胡學(xué)旭 孫麗娟 周桂英 吳麗娜 陸 偉 李為喜 王 爽楊秀蘭 宋敬可 王步軍

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2000—2015年北部、黃淮冬麥區(qū)國家區(qū)試品種的品質(zhì)特征

胡學(xué)旭 孫麗娟 周桂英 吳麗娜 陸 偉 李為喜 王 爽楊秀蘭 宋敬可 王步軍*

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/ 農(nóng)業(yè)部谷物產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(北京), 北京100081

區(qū)試品種品質(zhì)的特征分布能夠反映未來幾年推廣品種的走向, 了解近年小麥區(qū)試品種品質(zhì)變化對我國小麥品質(zhì)育種方向具有指導(dǎo)意義。本研究以2000—2015年北部、黃淮冬麥區(qū)1001個區(qū)試品種的1589份樣品為材料, 按強筋、中強筋和中筋品種分類, 分析了我國近十幾年育成和審定品種的品質(zhì)變化趨勢。結(jié)果表明, 參試品種數(shù)量逐年遞增, 綜合品質(zhì)有待提升; 審定品種比例總體呈下降趨勢, 尤其是中筋品種, 但中強筋品種的比例有所上升。8個品質(zhì)指標分析結(jié)果顯示, 中筋品種的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量平均值較高, 而沉淀指數(shù)、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力平均值一般; 沉淀指數(shù)、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力平均值以強筋品種高于中強筋品種, 又高于中筋品種, 類型間有顯著差異(<0.05)。各品質(zhì)指標在年度間的變異, 以強筋品種最大, 其次是中強筋品種, 中筋品種最小。與對照品種相比, 強筋品種蛋白質(zhì)質(zhì)量性狀顯著偏低。未來5~10年生產(chǎn)中, 小麥中強筋品種會有所增多。

小麥; 品種; 品質(zhì); 區(qū)試

小麥是世界最主要口糧作物之一, 也是我國第三大糧食作物。我國小麥種植區(qū)劃分為東北春麥區(qū)、北部春麥區(qū)、北部冬麥區(qū)、黃淮冬麥區(qū)、長江中下游冬麥區(qū)、西南冬麥區(qū)等10個麥區(qū), 其中北部、黃淮冬麥區(qū)約占全國小麥總面積的70%, 總產(chǎn)占75%左右。自1950年以來, 我國小麥品種改良經(jīng)歷了6個階段, 在2000年以前, 小麥育種以提高產(chǎn)量和銹病抗性為主攻方向, 2000年以后, 品質(zhì)改良也成為重要的育種目標之一[1-2]。區(qū)域試驗是小麥品種審定和推廣的重要依據(jù), 通過區(qū)域試驗可以篩選出優(yōu)良品種并明確適宜種植區(qū)域。系統(tǒng)分析國家區(qū)試參試小麥品種品質(zhì)的變化特點, 不僅為預(yù)測未來幾年我國小麥生產(chǎn)中品質(zhì)變化趨勢提供重要依據(jù), 同時也對小麥品質(zhì)改良育種、不同品質(zhì)類型小麥品種布局起參考作用。

按照品質(zhì)類型小麥品種可分為強筋、中強筋、中筋和弱筋小麥, 其中強筋、中強筋和中筋小麥主要分布在北部冬麥區(qū)和黃淮冬麥區(qū), 弱筋小麥主要分布在長江中下游冬麥區(qū)和西南冬麥區(qū)。不同品質(zhì)類型小麥品種品質(zhì)受基因型控制, 同時受環(huán)境因素影響。1999年國家冬小麥品種區(qū)域試驗開始實施品質(zhì)分析工作, 分析參數(shù)為容重、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉淀指數(shù)、吸水量和穩(wěn)定時間, 2002年開始增加了面團拉伸特性(拉伸面積、最大拉伸阻力)分析, 2008年增加了籽粒硬度指數(shù)分析; 自1999年起品種品質(zhì)分類依據(jù)GB/T 17320-1998《專用小麥品種品質(zhì)》標準、NY/T 976-2006《農(nóng)作物品種審定規(guī)范——小麥》和2015年國家農(nóng)作物審定委員會制定的《主要農(nóng)作物品種審定標準》執(zhí)行。這些標準或規(guī)范的改進不斷完善了我國區(qū)試小麥品種品質(zhì)分析工作, 為我國小麥品種審定提供了重要的品質(zhì)參考信息。此外, 國內(nèi)一些課題組在分析區(qū)試品種品質(zhì)的基礎(chǔ)上, 對小麥育種提出意見和建議, 如曹莉等[3-4]通過分析1998—2000年黃淮冬麥區(qū)陜西省區(qū)試點參試品種的品質(zhì)狀況以及產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的關(guān)系, 認為小麥產(chǎn)量與品質(zhì)可同步改良; 胡衛(wèi)國等[5]分析了2000—2009年黃淮冬麥區(qū)水地組、春水組和冬水組參試品種品質(zhì)狀況, 提出加強蛋白質(zhì)質(zhì)量改良的建議; 王美芳等[6]分析了2001—2009年黃淮冬麥區(qū)品種產(chǎn)量及強筋品種品質(zhì)狀況, 建議應(yīng)增加優(yōu)質(zhì)蛋白亞基比重, 以達到產(chǎn)量和品質(zhì)同步改良的育種目標。上述研究均存在取樣麥區(qū)有限、觀測年限短、監(jiān)測指標偏少等不足, 尤其缺乏針對不同品質(zhì)類型的分析, 也因年限短而未對小麥品種的品質(zhì)變化趨勢進行討論。本研究以2000—2015年我國北部冬麥區(qū)和黃淮冬麥區(qū)1589份樣品(1001個品種)為材料, 分析近16年強筋、中強筋和中筋小麥品種的品質(zhì)變化趨勢, 并根據(jù)審定品種的類型及其比例推測未來幾年該地區(qū)小麥生產(chǎn)品種的品質(zhì)特點, 為小麥品質(zhì)遺傳改良和品種審定提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

按照國家小麥品種試驗方案要求, 收獲后承擔區(qū)域試驗單位將各試驗點所有品種的樣品寄送到本中心進行品質(zhì)分析, 每點每品種取籽粒樣品1 kg。2000—2015年度, 北部冬麥區(qū)和黃淮冬麥區(qū)國家區(qū)域試驗參試品種共985個, 累計樣品1419份, 另外, 中筋對照136份(14個品種)和強筋對照34份(2個品種)。剔除降落數(shù)值低于200 s的發(fā)芽樣品, 每份樣品去雜, 同一區(qū)試組、同一品種的不同試驗點樣品等量混合。

1.2 品種分類

參照現(xiàn)行國家和行業(yè)標準[7-10], 結(jié)合各品種在區(qū)域試驗以及生產(chǎn)上質(zhì)量表現(xiàn), 將供試材料分為強筋、中強筋、中筋和弱筋品種4個類型, 其中強筋品種審定通過要求同時達到區(qū)域試驗和生產(chǎn)質(zhì)量標準, 其判定標準為沉淀指數(shù)≥40 mL, 面團穩(wěn)定時間≥7 min, 最大拉伸阻力區(qū)域試驗≥400 E.U.、生產(chǎn)質(zhì)量≥450 E.U., 面包烘焙體積生產(chǎn)質(zhì)量≥800 mL; 中強筋品種判定標準為面團穩(wěn)定時間≥6 min, 最大拉伸阻力≥300 E.U.; 弱筋品種的判定主要參考《主要農(nóng)作物品種審定標準》, 在北部、黃淮麥區(qū)數(shù)量極少, 不參與品質(zhì)分析; 除以上3種外, 其他品種全部歸為中筋品種。

1.3 品質(zhì)指標測定方法

GB/T 5498-2013《糧油檢驗——容重測定》測定容重; GB/T 10361-2008《谷物降落數(shù)值測定法》測定降落數(shù)值; NY/T 3-1982《谷物、豆類作物種子粗蛋白質(zhì)測定法(半微量凱氏法)》測定籽粒蛋白質(zhì)含量; GB/T 5506.2-2008《小麥和小麥粉——面筋含量第2部分: 儀器法測定濕面筋》測定濕面筋含量; GB/T 21119-2007《小麥——沉淀指數(shù)測定: Zeleny試驗》測定沉淀指數(shù); GB/T 14614-2006《小麥粉 ——面團的物理特性——吸水量和流變學(xué)特性的測定: 粉質(zhì)儀法》測定粉質(zhì)儀參數(shù); GB/T 14615-2006《小麥粉——面團的物理特性——流變學(xué)特性測定: 拉伸儀法》測定拉伸儀參數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SAS 8.01軟件進行方差分析(ANOVA), 確定不同品質(zhì)類型間的差異; 用測驗比較參試品種樣品與對照樣品, 用Duncan’s新復(fù)極差檢驗法(DMRT)比較不同參試品種樣品。采用Microsoft Excel 2003整理數(shù)據(jù)和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種數(shù)量結(jié)構(gòu)及年度平均品質(zhì)

2001—2015年北部、黃淮冬麥區(qū)參試品種數(shù)量呈逐年增加趨勢(表1), 2015年是2001年數(shù)量的2倍; 年度間審定品種數(shù)量不平衡, 2001年和2012年最少, 2006年和2009年最多, 年度平均審定15個品種; 審定品種比例年度平均為16.8%左右, 年度間差異較大,其中2003年最大, 為23.2%; 2012年最小,為6.3%。自2009年以來, 年度審定品種比例呈緩慢下降趨勢, 一方面因為品種審定標準越來越高, 小麥品種審定難度增大, 另一方面也可能是小麥育種整體上沒有顯著突破。

從品質(zhì)結(jié)構(gòu)看, 無論是參試品種還是審定品種, 均以中筋類型的比例最高, 分別占參試總品種的76.5%和10.1%, 且中筋品種占審定品種總量的67.0%。中筋品種的年度比例呈緩慢下降趨勢, 而自2011年以來中強筋品種的比例呈增加趨勢, 但強筋品種一直保持較低比例。表明我國小麥品種結(jié)構(gòu)正逐步改善, 未來10年內(nèi)生產(chǎn)上中強筋小麥數(shù)量和比例會有所增多, 這一趨勢也符合國人以饅頭、面條為主的消費需求。

從各品質(zhì)指標所有參試品種的年度總平均來看, 容重(794.0 ± 18.1 g L–1)及蛋白質(zhì)數(shù)量性狀(蛋白質(zhì)含量14.5% ± 1.0%、濕面筋含量31.7% ± 3.0%)水平較高, 而蛋白質(zhì)質(zhì)量性狀水平較低, 其中沉淀指數(shù)平均值為31.4 ± 8.6 mL, 穩(wěn)定時間平均值為4.3 ± 3.5 min, 拉伸面積平均值為51.6 ± 29.0 cm2, 最大拉伸阻力平均值為235.9 ± 137.0 E.U., 表現(xiàn)為中等筋力水平。參試品種不同品質(zhì)指標的年度變化趨勢各異, 其中容重(圖1-A)、穩(wěn)定時間(圖1-F)、拉伸面積(圖1-G)和最大拉伸阻力(圖1-H)年度平均值呈增加趨勢; 蛋白質(zhì)含量(圖1-B)和濕面筋含量(圖1-C)呈持平趨勢; 沉淀指數(shù)(圖1-D)呈先增后降趨勢; 吸水量(圖1-E)呈降低趨勢。

2.2 不同類型品種的品質(zhì)指標及其變化趨勢

3種類型品種比較, 沉淀指數(shù)、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大抗延阻力均呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種, 且類型間差異顯著; 容重和蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)一個漸變過程, 強筋品種最高, 中筋品種最低, 兩者有顯著差異, 但強筋品種與中強筋品種間差異不顯著; 吸水量在3個類型間無顯著差異; 濕面筋含量則表現(xiàn)為中筋品種顯著高于強筋和中強筋品種(表2)。

參試中筋品種的容重和濕面筋含量顯著低于對照, 最大抗延阻力顯著高于對照, 而參試強筋品種的蛋白質(zhì)含量、吸水量、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大抗延阻力均顯著低于對照(表2), 表明北部麥區(qū)和黃淮麥區(qū)缺少優(yōu)質(zhì)強筋品種, 強筋品種需進一步提高主要品質(zhì)指標。從年度變化趨勢來看, 參試強筋和中筋品種與各自對照表現(xiàn)較好的趨勢吻合度, 某些年份參試品種的部分品質(zhì)指標與相應(yīng)對照之間有較大差異, 但變化趨勢基本一致(圖2)。參試強筋品種與其對照的差異較大, 可能與樣品數(shù)量少有關(guān)。

3個類型品種的年度變化趨勢因指標而異。容重平均值3類品種總體上呈上升趨勢, 表明我國小麥品種籽粒容重性狀有較大改善; 2007年和2013年各類型均出現(xiàn)低谷, 與收獲期遭遇大范圍陰雨天氣有關(guān)(圖2-A)。蛋白質(zhì)含量自2002年起3個類型品種變化趨勢基本一致, 年度平均值大致持平; 2007年和2013年出現(xiàn)小高峰, 受收獲期氣候因素影響, 淀粉含量偏低導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量相對增加(圖2-B)。濕面筋含量的年度變化趨勢與蛋白質(zhì)含量基本相同, 但各類型品種年度平均值差異很大, 尤其是強筋和中強筋品種, 而中筋品種相對變幅較小, 2008年以來強筋品種的平均濕面筋含量較低, 可能與育種者選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)兼顧的品種有關(guān)(圖2-C)。吸水量年度間變化, 強筋品種與中筋品種趨勢基本一致, 強筋品種的變幅最大, 中筋品種變化幅度最小; 2008年以來, 強筋品種的吸水量平均值較低, 但低吸水量不利于面包烘焙品質(zhì), 不符合面粉和食品加工企業(yè)的需求(圖2-E)。沉淀指數(shù)、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大抗阻力的年度變化規(guī)律較為清晰, 均呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種, 年度間變幅以強筋品種最大; 2014年各類型均出現(xiàn)一個低谷, 與該年度灌漿期遭遇高溫有關(guān), 尤其是強筋品種下降幅度最為明顯(圖2-D, F, G, H)。

表1 2000?2015年北部、黃淮冬麥區(qū)小麥區(qū)試品種和審定品種的數(shù)量

個別年份參試品種中包括少量弱筋品種(1~3個); —表示無數(shù)據(jù)。

Very few (1–3) weak-gluten varieties were tested in several years; — indicates data not available.

表2 2000–2015年北部、黃淮冬麥區(qū)參試各類型小麥品種品質(zhì)

弱筋品種數(shù)量少, 未列入; 中強筋類型無對照品種。蛋白質(zhì)含量為干基百分率; 濕面筋含量和吸水量為14%濕基百分率。數(shù)據(jù)為平均值±標準差, 粗黑體數(shù)據(jù)表示與同類型對照有顯著差異(<0.05,測驗), 數(shù)據(jù)后不同字母表示不同類型間有顯著差異(<0.05,LSD法)。

Weak-gluten varieties were not included due to very few samples and there was no control variety in the medium-strong-gluten type. Protein content was measured on a dry matter basis, while wet gluten content and water absorption were measured on a wet basis with 14% water content. Data are the means ± SD. Bold values indicate significant difference between the tested varieties and the control at<0.05 according to-test. Values within a row followed by different letters indicate significant difference among three varieties types at<0.05 according to LSD method. SG: strong-gluten varieties; SG-CK: control varieties of strong-gluten type; MSG: medium-strong-gluten varieties; MG: medium-gluten varieties; MG-CK: control varieties of medium-gluten type.

蛋白質(zhì)含量為干基百分率; 濕面筋含量和吸水量為14%濕基百分率。2000年和2001年無面團拉伸特性數(shù)據(jù)。

Protein content was measured on a dry matter basis, while wet gluten content and water absorption were measured on a wet basis with 14% water content. Extensograph parameter was not measured in 2000 and 2001.

3 討論

3.1 品質(zhì)遺傳改良取得一定進展, 仍需進一步加強

本研究結(jié)果表明, 我國北部、黃淮冬麥區(qū)十多年的品質(zhì)改良工作在改變品種品質(zhì)結(jié)構(gòu)和改良品質(zhì)指標方面取得了明顯進展。自2000年以來選育了一批強筋品種, 對改善我國小麥品質(zhì)起到了重要作用; 小麥品質(zhì)改良工作促進了中強筋品種的選育, 中強筋參試品種和審定品種比例都呈增加趨勢; 而中筋品種比例呈緩慢下降趨勢, 這些變化有助于逐步改變我國小麥生產(chǎn)上以中筋品種為主的現(xiàn)狀。此外, 強筋品種和中筋品種審定通過率(審定品種數(shù)與同類參試品種數(shù)之比)均為15%, 而中強筋品種達到35%, 表明中強筋品種具有較好的綜合農(nóng)藝性狀, 對我國小麥總體品質(zhì)提高有重要作用。預(yù)計未來5~10年內(nèi)育種和生產(chǎn)上中強筋小麥比例會有所增多,這將有利于提高面條、餃子、饅頭等我國傳統(tǒng)食品的加工品質(zhì)。

2000年和2001年未測定拉伸面積和最大抗阻力。2000?2003年無強筋對照。SG: 強筋品種; SG-CK: 強筋對照; MG: 中筋品種; MG-CK: 中筋對照; MSG: 中強筋品種。

Extension area and maximum resistance were not measured in 2000 and 2001. No control variety for strong-gluten type was available from 2000 to 2003. SG: strong-gluten varieties; SG-CK: control varieties for strong-gluten varieties; MG: medium-gluten varieties; MG-CK: control varieties for medium-gluten varieties; MSG: medium-strong-gluten varieties.

本研究連續(xù)16年監(jiān)測國家區(qū)試品種, 結(jié)果顯示強筋品種和中強筋品種主要品質(zhì)性狀基本達到相應(yīng)國家標準[7,9-10]要求。參試品種蛋白質(zhì)數(shù)量品質(zhì)指標總平均值較高, 不同品質(zhì)類型品種蛋白質(zhì)數(shù)量品質(zhì)指標平均值相差不大, 表明蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量已經(jīng)不再是制約我國強筋、中強筋和中筋小麥品質(zhì)提升的主要因素之一。受基因型控制[11-12], 蛋白質(zhì)質(zhì)量品質(zhì)指標在不同品質(zhì)類型品種之間差異顯著, 沉淀指數(shù)、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力平均值大小依次呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種, 其中強筋品種和中強筋品種蛋白質(zhì)質(zhì)量品質(zhì)指標平均值基本達到了相應(yīng)標準要求, 表明我國優(yōu)質(zhì)小麥品種選育具有良好的育種基礎(chǔ)。受環(huán)境因素影響[13-15],不同品質(zhì)類型品種年度平均值變化幅度差異明顯, 為強筋品種>中強筋品種>中筋品種, 表明環(huán)境條件對強筋品種的影響尤為突出, 這一點應(yīng)引起育種者的注意, 另外還應(yīng)選擇合適的生態(tài)區(qū)域參加品種區(qū)試。

整體來看, 北部、黃淮冬麥區(qū)的小麥品質(zhì)結(jié)構(gòu)不盡合理, 參試品種和審定品種以中筋品種為主, 造成了生產(chǎn)品種以中筋小麥為主體的現(xiàn)狀[16]。強筋品種比例過低, 而且近年來呈下降趨勢, 表明強筋品種選育有進一步放緩趨勢, 除了與我國優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源在育種中的應(yīng)用較少有關(guān)外[17-18], 還與我國小麥育種仍以高產(chǎn)為主攻目標有關(guān), 建議在品種試驗中平衡考量產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系。強筋品種品質(zhì)需要進一步改良, 部分強筋品種品質(zhì)低于對照品種, 生產(chǎn)上不能滿足面包烘焙品質(zhì)要求。2000年以來生產(chǎn)上具有優(yōu)良面包烘培品質(zhì)的品種較少[10], 主要有濟麥20、山農(nóng)26、師欒02-1、石優(yōu)20、新麥18、新麥26、西農(nóng)979、西農(nóng)9718、煙農(nóng)21、鄭麥366、鄭麥7698和鄭麥9023等。強筋品種的改良應(yīng)加強優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的利用, 提高優(yōu)質(zhì)亞基比例。我國中筋品種比例過高, 品質(zhì)表現(xiàn)較差, 主要與各主產(chǎn)區(qū)所用親本單一[19-22]和1BL/1RS易位系[23]有關(guān)。目前各主產(chǎn)區(qū)小麥親本遺傳背景趨于狹窄, 育成品種以中筋品質(zhì)為主; 此外1BL/1RS易位系廣泛應(yīng)用于主產(chǎn)區(qū)小麥育種, 1RS攜帶黑麥堿基因, 引起品種品質(zhì)下降[24-26], 品質(zhì)育種應(yīng)拓寬種質(zhì)資源的挖掘和利用, 盡量避免1BL/1RS易位系為親本選育新品種, 或通過分子育種手段改良1BL/1RS易位系, 如通過沉默1BL/1RS易位系中黑麥堿基因[27]達到品種品質(zhì)改良的目的。

3.2 科學(xué)制定分類標準, 合理設(shè)置品質(zhì)參數(shù)

自1999年國家冬小麥品種區(qū)域試驗實施品質(zhì)測試分析工作以來, 小麥品質(zhì)分類判定標準已經(jīng)更替了3次, 這些標準在執(zhí)行過程中均存在一些不足。新實施的《主要農(nóng)作物品種審定標準》主要存在以下問題。(1)僅劃分了強筋、中筋和弱筋3種品質(zhì)類型, 沒有設(shè)置中強筋品種類型。從小麥蛋白質(zhì)質(zhì)量性狀(沉淀指數(shù)、穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力)分析結(jié)果看, 強筋品種、中強筋品種和中筋品種分別為3個不同品質(zhì)類型, 彼此間品質(zhì)性狀差異顯著, 因此有必要對中強筋品種單獨劃分。(2)部分品質(zhì)類型參數(shù)設(shè)置不合理, 如強筋品種僅對穩(wěn)定時間設(shè)限, 沒有設(shè)置吸水量和最大拉伸阻力等食品加工企業(yè)關(guān)注的重要品質(zhì)參數(shù)。數(shù)據(jù)分析表明, 一些中強筋品種穩(wěn)定時間達到強筋品種要求(兩年穩(wěn)定時間平均值達到8 min, 各年度穩(wěn)定時間≥7 min), 但吸水量和最大拉伸阻力數(shù)值較低, 一經(jīng)審定進入生產(chǎn)和市場, 種植戶按優(yōu)質(zhì)強筋小麥生產(chǎn), 而糧食和食品加工企業(yè)根據(jù)自己的實際需要, 對這類品種品質(zhì)不認可而拒收, 容易造成品質(zhì)類型混亂和經(jīng)濟損失。因此, 有必要將中強筋品種列入品質(zhì)分類, 同時強筋品種判定應(yīng)在穩(wěn)定時間≥7 min的基礎(chǔ)上引入吸水量和最大拉伸阻力2個品質(zhì)參數(shù)。

近年來在國家政策扶持下, 小麥育種事業(yè)發(fā)展迅速, 從本研究分析結(jié)果看, 參試品種數(shù)量逐年增多, 審定品種比例反而下降, 表明近年來參試品種綜合質(zhì)量(農(nóng)藝性狀)并沒有隨著數(shù)量增多而顯著提高, 這與邱軍的結(jié)論相同[28]。從品質(zhì)育種看, 1999年國家冬小麥品種區(qū)域試驗開始把品質(zhì)列為小麥育種目標之一, 這對改善我國小麥品種品質(zhì)結(jié)構(gòu)、提高品質(zhì)起到了重要作用。北部、黃淮冬麥區(qū)為我國強筋小麥、中強筋小麥和中筋小麥主產(chǎn)區(qū), 育種者應(yīng)加強這3類品種的選育工作, 優(yōu)化品質(zhì)結(jié)構(gòu), 提高各類品種品質(zhì), 加快品質(zhì)育種進度。

4 結(jié)論

自2000年來, 我國北部、黃淮冬麥區(qū)參試品種數(shù)量逐年增加, 但審定通過率呈下降趨勢, 參試品種綜合質(zhì)量有待提高。品種品質(zhì)改良工作取得了一定進展, 品種品質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改善, 中強筋品種比例呈增加趨勢, 這將影響小麥生產(chǎn)品質(zhì)結(jié)構(gòu)。品質(zhì)改良工作仍需進一步加強, 尤其是強筋品種比例較小, 品種品質(zhì)有待提高。品種品質(zhì)審定標準存在不足, 需要進一步修訂和完善, 以達到與我國小麥品種品質(zhì)實際相符合。

[1] 李振聲. 我國小麥育種的回顧與展望. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報, 2010, 12(2): 1?4 Li Z S. Retrospect and Prospect of Wheat Breeding in China., 2010, 12(2): 1?4 (in Chinese with English abstract)

[2] 何中虎, 夏先春, 陳新民, 莊巧生. 中國小麥育種進展與展望. 作物學(xué)報, 2011, 37: 202?215He Z H, Xia X C, Chen X M, Zhang Q S. Progress of wheat breeding in China and the future perspective., 2011, 37: 202?215 (in Chinese with English abstract)

[3] 曹莉, 王輝, 李學(xué)軍. 黃淮冬麥區(qū)區(qū)試小麥品種(系)的品質(zhì)性狀分析及評價. 麥類作物學(xué)報, 2001, 21(3): 68?71 Cao L, Wang H, Li X J. Study on the quality of wheat varieties (lines) grown in the regional trial of Huang-Huai Winter Wheat Area., 2001, 21(3): 68?71 (in Chinese with English abstract)

[4] 曹莉, 王輝, 李學(xué)軍, 孫道杰, 閔東紅, 馮毅. 黃淮冬麥區(qū)小麥品質(zhì)性狀與產(chǎn)量性狀的關(guān)系研究. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2003, 21(2): 117?121 Cao L, Wang H, Li X J, Sun D J, Min D H, Feng Y. Relationships between yield and quality characters of wheat in Huanghui winter wheat area., 2003, 21(2): 117?121 (in Chinese with English abstract)

[5] 胡衛(wèi)國, 趙虹, 王西成, 邱軍, 曹廷杰, 曹穎妮. 黃淮冬麥區(qū)小麥品種品質(zhì)改良現(xiàn)狀分析. 麥類作物學(xué)報, 2010, 30: 936?943 Hu W G, Zhao H, Wang X C, Qiu J, Cao T J, Cao Y N. Quality improvement of winter wheat in Yellow and Huai River Wheat Zone., 2010, 30: 936?943 (in Chinese with English abstract)

[6] 王美芳, 雷振生, 吳政卿, 楊會民, 楊攀, 徐福新, 劉加平. 黃淮冬麥區(qū)小麥產(chǎn)量及品質(zhì)改良現(xiàn)狀分析. 麥類作物學(xué)報, 2013, 33: 290?295Wang M F, Lei Z S, Wu Z Q, Yang H M, Yang P, Xu F X, Liu J P. Current situation of wheat yield and quality improvement in Huang-Huai Winter Wheat Region., 2013, 33: 290?295 (in Chinese with English abstract)

[7] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 中華人民共和國國家標準: GB/T 17892-1999. 優(yōu)質(zhì)小麥——強筋小麥. 北京: 中國標準出版社, 1999 General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. National Standard of the People’s Republic of China: High Quality Wheat—Strong Gluten Wheat. GB/T 17892-1999. Beijing: Standards Press of China, 1999 (in Chinese)

[8] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 中華人民共和國國家標準: GB/T 17893-1999. 優(yōu)質(zhì)小麥——弱筋小麥. 北京: 中國標準出版社, 1999 General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. National Standard of the People’s Republic of China: High Quality Wheat—Weak Gluten Wheat. GB/T 17893-1999. Beijing: Standards Press of China, 1999 (in Chinese)

[9] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 中華人民共和國國家標準: GB/T 17320-2013. 小麥品種品質(zhì)分類. 北京: 中國標準出版社, 2013 General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. National Standard of the People’s Republic of China: Quality Classification of Wheat Varieties. GB/T 17320-2013. Beijing: Standards Press of China, 2013 (in Chinese)

[10] 農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司. 中國小麥質(zhì)量報告. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科技出版社 Department of Crop Production, Ministry of Agriculture of the People's Republic of China. Annual Report of Wheat Quality in China. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press (in Chinese)

[11] 張學(xué)林, 梅四偉, 郭天財, 王晨陽, 朱云集, 王永華.遺傳和環(huán)境因素對不同冬小麥品種品質(zhì)性狀的影響. 麥類作物學(xué)報, 2010, 30: 249–253Zhang X L, Mei S W, Guo T C, Wang C Y, Zhu Y J, Wang Y H. Effects of genotype and environment on winter wheat qualities., 2010, 30: 249–253 (in Chinese with English abstract)

[12] Bergman C J, Gualbrto D G, Campbell K G, Sorrells M E, Finney P L. Genotype and environment effects on wheat quality traits in a population derived from a soft by hard cross., 1998, 75: 739–737

[13] 王晨陽, 郭天財, 馬冬云, 朱云集, 賀德先, 王永華. 環(huán)境、基因型及其互作對小麥主要品質(zhì)性狀的影響. 植物生態(tài)學(xué)報, 2008, 32: 1397–1406Wang C Y, Guo T C, Ma D Y, Zhu Y J, He D X, Wang Y H. Effects of genotypes and environments and their interactions on main quality traits in winter wheat., 2008, 32: 1397?1406 (in Chinese with English abstract)

[14] Peterson C J, Graybosch R A, Baenziger P S, Grombacher A W. Genotype and environment effects on quality characteristics of hard red winter wheat., 1992, 32: 98?103

[15] Peterson C J, Graybosch R A, Shelton D R, Baenziger P S. Baking quality of hard winter wheat: response of cultivars to environment in the Great Plains., 1998, 100: 157–162

[16] 胡學(xué)旭, 孫麗娟, 周桂英, 吳麗娜, 陸偉, 李為喜, 王爽, 楊秀蘭, 宋敬可, 王步軍. 2006—2015年中國小麥質(zhì)量年度變化. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 49: 3063–3072Hu X X, Sun L J, Zhou G Y, Wu L N, Lu W, Li W X, Wang S, Yang X L, Song J K, Wang B J. Variations of wheat quality in China from 2006 to 2015.,2016, 49: 3063?3072(in Chinese with English abstract)

[17] 張學(xué)勇, 龐斌雙, 游光霞, 王蘭芬, 賈繼增, 董玉琛. 中國小麥品種資源位點組成概況及遺傳多樣性分析. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2002, 35: 1302?1310Zhang X Y, Pang B S, You G X, Wang L F, Jia J Z, Dong Y C. Allelic variation and genetic diversity atloci in Chinese wheat (L.) germplasms., 2002, 35: 1302?1310 (in Chinese with English abstract)

[18] 董永梅, 楊欣明, 柴守誠, 李洪杰, 李立會, 李秀全. 中國小麥代表性地方品種高分子量谷蛋白亞基組成分析. 麥類作物學(xué)報, 2007, 27: 820?824 Dong Y M, Yang X M, Chai S C, Li H J, Li L H, Li X Q. HMW-GS composition in the representative wheat landraces from China., 2007, 27: 820?824 (in Chinese with English abstract)

[19] 李遠, 趙檀, 王睿輝, 陳景堂, 劉桂茹, 溫樹敏, 谷俊濤. 河北省小麥品種基于SSR標記的遺傳多樣性研究. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2012, 35(4): 1?5Li Y, Zhao T, Wang R H,Chen J T, Liu G R, Wen S M, Gu J T. Genetic diversity of bread wheat in Hebei province, China based on microsatellite markers., 2012, 35(4): 1?5 (in Chinese with English abstract)

[20] 王江春, 胡延吉, 余松烈, 王振林, 劉愛峰, 王洪剛. 建國以來山東省小麥品種及其親本的親緣系數(shù)分析. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 39: 664?672Wang C J, Hu Y J, Yu S L,Wang Z L, Liu A F, Wang H G. Relationship coefficient analysis among winter wheat varieties and their parents in Shandong province after liberation., 2006, 39: 664?672 (in Chinese with English abstract)

[21] 曹廷杰, 謝菁忠, 吳秋紅, 陳永興, 王振忠, 趙虹, 王西成, 詹克慧, 徐如強, 王際睿, 羅明成, 劉志勇. 河南省近年審定小麥品種基于系譜和SNP標記的遺傳多樣性分析. 作物學(xué)報, 2015, 41: 197?206Cao T J, Xie J Z, Wu Q H,Chen Y X, Wang Z Z, Zhao H, Wang X C, Zhan K H, Xu R Q, Wang J R, Luo M C, Liu Z Y. Genetic diversity of registered wheat varieties in Henan province based on pedigree and single-nucleotide polymorphism., 2015, 41: 197?206 (in Chinese with English abstract)

[22] 楊子博, 顧正中, 周羊梅, 王安邦, 李立群, 李學(xué)軍. 江蘇淮北地區(qū)小麥品種資源遺傳多樣性的SSR分析. 麥類作物學(xué)報, 2014, 34: 628?634Yang Z B, Gu Z Z, Zhou Y M,Wang A B, Li L Q, Li X J. Analysis of genetic diversity among wheat cultivars from Huaibei region of Jiangsu province using SSR markers.,2014, 34: 628?634 (in Chinese with English abstract)

[23] 周陽, 何中虎, 張改生, 夏蘭琴, 陳新民, 高永超, 井趙斌, 于廣軍. 1BL/1RS易位系在我國小麥育種中的應(yīng)用. 作物學(xué)報, 2004, 30: 531?535Zhou Y, He Z H, Zhang G S,Xia L Q, Chen X M, Gao Y C, Jing Z B, Yu G J. Utilization of 1BL/1RS translocation in wheat breeding in China., 2004, 30: 531?535 (in Chinese with English abstract)

[24] Dhaliwal A S, Mares D J, Marshall D R. Measurement of dough surface stickness associated with 1B/1R chromosome translocation in bread wheats., 1990, 12: 165?175

[25] Graybosh R A, Peterson C J, Hansen L E, Mattern P J. Relationships between protein solubility characteristics, 1BL/1RS, high molecular weight glutenin composition, and end-use quality in winter wheat germplasm., 1990, 67: 342–349

[26] 劉建軍, 何中虎, Pena R J, 趙振東. 1BL/1RS易位對小麥加工品質(zhì)的影響. 作物學(xué)報, 2004, 30: 149–153 Liu J J, He Z H, Pena R J, Zhao Z D. The effects of 1B/1R translocation on grain quality and noodle quality of bread wheat.,2004, 30: 149–153 (in Chinese with English abstract)

[27] 柴建芳, 王海波, 馬秀英, 張翠綿, 董福雙. ω-黑麥堿基因沉默對小麥1B/1R易位系加工品質(zhì)的影響. 作物學(xué)報, 2016, 42: 627?632 Chai J F, Wang H B, Ma X Y, Zhang C M, Dong F S. Effect of ω-Secalin gene silencing on processing quality of wheat 1B/1R translocation line., 2016, 42: 627?632 (in Chinese with English abstract)

[28] 邱軍. 國家小麥品種區(qū)試審定現(xiàn)狀與發(fā)展. 第十五次全國小麥栽培科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集, 北京, 2012. pp 565?571 Qiu J.Status and development of registered wheat varieties in National Trials. Proceedings of the 15th Wheat Cultivation Symposium, Beijing, 2012. pp 565?571(in Chinese)

Quality Characteristics of Winter Wheat Varieties Tested in National Trials in Northern Region and Yellow-Huai River Valley Winter Wheat Zone from 2000 to 2015

HU Xue-Xu, SUN Li-Juan, ZHOU Gui-Ying, WU Li-Na, LU Wei, LI Wei-Xi, WANG Shuang, YANG Xiu-Lan, SONG Jing-Ke, and WANG Bu-Jun*

Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Cereal Products (Beijing), Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China

Wheat varieties tested in national regional trials may be released as major cultivars in wheat production in the near future. Thus, the quality level and distribution character of these varieties can be a hint to guide wheat quality breeding. A total of 1589 samples of 1001 varieties were collected from the regional trails in Northern Region and Yellow-Huai River Valley Winter Wheat Zone from 2000 to 2015, and classified into strong-gluten, medium-strong-gluten, and medium-gluten types according to the national standards of wheat quality. Eight indices were measured to analyze the changing trend of winter wheat quality of newly developed and registered varieties. In general terms, the quantity of wheat varieties tested increased year by year while the quality of varieties was desired to be improved. The ratio of registered varieties showed a declined trend from 2000 to 2015, particularly, for the medium-gluten type. In contrast, the proportion of medium-strong-gluten varieties increased in the registered varieties. The medium-gluten varieties had high contents of protein and wet gluten and moderate levels of sedimentation value, dough stability time, extension area, and maximum resistance. There were significant difference among quality types in sedimentation value, dough stability time, extension area, and maximum resistance (< 0.05), with remarkable variations in all quality indices across years, showing an order of strong-gluten type > medium-strong-gluten type > medium-gluten type. In the strong-gluten varieties, the protein quality indices were significantly lower than those in the control varieties. Our results indicate that wheat quality breeding has achieved progresses in China in the recent 16 years, but the overall quality indices of varieties need further improvement, especially for the strong-gluten varieties. More medium-strong-gluten varieties should be employed in Northern Region and Yellow-Huai River Valley Winter Wheat Zone in the future 5–10 years.

Winter Wheat; Variety; Quality; Regional trial

10.3724/SP.J.1006.2017.00501

本研究由農(nóng)業(yè)技術(shù)試驗示范(品種測試)項目資助。

This study was supported by the Agricultural Technology Demonstration Project on Variety Test.

王步軍, E-mail: wangbujun@caas.cn

E-mail: huxuexu@caas.cn, Tel: 010-82109620

2016-04-28;

Accepted(接受日期): 2016-11-02;

Published online(網(wǎng)絡(luò)出版日期): 2016-11-16.

URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20161116.1619.002.html