛武,等. 143個CIMMYT 春小麥材料在河西地區(qū)的性狀表現(xiàn)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2010,3:6-9.
[15]Liu S X,Yu L X,Singh Ravi P ,et al. Diagnostic and codominant PCR markers for wheat stem rust resistance genes Sr25 and Sr26[J]. Theor. Appl. Genet.,2010,120(4):691-697.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)2014,46(2):23~28Shandong Agricultural Sciences