大麦籽粒粒型与籽粒品质特性的关系

沈会权，栾海业，陈 健，陶 红，乔海龙，臧 慧，张英虎，吴昌庚，陈 和

(江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224002)

大麦籽粒粒型与籽粒品质特性的关系

沈会权，栾海业，陈 健，陶 红，乔海龙，臧 慧，张英虎，吴昌庚，陈 和*

(江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224002)

以35份不同类型的大麦品种为试材，研究了大麦籽粒粒型性状与籽粒品质性状的关系。结果表明，籽粒品质性状在品种间变化明显，而籽粒粒型变化相对较小。籽粒厚与籽粒长和籽粒宽呈极显著正相关，千粒重与长宽厚均呈极显著正相关。蛋白质含量与淀粉含量呈极显著负相关，与β-葡聚糖含量呈极显著正相关。籽粒宽与支链淀粉含量、总淀粉含量呈显著负相关，与蛋白质含量呈显著正相关。籽粒厚与蛋白含量呈显著负相关。长宽比和宽厚比与支链淀粉含量、总淀粉含量、蛋白含量的相关性也达到了显著水平。籽粒粒型与品质关系密切，籽粒宽度和宽厚比可以用于蛋白质、淀粉和β-葡聚糖含量的评价。

大麦；籽粒粒型；籽粒品质；相关性

大麦(HordeumvulgareL.)是世界上最主要、最古老的栽培作物之一，播种面积和总产量均位居谷类作物第4位[1]。大麦根据用途可分为啤用、饲用和食用，随着我国对啤酒需求的不断提高、畜牧业的快速发展以及生活水平和保健意识的提高，人们对大麦的需求越来越多元化，对品质的要求越来越高。

粒型是作物品种的重要特性之一，通常可用粒长、粒宽、粒厚及相互比值来衡量。粒型对千粒重的影响很大，从而对作物的产量也具有十分重要的作用[2]。不同品种间籽粒特性存在差异，粒型是由多基因控制的数量性状，主要由遗传因素控制，环境因素的影响相对较小。在水稻上关于粒型的QTL定位以及相关基因的克隆已有大量报道[3-5]。

大麦籽粒由碳水化合物(78 %～82 %)、蛋白质(8 %～14 %)、脂类(3 %)和灰分组成。碳水化合物主要成分是淀粉(60 %～67 %)，此外还包含少量的β-葡聚糖和纤维素[6]。淀粉和蛋白质含量是大麦籽粒的主要品质性状，不同用途的大麦对籽粒蛋白质含量的要求不同，啤用大麦要求蛋白质含量相对较低，而饲用和食用大麦则要求蛋白质含量相对较高。β-葡聚糖含量对啤用和饲用大麦都是不利的，但是作为食品时，却有利于人类的健康。

国内对大麦籽粒的研究多集中于籽粒品质及其与麦芽品质间的相互关系[7]，对粒型与籽粒品质间关系的研究还未见报道。在水稻、小麦、燕麦有关籽粒特性与品质间的关系已有大量报道，但都未得到一致的研究结果[8-12]。本研究选取35份大麦品种为研究材料，分析籽粒粒型和籽粒品质及其它们间的相互关系，以期为大麦籽粒性状的改良和优良品种的选育提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料及试验设计

试验材料主要为江苏省育成或在江苏省推广种植过的大麦品种(系)，共计35份，于2012-2013年在江苏沿海地区农科所试验场种植，每份材料种植1行，行长1.5 m，行距30 cm，随机排列，3次重复。水肥和田间管理同大田。

1.2 测定方法

成熟后，每行从中部选取5株，测定株高、单株穗数、每穗粒数、结实率、千粒重等农艺性状。粒长、粒宽、粒厚通过游标卡尺测定，每份材料随机选取均匀的50粒测定；采用双波长法测定籽粒直、支链淀粉含量，通过求和获得籽粒总淀粉含量及支/直淀粉含量比[13]；蛋白质含量的测定通过FOSS凯氏定氮仪测定；β-葡聚糖含量用MaCleary等介绍的方法测定，试剂盒由Megazyme公司生产[14]。

试验所得数据通过Excel和SPSS进行试验结果的统计分析。

2 结果与分析

2.1 大麦籽粒粒型变异及其相互关系

从表1可知 ，供试材料中籽粒长、长宽比、长厚比及千粒重有较大差异，其中籽粒长7.19～9.31 mm，长宽比2.08～2.62，长厚比2.61～3.3，千粒重34.34～50.68 g；籽粒长、长宽比、长厚比的变异系数分别为5.95 %、5.94 %、5.75 %，而千粒重的变异系数为9.96 %，籽粒宽、籽粒厚及宽厚比的变异相对较小，这与选择的品种主要为江苏育成或都在江苏推广的品种有关。

从表2可以看出，籽粒厚与籽粒长、宽呈极显著正相关；长宽比与籽粒长呈极显著正相关；长厚比与籽粒长、长宽比呈极显著正相关，与籽粒厚呈显著负相关；宽厚比与籽粒厚、长宽比分布呈极显著、显著负相关。千粒重与籽粒长、宽、厚均呈极显著正相关，且相关系数相近，可见大麦籽粒千粒重由长宽厚三者共同决定。

表1 大麦籽粒粒型性状变异

Notes: GL=grain length; GW=grain width; GT=grain thick; LWR=length-width ratio of grain; LTR=length-thick ratio of grain; WTR=width-thick ratio of grain. The same as below.

表2 大麦籽粒粒型性状的相互关系

注：*表示0.05显著水平；**表示达0.01显著水平。下同。

Notes: *is significant at 0.05 level, **is extremely significant at 0.01 level. The same as below.

表3 大麦籽粒品质性状变异

Notes: AC = Amylose Content; APC = Amylopectin Content; R = the ratio of amylopectin and amylose ; SC = Starch Content; PC= Protein content; β-GC=β-glucan content. The same as below.

表4 大麦籽粒品质性状相互关系

2.2 大麦籽粒品质性状变异及其相互关系

供试品种的大麦籽粒品质除蛋白质含量外，其它性状均存在较大差异(表3)。直链淀粉含量的变化范围20.08 %～31.01 %，支链淀粉含量的变化范围13.32 %～42.75 %，支/直0.5～2.05，总淀粉含量变化为39.73 %～68.45 %，β-葡聚糖含量变化为3.26 %～6.45 %。从变异系数看，支链淀粉含量与支/直较高，分别为29.35 %和34.59 %，其次为β-葡聚糖含量为20.4 %，再次是直链淀粉含量和总淀粉含量变异系数分别为10.91 %和14.92 %，蛋白质含量的变异系数最小为8.31 %。

相关分析的结果(表4)表明，直链淀粉含量与支/直、蛋白质含量呈极显著负相关，支链淀粉含量与支/直、总淀粉含量呈极显著正相关，说明总淀粉含量的变化主要决定于支链淀粉含量变化；支/直与总淀粉含量呈极显著正相关，总淀粉含量与蛋白质含量呈极显著负相关，β-葡聚糖含量与蛋白质含量呈极显著正相关，与其它性状的相关性均不显著。

2.3 大麦籽粒粒型与籽粒品质的关系

通过进一步分析(表5)表明，大麦粒型与品质关系密切，与许多重要品质指标的相关系数达到了显著或极显著水平。籽粒支链淀粉含量与籽粒宽和宽厚比达显著负相关，与长宽比达显著正相关，直链淀粉含量、支/直与品质性状的相关性均未达到显著水平。总淀粉含量与籽粒宽、宽厚比的相关性表现为显著负相关，与长宽比的相关性表现为显著正相关。蛋白质含量与籽粒宽、宽厚比、千粒重呈显著和极显著正相关，与籽粒厚和长宽比呈显著负相关，表明籽粒越宽、厚度越小的材料蛋白质含量越高，越符合饲料大麦的选育要求。β-葡聚糖含量与宽厚比达显著正相关，与其它籽粒特性相关性均不显著。

表5 大麦籽粒粒型与籽粒品质的关系

3 讨 论

3.1 籽粒粒型间的关系

本研究表明，大麦籽粒长宽间相互关系不明显，而粒厚与长宽间相关性均达极显著水平。籽粒长、宽、厚对粒重的影响，相关分析表明均为极显著正相关，以粒长影响最大，其次是粒宽，最后粒厚，这与徐绍英的研究结果一致[15]。而许如根[16]等以10个区试材料为研究对象，研究表明大麦籽粒厚度与千粒重的相关性达极显著水平，千粒重与长、宽间相关性较低，且籽粒长、宽、厚间相关均不显著，这可能与选择研究材料的数量有关。

3.2 籽粒品质间的关系

有关大麦籽粒品质间的相互关系已有不少报道，以往的研究发现蛋白质含量与总淀粉含量极显著负相关，支链淀粉含量与直链淀粉含量极显著负相关，与总淀粉含量极显著正相关，因此降低蛋白含量，可以得到低蛋白高淀粉含量的大麦[7]，本研究与以往的研究结果基本一致。本研究还发现籽粒的蛋白质含量与β-葡聚糖含量呈极显著正相关，目前国内还未见报道，国外研究也未得到一致的结果[17]。两者主要存在于籽粒皮层和胚乳，且两者含量的高低对大麦麦芽品质具有相同的影响，是啤酒大麦的重要籽粒品质指标。

3.3 籽粒粒型与籽粒品质间关系

本研究表明，大麦籽粒粒型和品质间存在密切关系，不同籽粒特性与品质的相关性有所差别。其中粒宽与支链淀粉含量、总淀粉含量和蛋白质含量相关性均达到了显著水平，籽粒越宽支链淀粉含量和总淀粉含量越低，蛋白质含量越高，粒厚与蛋白质含量呈显著负相关。由于籽粒宽的影响，长宽比和宽厚比与支链淀粉含量、总淀粉含量、蛋白含量的相关性也达到了显著水平。宽厚比与β-葡聚糖含量的相关性达显著水平，千粒重与蛋白质含量呈显著水平，与其它性状相关性不明显。

在水稻上，徐正进、隋明[8-9]等也认为粒宽与各品质性状关系密切，同时粒长与各品质性状的关系未达到显著水平，但是稻米粒宽与淀粉含量呈正相关，与蛋白质的含量呈负相关，与本研究正好相反，这可能与水稻上研究的稻米要除壳有关，而李涵鑫[10]等在燕麦上的研究结果与本试验结果基本一致。可以初步推断粒宽和宽厚比可以用于蛋白质、淀粉和β-葡聚糖含量的评价。

籽粒的粒型主要是由遗传因素控制，受环境因素的影响相对较小，而籽粒品质的变化机理相对复杂，易受到环境等诸多因素的影响，这也是不同研究结果不一致的主要原因。由于不同穗部位存在强弱势粒的影响，下一步研究可以考虑统一取中间部位的籽粒，减少试验误差，并且增加更多变异类型的品种，设计不同环境和年份的试验。

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(责任编辑 李山云)

Correlations between Barley Grain Shapes and Grain Qualitative Characteristics

SHEN Hui-quan, LUAN Hai-ye, CHEN Jian, TAO Hong,QIAO Hai-long, ZANG Hui, ZHANG Ying-hu, WU Chang-geng, CHEN He*

(Institute of Agricultural Science in Jiangsu Coastal Areas, Jiangsu Yancheng 224002, China)

Thirty five barley cultivars were used to investigate the correlations between grain shapes and qualitative characteristics. The results showed that cultivars differed significantly in qualitative characteristics, but the grain shapes showed a weaker change. The correlation results indicated that there were extremely significant positive correlations between grain thick (GT), grain width (GW), and grain length (GL). Extremely significant positive correlations were also found between grain weight and GL,GW,GT. Protein content (PC)was extremely significant negative correlations with Starch content (SC),and extremely significant positive correlations with β-glucan content(β-GC).The results also showed that GW was correlated with Amylopectin content(APC), Starch content (SC) negatively and correlated with PC positively. GT was positive correlations with PC. Correlations also existed between length-width ratio of grain(LWR),width-thick ratio of grain(WTR) and APC, SC,PC.Overall, there were close relationships between grain quality and grain shapes. It was suggested that GW/ WTR had the potential guidance in the research grain quality of barley.

Barley; Grain shape; Qualitative characteristics; Relativity among traits

1001-4829(2016)09-2034-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.005

2015-08-20

国家大麦青稞产业技术体系(CARS-05)；江苏省农业科技自主创新资金CX(14)5093；江苏沿海地区农业科学研究所科研基金项目(YHS201506)

沈会权(1975-)，男，江苏泰州人，硕士，副研究员，主要从事大麦遗传育种工作,E-mail：jsycshq@163.com，*为通讯作者。

S512.3

A