硬粒小麦在云南高原麦区对普通小麦改良效果评价

丁明亮，金 轻，黄 格，赵 红，李宏生，崔永祯，李绍祥，顾 坚，杨木军，刘 琨*

(1. 云南省农业科学院粮食作物研究所，云南 昆明 650205；2. 国家小麦改良中心云南分中心，云南 昆明 650205；3. 昭通市农业科学院，云南 昭通 657000)

【研究意义】云南省小麦栽培历史悠久，种植面积和总产量都仅次于水稻和玉米，是第三大粮食作物，在增加单位面积内粮食年产量，稳定和加快粮食生产的发展方面，起到了十分重要的作用[1]。目前，云南省小麦平均单产仍然处于较低水平，还有较大的挖局潜力和增产空间[1]。云南省小麦品质育种发展较快，选育并审定了符合国家弱筋小麦标准的云麦47与云麦51等和符合国家强筋小麦标准的云麦57与云选11-12等小麦品种，但是由于种种原因,目前云南主要栽培品种的加工品质普遍偏差[2]。因此，进一步开展小麦高产、抗病、优质育种对云南省小麦生产具有重要意义。

小麦种质资源是小麦品种改良及相关研究的物质基础，云南小麦种质资源的种及变种资源十分丰富，包括普通小麦、密穗小麦、圆锥小麦、硬粒小麦4个种及云南小麦亚种，总计100余个变种[3]。【前人研究进展】在过去50多年中，这些种质资源对我省小麦品种改良及相关研究中发挥了重要作用[3]。硬粒小麦作为普通小麦的近缘种，含有丰富的小麦产量、抗性和品质等相关性状的有益基因[4]。这些有益基因可以在硬粒小麦与普通小麦杂交时通过同源的A、B染色体组的染色体配对、易位和重组向普通小麦的转移，最终可达到改良普通小麦的目的[5]。通过这种方式将硬粒小麦的有益基因引入普通小麦进而选育普通小麦品种国内外已有相关报道，如：意大利选育的普通小麦品种Marquilio、印度选育的普通小麦品种NP890、湖北省荆州地区农科所选育的荆州66等均具有引入了硬粒小麦有益基因[6-7]。然而近些年在云南省小麦育种改良中针对引入硬粒小麦资源改良普通小麦的研究较少，【本研究切入点】文章通过硬粒小麦与普通小麦远缘杂交选育的小麦新品系和通过普通小麦×普通小麦种内杂交选育的小麦新品系为试验材料进行产量性状和品质性状差异比较分析，【拟解决的关键问题】明确硬粒小麦资源在云南高原麦区对普通小麦的改良效果，为硬粒小麦资源在云南高原麦区的育种应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为利用硬粒小麦2003K-13与普通小麦2008Y3-4471远缘杂交，并结合双单倍体育种技术选育的12个小麦新品系，以及本项目组通过云南高原麦区普通小麦与普通小麦杂交选育的19个种内杂交新品系(表1～2)。

1.2 试验方法

2014年10月将试验材料播种于云南省农业科学院嵩明基地(海拔：1872 m，103°6′25″E，25°40′43″N)，2015年4月收获，小区布局及设计参照丁明亮等[8]进行。整个试验设计成熟期计调查点内的有效穗，同时在每个调查点内随机取10穗，数其穗粒数。收获晾干后随机取样称量各个小区试验材料产量和千粒重。各小区试验材料品质性状标准吸水率、蛋白含量、容重、湿面筋含量、稳定时间、形成时间、硬度值、沉降值和出粉率采用瑞典perten公司DA7200型近红外测定仪以及该公司提供的小麦曲线进行NIR光谱分析，数据以百分数表示[9]。试验数据用SPSS17.0数据统计软件进行分析。

表1 通过硬粒小麦×普通小麦远缘杂交选育的小麦新品系

表2 普通小麦×普通小麦种内杂交获得的小麦新品系

2 结果与分析

2.1 远缘杂交与种内杂交获得小麦品系产量性状差异比较

为了解通过硬粒小麦与普通小麦远缘杂交和普通小麦与普通小麦种内杂交2种途径选育的小麦新品系产量性状间的差异水平，将2种途径获得的试验材料的4个产量性状平均值和变异系数等列入表3。从表3可知：硬粒小麦×普通小麦远缘杂交获得的小麦稳定品系比普通小麦×普通小麦种内杂交获得的小麦新品系小区产量高，且差异极显著(t=3.311**)；有效穗也高且差异显著(t=2.157*)；千粒重和穗粒数低，但差异均不显著(t=-0.806和t=-0.349)。小区产量变异系数大，但是其构成三要素千粒重、有效穗和穗粒数的变异系数均低于种内杂交获得的小麦新品系。结果表明：将硬粒小麦引入云南普通小麦中对其产量性状的改良可以通过改进普通小麦有效穗这一产量构成因子进而提高产量。

2.2 远缘杂交与种内杂交获得小麦品系品质性状差异比较

为了解通过硬粒小麦与普通小麦远缘杂交和普通小麦与普通小麦种内杂交2种途径选育的小麦新品系品质性状间的差异水平，将2种途径获得的试验材料的9个品质性状平均值和变异系数等列入表4。从表4可知：硬粒小麦×普通小麦远缘杂交获得的小麦新品系比普通小麦×普通小麦种内杂交获得的小麦稳定品系的标准吸水率、容重、稳定时间和硬度值4个品质性状高，蛋白含量、湿面筋含量、形成时间、沉降值和出粉率5个品质性状低，但是这9个性状的差异均不显著；出粉率变异系数大，但是其余8个品质性状的变异系数均低。结果表明：将硬粒小麦资源引入云南普通小麦中对其品质性状的改良中效果不显著。

表3 远缘杂交与种内杂交获得小麦新品系的产量性状差异比较

注：*指在0.05水平上差异显著；**指在0.01水平上差异极显著。

Note:* was significant difference at the 0.05 level; ** was extremely significant difference at the 0.01 level.

表4 远缘杂交与种内杂交获得小麦新品系的品质性状差异比较

3 讨 论

硬粒小麦作为普通小麦的近缘种，含有丰富的小麦产量、抗性和品质等相关性状的有益基因[4]。这些有益基因可以在硬粒小麦与普通小麦杂交时通过同源的A、B染色体组的染色体配对、易位和重组向普通小麦的转移，最终可达到改良普通小麦的目的[5]。李慧敏等[10]认为利用普通小麦与硬粒小麦远缘杂交，是实现种质创新和培育高千粒重新种质的一条有效途径。然而，本研究表明在云南高原麦区由于硬粒小麦资源的引入，对普通小麦产量构成因子有效穗改良效果显著，而对普通小麦产量构成因子千粒重和穗粒数改良效果不显著；同时对普通小麦产量改良效果显著，而对普通小麦品质性状改良效果不显著。由于在云南高原麦区，栽培普通小麦以弱春性和春性品种居多，具有多花多实和大穗大粒的突出特点[3]。说明在云南高原麦区引入硬粒小麦资源对典型的多花多实和大穗大粒特点的普通小麦进行有效穗的改良以达到提高产量的目标具有重要意义。

4 结 论

在云南高原麦区，硬粒小麦资源在普通小麦改良中可以通过改进普通小麦有效穗进而提高产量，然而对普通小麦品质性状的改良效果却不显著。