馮麗云 張俊靈 閆金龍 鄔志遠(yuǎn) 張東旭

摘要 為全面了解山西省審定小麥品種類型與品質(zhì)狀況，為優(yōu)質(zhì)小麥品種的選育和品質(zhì)改進(jìn)提供參考，對(duì)2002—2020年山西省審定的176個(gè)品種的籽粒粗蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行分析，并對(duì)品種進(jìn)行聚類分析。品質(zhì)分析表明，蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量的平均值較高且較為穩(wěn)定，分別為14.86%和32.05%；面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間較低且以0.207 min/a的速度呈下降趨勢(shì)，平均為4 min；3項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)強(qiáng)筋麥、中強(qiáng)筋麥、中筋麥和弱筋麥標(biāo)準(zhǔn)的比例為5.7%、4.5%、25.0%、0.6%。聚類分析結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)品種與其他品種差異大，且親本單一。因此擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)親本選擇，增強(qiáng)品質(zhì)性狀間協(xié)調(diào)性是山西省品質(zhì)改良的主要方向。

關(guān)鍵詞 小麥；審定品種；品質(zhì)；聚類分析；山西省

中圖分類號(hào) S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2023）09-0020-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.005

Abstract In order to comprehensively understand the type and quality of approved wheat varieties in Shanxi Province， and to provide reference for the breeding and quality improvement of highquality wheat varieties，we analyzed the crude protein content， wet gluten content and dough stabilization time of 176 varieties from 2002 to 2020. And cluster analysis was carried out. The average protein content and wet gluten content were relatively stable， which were 14.86% and 32.05%， respectively. The dough stabilization time was low and showed a downward trend， with an average of 4 min. The proportions of crude protein content， wet gluten content and dough stabilization time all reached the standards of strong medium， medium and weak wheat， which were 5.7%， 4.5%， 25.0% and 0.6%， respectively. The results of cluster analysis showed that the high quality varieties differed greatly from other varieties and had single parents. In general， the main direction of quality improvement in Shanxi Province was to expand the selection of highquality parents and to enhance the coordination between quality traits.

Key words Wheat;Approved variety;Quality;Cluster analysis;Shanxi Province

基金項(xiàng)目 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物育種工程項(xiàng)目（YZGC024）；黃土高原特色作物優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心課題項(xiàng)目（SBGJXTZX-12）；山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目（YCX2020YQ50）。

作者簡(jiǎn)介 馮麗云（1992—），女，山西長(zhǎng)治人，助理研究員，碩士，從事小麥遺傳育種及種質(zhì)資源創(chuàng)制研究。

*通信作者，研究員，從事小麥遺傳育種與種質(zhì)資源創(chuàng)制研究。

小麥?zhǔn)巧轿魇≈饕Z食作物之一。近年來(lái)，山西省小麥生產(chǎn)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，單產(chǎn)和總產(chǎn)水平得到了較大提高，但隨著人們生活方式的多樣化［1］和小麥加工用途的細(xì)化，優(yōu)質(zhì)小麥的需求量呈遞增趨勢(shì)。但當(dāng)前優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)能不足，我國(guó)的強(qiáng)筋麥供給主要依賴國(guó)外進(jìn)口。作為小麥主產(chǎn)省份之一，山西省屬于我國(guó)強(qiáng)筋和中筋麥區(qū)，有著天然的優(yōu)質(zhì)小麥育種條件，因此培育和推廣優(yōu)質(zhì)小麥?zhǔn)巧轿魇⌒←溣N的迫切需求［2］。鑒于此，筆者通過(guò)對(duì)2002—2020年山西省審定的176個(gè)品種進(jìn)行品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)，旨在為今后山西省優(yōu)質(zhì)小麥品種的選育和品質(zhì)改進(jìn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以2002—2020年山西省審定的176個(gè)品種為材料。

1.2 試驗(yàn)方法

統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)品種與優(yōu)質(zhì)相關(guān)的粗蛋白質(zhì)含量（干基）、濕面筋含量（14%濕基）和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間3個(gè)品質(zhì)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)源于品種審定公告。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 176個(gè)審定小麥品種基本情況

以2002—2020年山西省審定的176個(gè)小麥品種為材料，其品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)來(lái)源于山西省小麥審定公告、中國(guó)種業(yè)數(shù)據(jù)大平臺(tái)和中國(guó)知網(wǎng)，具體見(jiàn)表1。組別類型為山西省中部旱地審定品種29個(gè)，山西省中部水地審定品種43個(gè)；山西省南部旱地審定品種45個(gè)，山西省南部水地審定品種54個(gè)；山西省春麥水地審定4個(gè)，京9428通過(guò)在山西省多年多點(diǎn)示范種植，通過(guò)山西省審定；共計(jì)審定品種176個(gè)。其中，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥所育成品種41個(gè)、作物所育成品種29個(gè)、谷子所育成品種27個(gè)、棉花所育成品種22個(gè)、經(jīng)作所育成品種9個(gè)、高寒所育成品種2個(gè)、玉米所育成品種1個(gè)、生物中心育成品種1個(gè)，共計(jì)132個(gè)，占總數(shù)的75%；種子公司及農(nóng)場(chǎng)育成品種27個(gè)，占總數(shù)的15%；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成品種5個(gè)；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)育成品種2個(gè)；中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所育成品種2個(gè)；北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心育成品種2個(gè)；北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河北省邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河北省石家莊農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山西省運(yùn)城市河?xùn)|農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、孝義市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所各育成品種1個(gè)。

2.2 品種性狀指標(biāo)分布

2002—2020年間共審定176個(gè)品種，其中晉太170、舜麥1718、長(zhǎng)7080、長(zhǎng)麥6135分別于不同年份通過(guò)不同區(qū)組審定，其品質(zhì)性狀指標(biāo)不做重復(fù)統(tǒng)計(jì)，故實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為172個(gè)品種。對(duì)2002—2020年的品質(zhì)數(shù)據(jù)平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，品種晉審麥2002001、晉審麥2002002、晉審麥2002003、晉審麥2002010、晉審麥2002011和晉審麥2016005無(wú)穩(wěn)定時(shí)間測(cè)定值，晉審麥2002012無(wú)濕面筋含量測(cè)定值，晉審麥2003008無(wú)品質(zhì)數(shù)據(jù)測(cè)定值。

從表2可以看出，不同品種間的品質(zhì)性狀類型豐富，差異較大。籽粒粗蛋白含量變幅在11.69%～20.13%，平均值14.86%，變異系數(shù)3%；濕面筋含量變幅在23.60%～45.30%，平均值32.05%，變異系數(shù)6%；穩(wěn)定時(shí)間變幅在0.70～41.00 min，平均值4.00 min，變異系數(shù)54%。粗蛋白含量和濕面筋含量均值較大，達(dá)到強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)（粗蛋白含量≥14%，濕面筋含量≥30%），并且變異系數(shù)較小，說(shuō)明各品種粗蛋白含量和濕面筋含量較高且差異較?。环€(wěn)定時(shí)間均值較小，達(dá)弱筋麥標(biāo)準(zhǔn)（穩(wěn)定時(shí)間＜3 min），但變異系數(shù)大，說(shuō)明品種間差異較大。

根據(jù)小麥品種品質(zhì)分類中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 17320—2013），將不同品種的主要品質(zhì)指標(biāo)按照強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋、弱筋標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表3），粗蛋白含量達(dá)到強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋、弱筋標(biāo)準(zhǔn)的品種分別為130、35、4、2個(gè)，占品種總數(shù)的76.0%、20.5%、2.3%、1.2%；濕面筋含量達(dá)到強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋、弱筋標(biāo)準(zhǔn)的品種分別為129、28、9、4個(gè)，占品種總數(shù)的75.9%、16.5%、5.3%、2.3%；穩(wěn)定時(shí)間含量達(dá)到強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋、弱筋標(biāo)準(zhǔn)的品種分別為14、7、43、101個(gè)，占品種總數(shù)的8.5%、4.2%、26.1%、61.2%。3項(xiàng)均達(dá)強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)的有10個(gè)，分別為中優(yōu)206、晉太170、臨優(yōu)2069、臨優(yōu)145、京9428、晉麥95號(hào)、運(yùn)旱805、臨汾138、晉麥93號(hào)和晉麥101號(hào)；8個(gè)品種達(dá)中強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)；44個(gè)品種達(dá)中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)；1個(gè)品種達(dá)弱筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，即長(zhǎng)6359。

2.3 不同年份品種品質(zhì)分析

2.3.1 籽粒蛋白質(zhì)含量分析。

小麥籽粒蛋白質(zhì)品質(zhì)既體現(xiàn)了小麥的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，又對(duì)加工品質(zhì)有非常重要的影響，是小麥品種品質(zhì)分類的重要指標(biāo)性狀［3］。

山西省審定品種的蛋白質(zhì)含量較高且較為穩(wěn)定，變異系數(shù)也最小。從擬合曲線來(lái)看，隨著時(shí)間的推進(jìn)，粗蛋白含量以每年0.015 2%的速度增長(zhǎng)。

將2002—2020年審定品種的蛋白質(zhì)含量年均值做折線圖，結(jié)果如圖1所示。

2002—2020年，每年的審定品種粗蛋白含量均值最大為16.07%，最小為14.0%，均達(dá)強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)，這與山西獨(dú)特的氣候和生態(tài)條件密不可分。山西省小麥一般種植在700～1 000 m的海拔高度，開(kāi)花到成熟期光照充足，平均氣溫適中，溫差大，適宜小麥生長(zhǎng)，十分有利于蛋白質(zhì)的形成［4］。

2.3.2 濕面筋含量分析。

面筋是小麥中蛋白質(zhì)存在的一種特殊形式，是較為復(fù)雜的蛋白質(zhì)水合物，也是衡量小麥面粉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，將2002—2020年審定品種的濕面筋含量年均值做折線圖，結(jié)果如圖2所示。山西省審定品種的濕面筋含量較高，以每年0.043%的速度緩慢增長(zhǎng)，年平均值最大為36.82%，最小值為29.38%；并且除2003和2014年審定品種的濕面筋含量平均值為29.68%和29.38%外，其余年份濕面筋含量均值都大于30%，達(dá)強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3 面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間分析。

面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的長(zhǎng)短是反映面粉筋力強(qiáng)度的重要指標(biāo)，也是山西省小麥品質(zhì)指標(biāo)薄弱的一項(xiàng)。從圖3可以看出，除2002年審定品種的平均穩(wěn)定時(shí)間為10.19 min外，其余年份的品種平均穩(wěn)定時(shí)間均小于8.00 min，達(dá)不到強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)。從擬合曲線看，穩(wěn)定時(shí)間以0.207 1 min/a的速度降低。

2.4 品種聚類分析

用Ward法將176個(gè)品種的品質(zhì)性狀做聚類分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。在歐氏距離25處，品種分為2類；其中優(yōu)質(zhì)品種聚為1類，且與其他品種之間差距明顯，優(yōu)質(zhì)品種間差異較小，10個(gè)優(yōu)質(zhì)品種中5個(gè)通過(guò)旱地區(qū)組審定，5個(gè)通過(guò)水地區(qū)組審定，6個(gè)品種通過(guò)中高肥區(qū)組審定；5個(gè)品種的選育單位為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所。在歐氏距離10～15處，品種分為3類，3類差距不明顯，第1類為優(yōu)質(zhì)品種，第2和3類相比較，前者濕面筋含量普遍偏高，兩類在育種單位間無(wú)明顯聚類現(xiàn)象，兩類在審定區(qū)組間有差異，第2類通過(guò)山西省南部旱地、南部水地、中部旱地、中部水地的品種數(shù)量較為均衡，分別為16、12、13、11個(gè)；第3類品種中水地品種占67%。

3 結(jié)論與討論

3.1 山西省審定品種現(xiàn)狀

3.1.1 卓越的地理優(yōu)勢(shì)和優(yōu)質(zhì)育種潛力。在小麥區(qū)域劃分上，我省南部冬麥區(qū)屬于黃淮北部強(qiáng)筋麥區(qū)，中部晚熟冬麥區(qū)屬于華北北部強(qiáng)筋麥區(qū)［5］，有著得天獨(dú)厚的優(yōu)質(zhì)小麥育種條件。從該研究數(shù)據(jù)看，2002—2020年山西省審定品種中平均粗蛋白含量為14.86%，平均濕面筋含量為32.05%，2個(gè)指標(biāo)達(dá)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與前人研究一致。王新華等［6］在對(duì)山東省審定品種的品質(zhì)分析中得出其近10年審定品種的平均粗蛋白含量為14.01%，低于山西省平均值，平均濕面筋含量為33.2%，與山西省均值接近，說(shuō)明山西省在優(yōu)質(zhì)品種的選育上有一定潛力與優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)多年的材料引進(jìn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)雜交，育種平臺(tái)較好，使育成品種的粗蛋白和濕面筋含量2項(xiàng)指標(biāo)較高且保持穩(wěn)定。

3.1.2 品質(zhì)性狀間不夠協(xié)調(diào)，審定的中強(qiáng)筋品種少。2002—2020年山西省審定品種中粗蛋白含量和濕面筋含量2項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)的有112個(gè)，占總數(shù)的63.6%，但實(shí)際審定的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋麥品種僅有10個(gè)，占總數(shù)5.7%。這是因?yàn)閷彾ㄆ贩N的穩(wěn)定時(shí)間過(guò)低，達(dá)強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)的僅有14個(gè)，占總數(shù)的8.0%，因此達(dá)標(biāo)小麥比例低的第一限制因素是穩(wěn)定時(shí)間較低，這與程天靈等［7］在研究2015—2016年山西省冬小麥區(qū)域試驗(yàn)品種的品質(zhì)分析結(jié)論相一致。山西省審定品種的穩(wěn)定時(shí)間普遍偏低，57.3%的品種穩(wěn)定時(shí)間在3 min以下，但是63.6%的品種粗蛋白含量和濕面筋含量2項(xiàng)指標(biāo)在強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，品質(zhì)性狀間不夠協(xié)調(diào)，使強(qiáng)筋麥和弱筋麥品種少，這也是導(dǎo)致山西省小麥總體高筋不強(qiáng)、低筋不弱現(xiàn)象的主要原因，這與王冬梅等［8］對(duì)山東省近年審定小麥品質(zhì)現(xiàn)狀的分析結(jié)論相一致。

3.1.3優(yōu)質(zhì)源較少且單一。通過(guò)聚類分析可知，優(yōu)質(zhì)品種與其他品種的差距較大［9-10］，且山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所育成的優(yōu)質(zhì)品種占總數(shù)的50%，親本大多為臨汾5064、臨優(yōu)145、周麥9114等骨干親本，優(yōu)質(zhì)源利用單調(diào)，優(yōu)質(zhì)品種間親緣關(guān)系近、品質(zhì)差異小，這也在一定程度上導(dǎo)致山西省難以育成豐富的優(yōu)質(zhì)品種。

3.2 今后育種目標(biāo)的改善

立足山西優(yōu)越地理環(huán)境，搭造優(yōu)質(zhì)親本平臺(tái)，加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)小麥的培育。隨著小麥產(chǎn)量的提高，小麥供給總量已基本充足，小麥品種逐步向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)發(fā)展［11］，培育優(yōu)質(zhì)小麥品種依然是提高山西省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)小麥加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要［12］。結(jié)合山西省審定品種粗蛋白質(zhì)和濕面筋含量高、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間較短的現(xiàn)狀，在雜交中將面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間作為親本選擇的重要參考因素，多選用面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的親本，提高育成品種的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間，從而提高山西省中強(qiáng)筋小麥品種的占比。通過(guò)近紅外光譜和試驗(yàn)手段收集、篩選優(yōu)質(zhì)種源，搭造優(yōu)質(zhì)親本平臺(tái)，加強(qiáng)異質(zhì)優(yōu)質(zhì)源的結(jié)合，打破主要小麥產(chǎn)區(qū)所用親本單一的局面［13］。

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