山西省冬小麦品种（系）耐热性评价

温辉芹 程天灵 裴自友 李 雪 张立生 朱 玫

（山西省农业科学院作物科学研究所/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，太原 030031）

随着全球气候持续变暖，极端天气发生几率持续增加，同时病虫害发生呈扩大和加重趋势，给农作物收成造成巨大损失，进一步加剧了未来食物价格的波动，气候变暖对粮食安全的影响受到科学界和各国政府的高度关注[1-4]。中国是小麦生产和贸易大国，小麦是中国最重要的口粮作物之一。小麦属于喜凉习性作物，开花期最适宜温度为18～24℃，温度达到28～32℃会加速植株衰老，减少有效叶面积持续时间和降低光合速率[5]。山西省小麦开花期和灌浆期易受干热风（干旱和热胁迫）影响，干旱和热胁迫是山西省小麦稳产的主要限制因素[6-7]。研究表明，气温每升高1℃，全球小麦产量平均降低5.7%～6.0%[8]。因此，增强小麦品种耐热性，培育适应全球气候变暖的广适性小麦品种，对小麦的可持续生产和口粮安全具有重要意义。

为评价和筛选耐热基因型，已建立较系统的小麦耐热性鉴定方法[9]，开展了小麦耐热的生理、遗传和分子生物学研究[10]，筛选出了小麦耐热种质资源[11-13]。本研究通过对山西省小麦主栽品种和参加山西省区域试验新品系的耐热性评价，旨在明确山西省小麦品种和高代品系的抗热特性，以期为今后的耐热小麦新品种选育与推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试材料包括21个山西省主推小麦品种和41个参加2015-2016年度山西省区域试验的高代品系，上述品种（系）均由山西省农业科学院作物科学研究所优质小麦课题组提供。

1.2 试验设计 试验于2016-2017年度在山西省晋中市榆次东阳镇山西省农业科学院基地进行，前茬为小麦，土壤为黏土，肥力中等。行长1.5m，行距28cm，每行均匀点播50粒种子，双行区，1次重复。分别于2016年9月23日（播期1）和2016年12月2日（播期2）播种，其中以正常播期（播期1）代表非胁迫环境，晚播（播期2）代表高温胁迫环境。

1.3 耐热性评价方法 在成熟期每份材料全部收获、脱粒，充分晾晒后，随机选取1000粒子粒测定千粒重，2次重复，取平均值。按照R.A.Fischer等[14]的方法计算千粒重热感指数（HIS，heat susceptibility index）。HIS=（1－Y/Yp）/D，其中Y为某一基因型在高温胁迫试验环境下的平均千粒重，Yp为该基因型在正常试验环境下的千粒重；D（胁迫强度）=1－X/Xp，X为全部基因型Y值的平均值，Xp为全部基因型Yp值的平均值。依据HIS进行分类，HIS≤ 0.50为耐热基因型（R），0.50＜HIS≤ 1.00为中耐热基因型（MR），HIS＞1.00为热敏感基因型（S）。利用Excel 2007、DPS9.50对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期下千粒重变化趋势 从表1可以看出，2个播期小麦品种（系）的千粒重变幅分别为30.6～53.3g和 24.1～42.4g，其平均值分别为 41.4g和34.8g，播期2小麦品种（系）的千粒重变异系数较高，为12.36%。2个播期下，千粒重最小值和最大值各相差6.5g和10.9g。受播期影响，品种（系）播期2比正常播期千粒重下降平均值为6.6g。

表1 小麦品种（系）千粒重表现及变异程度

2.2 千粒重热感指数 依据小麦千粒重热感指数计算和耐热性分类标准，对参试小麦品种（系）进行了类型划分（表2）。结果表明，各品种（系）千粒重热感指数差异较大，变幅为0.03～2.56，平均值0.96，变异系数为65.08%。3种类型的平均热感指数分别为0.23、0.78和1.54。晋麦47、鲁原502、汾4862等17个品种（系）千粒重热感指数小于0.5，属于耐热型品种，占参试品种（系）的27.4%；济麦22、晋太182、鑫麦296等18个品种（系）千粒重热感指数大于0.5而小于等于1.0，为中耐热型品种，占29.0%；冀麦325、冀麦585、晋麦79等27个品种（系）千粒重热感指数大于1.0，为热敏感型品种，占43.5%。进一步分析表明，耐热型和中耐热型推广品种分别占参试推广品种的9.5%和14.3%。耐热型和中耐热型品种（系）分别占参试区域试验品系的比例相同，均为36.6%。

表2 小麦品种（系）千粒重热感指数和分类

正常播期下，3种类型品种（系）平均千粒重依次为热敏感型（43.5g）＞中耐热型（40.6g）＞耐热型（38.7g）；而在热胁迫条件下（播期2），千粒重表现正好相反，由高到低依次为耐热型（37.3g）＞中耐热型（35.5g）＞热敏感型（32.8g）。

3 结论与讨论

抗热性鉴定方法包括直接鉴定方法（形态、农艺和产量性状）和间接鉴定方法（生理参数），结合两种方法可以更准确地评价耐热性[9]。在直接鉴定方法中，产量性状是最直接、有效的指标，研究表明评价小麦灌浆期的耐热性，千粒重耐热指数是最直接的指标，生理性状指标为耐热性鉴定的间接辅助指标，千粒重作为产量的主要构成因素受环境影响较小，可利用千粒重为简易指标，大规模鉴定小麦种质资源的耐热性[15-16]。

本研究利用千粒重热感指数的鉴定结果表明，不同基因型间的耐热性存在较大差异，千粒重热感指数变幅在0.03～2.56。正常播期下热敏感型品种（系）平均千粒重最高，而耐热型品种（系）为最低。耐热型、中耐热型和热敏感型品种（系）数量分别为17个、18个和27个，中等耐热以上品种（系）占56.5%。与李世平等[17]和仪小梅等[13]结论一致，推广品种中晋麦47和鲁原502为耐热型品种。济麦22、晋太182、鑫麦296等3个品种为中耐热型，其中济麦22的结果与耿晓丽等[12]和仪小梅等[13]一致，而陈冬梅等[18]鉴定济麦22为热敏感型。冀麦325、冀麦585、晋麦79等16个品种是热敏感型品种，其中良星99的鉴定结果与陈冬梅等[18]一致，而仪小梅等[13]鉴定中麦175为低耐热，与本研究结果不同。上述异同可能是由于试验设计、地点和环境的条件不同所造成的，考虑到耐热性受年度、环境等影响，有必要进行连续多年的试验和人工模拟胁迫环境的进一步准确判定。区域试验品系中汾4862、华麦5号、临K5006等15个品系为耐热型，ZM147、航麦513、嘉麦168等15个品系为中耐热型，晋太141、京麦10、临旱5115等11个品系是热敏感型。晋麦47、鲁原502等耐热性好的品种（系）可用作小麦耐热育种亲本。

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