外引小麦种质材料的初步鉴定与评价

张俊灵，孙美荣，张东旭，闫金龙，申书珍

（山西省农业科学院谷子研究所，山西长治046011）

作物种质资源是育种的基础，它的引进、鉴定评价和筛选利用是育种工作者重要的基础性工作。小麦种质资源的引进、鉴定与利用历来是我国小麦品种选育不断获得巨大进展的重要物质基础。20世纪80年代以前，欧洲小麦种质资源在我国小麦育种和生产上曾经起了重要作用。从1932年我国首批引进的国外小麦品种中选出的南大 2419（Mentana）、矮立多（Ardito）、中农 28（Villa Glori），到 1956年引进的阿夫（Funo）和阿勃（Abondanza），以及到20世纪80年代引进的洛夫林 10（Lovrin 10）和洛夫林 13（Lovrin 13）[1-2]等不仅是新中国成立后推广面积较大的品种，而且是我国小麦育种的骨干亲本。近20a来，国内一些育种单位对国外种质材料进行了一些研究[3-4]，但成功利用国外品种的事例还很少，能列举出来的仅有山东农业大学利用德国品种Neuzhucht（牛朱特）在20世纪90年代育成的矮孟牛。因此，引进利用国外种质资源应引起高度重视。

2003年国际农业研究磋商小组（CGIAR）启动了“挑战计划”[5]（GCP），2010年我国引入了146份国外小麦种质材料，旨在通过研究其遗传资源的多样性，鉴定筛选具有特异性状的优异新种质，为我国小麦育种发掘可利用的优异基因。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为国际挑战计划项目（GCP）提供的146份小麦种质，大部分为春性和弱冬性材料。

1.2 试验方法

试验于2010—2011年在山西省农科院谷子研究所进行，全生育期不灌溉，土壤肥力中等，田间管理按当地旱地试验田进行。试验材料按GCP项目组统一编号（9601～9746），于2010年10月27日用精量播种机以基本苗375万/hm2播种。每份种质材料种1行，行长5 m，除去1 m取样带外，收获行长4 m，行距30 cm，不设重复。为保证试验正常进行，越冬期用塑料薄膜进行全覆盖。调查项目及标准按全国统一标准记载[6]，田间记载抽穗期、成熟期、株高。成熟后，每品种拔回5株，测量穗粒数、单株穗数、千粒质量、籽粒饱满度等性状。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状及产量的变异分析

本试验从播种到收获共降雨127.5 mm，降雨量只有常年降雨量的1/2，是较为干旱的一年。由表1可知，供试品种穗粒数的变化范围为13.5～42.3粒，均值为27.6粒，标准差为5.8粒，变异系数为21.1%；穗粒数在30粒以上的品种42个，低于20粒的品种9个。千粒质量变化范围为29.5～54.5 g，均值为41.9 g，标准差为5.0 g，变异系数为11.8%；千粒质量大于45 g的品种38个，其中，大于50 g的品种11个。单株穗数的变化范围为1.2～2.8个，均值为2.1个，标准差为0.4个，变异系数为17.9%。株高变幅为39～84 cm，均值为62.4 cm，标准差为8.3 cm，变异系数为13.3%；株高在50 cm以下的材料有11份，80 cm以上的品种1个。产量变异程度最大，最大值为 6 111.0 kg/hm2，最小值为 1 198.5 kg/hm2，均值为 4 012.5 kg/hm2，标准差为 979.5 kg/hm2，变异系数为24.4%；46份材料的公顷产量在4 500 kg以上，其中，14份材料在5 250 kg以上；23份材料在3 000 kg以下。

表1 不同性状变异分析

结果得出，穗粒数、单株穗数和产量的变异较大，表明供试材料有着丰富的遗传多样性。株高的变异系数较小，且均值较小（62.4 cm）；株高在50 cm以下的材料有11份，表明供试材料株高总体适中，且有可利用的矮秆种质资源。千粒质量的变异系数最小，且均值较高（41.9 g），大于50 g的品种11个，表明供试品种的千粒质量总体较高，且有可利用的大粒品种。

2.2 主要农艺性状及产量的相关分析

由表2可知，产量与穗粒数、籽粒饱满度、株高的相关性达极显著水平（相关系数分别为0.299 3，0.432 1，0.382 1），与千粒质量的相关性达显著水平（相关系数为0.201 1）；株高与穗粒数的相关性达极显著水平（相关系数为0.413 1），与单株穗数的相关性达显著水平（相关系数为0.193 1）；单株穗数与千粒质量的相关性达极显著水平（相关系数为0.287 5），与穗粒数的相关性达显著水平（相关系数为0.205 2）；而穗粒数与千粒质量和籽粒饱满度呈负相关（相关系数分别为-0.014 2和-0.031 2），但未达显著水平。

从表2可以看出，产量的主要决定因素为穗粒数、千粒质量、株高及籽粒饱满度；株高的增加有助于增加穗粒数和单株穗数，但随着穗粒数的增加，千粒质量和籽粒饱满度不同程度地降低。

表2 主要农艺性状及产量的相关性

2.3 生育期对产量及产量性状的影响分析

从表3可以看出，抽穗早的品种千粒质量最高、穗粒数最少、产量水平最低；抽穗适中与抽穗较晚的品种相比，千粒质量较高、穗粒数持平、产量较小，但差别不大；从变幅上看，抽穗早的品种千粒质量、穗粒数和产量均表现变幅最小，抽穗适中的品种表现穗粒数和产量变幅最大，抽穗晚的品种表现千粒质量变幅最大。

表3 抽穗期对千粒质量、穗粒数及产量的影响

从表4可以看出，早熟品种的穗粒数最少、产量水平最低，中熟品种的千粒质量最高、产量水平最高，晚熟品种的千粒质量最低、穗粒数最高。从变幅上看，早熟品种的千粒质量和产量均表现变幅最小，中熟品种的千粒质量、穗粒数和产量均表现变幅最大，晚熟品种穗粒数表现变幅最小。

千粒质量受生育期的影响较小，总体上表现为抽穗越早千粒质量越大，成熟期适中的千粒质量最大；穗粒数受生育期的影响较大，总体上表现为抽穗和成熟越早穗粒数越小，成熟越晚穗粒数越大；产量受生育期的影响最大，总体上表现为抽穗越早产量水平越低，成熟期适中产量水平最高。

表4 成熟期对千粒质量、穗粒数及产量的影响

2.4 种质材料的鉴定筛选

经过对供试材料的产量、穗粒数、千粒质量、株高和籽粒饱满度进行直接鉴定和筛选，从中筛选出一批特异种质材料，其中，大穗丰产品种为8个，大粒丰产品种为8个，矮秆丰产品种为 5个（表5）。

表5 特异种质的主要性状

在对供试材料产量、穗粒数、千粒质量、株高、籽粒饱满度鉴定结果的基础上，进一步对其生育期、抗逆性等性状进行综合鉴定评价，从中筛选出产量较高、综合农艺性状好的优异种质材料25个（表6）。

表6 优异种质的主要性状

续表6

3 讨论

供试品种在产量、穗粒数、单株穗数、株高、千粒质量等方面都表现出丰富的遗传多样性，这为筛选育种材料和种质创新提供了可能。

本研究相关性分析表明，产量的主要决定因素为穗粒数、千粒质量、株高及籽粒饱满度；株高的增加有助于增加穗粒数和单株穗数，而穗粒数的增加使千粒质量和籽粒饱满度不同程度地降低。因此，在筛选种质材料时应以穗粒数、千粒质量、株高、籽粒饱满度为直接鉴选指标，并辅以有效穗数、抗逆性等指标对种质材料进行综合鉴定和评价。

生育期影响分析表明，抽穗期和成熟期对供试品种的穗粒数、产量和千粒质量均有不同程度影响。选择抽穗较早、成熟期适中的品种易获得千粒质量较高的品种；选择抽穗期适中、熟期中等和偏晚熟的品种较易获得穗粒数较高的品种；选择抽穗期适中或稍偏晚而熟期适中的品种较易获得产量水平较高的品种。

通过对材料的综合鉴定与评价，可使育种家对GCP种质材料的利用有一定依据。本试验筛选出穗粒数大于32粒、公顷产量大于4 875.0 kg的大穗丰产品种8个，千粒质量大于46 g、公顷产量大于4 800.0 kg的大粒丰产品种8个，株高小于55 cm、公顷产量大于4 500 kg的矮秆丰产品种5个，综合农艺性状好、丰产性好的优良品种25个。这些材料的利用将会对小麦育种起到一定的促进作用。

[1]董玉琛，郝晨阳，王兰芬，等.358个欧洲小麦品种的农艺性状鉴定与评价[J].植物遗传资源学报，2006，7（2）：129-135.

[2]金善宝.中国小麦品种及其系谱 [M].北京：农业出版社，1983：306-308.

[3]黄惠，胡琳，王根松，等.意大利小麦种质资源材料的引进与评价[J].河南农业科学，2003（9）：8-11.

[4]安迎新，吴晓华，王建丽，等.国外引进小麦种质资源抗病性鉴定结果与评价[J].内蒙古农业科技，1997（5）：18-19.

[5]景蕊莲.作物抗旱节水研究进展 [J].中国农业科技导报，2007，9（1）：1-5.

[6]金善宝.中国小麦生态 [M].北京：中国科学出版社，1997：1-4.