小麦品种内种子大小分级与种子质量的关系

陈思晓，贾俊娟，傅兆麟，李桂萍

(淮北师范大学生命科学学院 安徽省资源植物重点实验室，安徽 淮北 235000)

小麦是我国主要粮食作物，其种子是重要的生产资料及食品加工原料，优质种子能提高优良品种的种用价值或食用加工品质。研究表明，品种内种子大小对其后代产量有显著影响，而且大粒种子比小粒种子生活力高，幼苗健壮，增产幅度显著[1-5]。为了解小麦品种内种子大小形成的原因，研究对小麦穗部不同粒位籽粒大小的差异现象、形成原因、粒重和品质变化分布规律进行了探究[6-19]。傅兆麟[3]通过对多个小麦品种穗部不同粒位籽粒重量差异及对后代产量的影响研究，于1993提出小麦定位选种技术。尽管已对小麦品种内种子大小差异现象及相关问题做了大量研究，但因小麦品种基因型的多样性和栽培环境条件的复杂性，造成品种内种子的差异性更加复杂。对于种子的分级研究多以大、中、小粒进行比较研究，很少有更细的系统分级分析，而种子分级后品质性状的变化也鲜见报道。本文以2个小麦品种的8个分级处理测定不同粒级种子的质量差异，旨在更深入系统了解品种内种子的大小、质量性状、幼苗特性的差异，为小麦种子分级精选和应用提供合理有效的依据。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验选取煤生0308和烟农19两个小麦品种，煤生0308为普通品种，烟农19为强筋品种。于2018年麦收时选留纯度高、生长发育良好的繁种田块收获，脱粒晒干后低温干燥贮藏备用。

1.2 方法

1.2.1 种子分级方法

随机选取小麦种子。其中：品种煤生0308取种1 432.49 g，总计有37 348粒；烟农19取种1 328.89 g，总计有34 592粒。试验设8个粒重级别。为方便操作，每个粒重级别取重为5.00 g，2个品种均以粒重≤25.00、25.01～30.00、30.01～35.00、35.01～40.00、40.01～45.00、45.01～50.00、50.01～55.00、>55.01 g设置。将2个品种的种子分别逐粒称重，按设定粒级粒重标准分别放置，待全部籽粒称完后，分别统计各粒级种子数和各粒级种子重量，分别计算各粒级种子数量和重量占总种子数量和重量的百分比，同时依据各粒级种子重量和数量，计算出平均千粒重。各处理种子置于低温干燥贮藏柜备用，测定种子蛋白质含量和发芽与幼苗测定试验。

1.2.2 不同粒级种子品质测定指标与方法

各粒级种子蛋白质含量应用Perten 9200整粒谷物近红外快速品质分析仪(德国)测定，测定时所有处理重复测定3次，计算平均值。

1.2.3 种子发芽试验

将各粒级种子随机取100粒，用水浸泡1 h，用过氧化氢灭菌10 min后，将其均匀撒在铺有两层滤纸的培养皿中，每处理重复3次，在室内自然光照下进行发芽试验。试验过程中室温控制在25 ℃，保持种子培养皿适宜的湿度，第6天调查发芽率，第9天各处理随机取20株幼苗，测定发芽率、幼苗根长、根数、苗高、苗鲜重和干重，根、苗鲜重称重后于75 ℃干燥箱烘干，然后测定干重(精确到0.001 g)。

1.3 数据分析

采用SPSS 17.02和Excel 2010软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 品种分级

测定计算煤生0308和烟农19品种8个粒级的总平均千粒重、平均千粒重、粒数、粒级粒数比例、粒级种子重量、粒级种子重量比例、蛋白质含量共7个考察指标，测定结果汇总于表1。

2.1.1 不同粒级种子千粒重的差异比较

从表1可知，煤生0308和烟农19的平均千粒重分别为37.76和38.88 g。本分析以千粒重为标准，比较8个粒级之间的种子大小。结果显示，粒级之间种子平均千粒重差异显著，差异幅度均高于10%。其中，煤生0308的相差幅度为248%，而烟农19为173%。

2.1.2 不同粒级种子蛋白质含量的差异比较

表1显示，不同粒级间蛋白质含量变化趋势同各粒级平均千粒重变化趋势一致，粒级粒重越高，蛋白质含量也越高。煤生0308以>55.01 mg粒级的蛋白质含量最高，显著高于其他粒级；烟农19>45.00 mg粒级的蛋白质含量最高，显著高于其他粒级。

2.1.3 各粒级种子数量及比例分布

表1显示，测定煤生0308和烟农19种子总粒数分别为37 348和34 592粒。其中，煤生0308以≤25.00 mg粒级种子数最多，为10 198，占测试种子总数的27.3%；其他7个粒级以45.01～50.00 mg粒级为中心向两边逐级减少，以25.01～30.00 mg粒级的1 857粒为最少；烟农19与煤生0308略有不同，8个粒级之间表现为以40.01～45.00 mg粒级最多，占总数的21.2%，并以此为中心向两侧逐级减少，其中>55.01 mg粒级的粒数最少，仅占总数的3.0%。

2.1.4 各粒级种子重量及比例

煤生0308和烟农19分别测定1 432.49和1 328.89 g种子。其中，煤生0308除≤25.00 mg粒级外，表现为以50.01～55.00 mg粒级290.15 g为最高，占总重量的20.3%，以此为中心向两侧逐级减少，其中以25.01～30.00 mg粒级最少，仅占重量的3.8%；烟农19表现为以40.01～45.00 mg粒级的307.02 mg为最高，占重量的23.1%，以此为中心向两侧逐级减少，其中≤25.00 mg和>55.01 mg粒级最少，只占总数的5.0%和4.4%。

2.2 不同粒级幼苗质量的差异及与粒重和蛋白质含量间的关系

2.2.1 不同粒级幼苗质量差异

表2结果显示，煤生0308和烟农19各粒级间发芽率差异不显著，表明品种内种子大小在室内对发芽没有显著影响；煤生0308和烟农19的根长随粒级的增加而增加，各粒级间根长差异显著；根数量随粒级的增加而增加，其中>50.00 mg粒径的根数量显著高于其他粒级。鲜重和干重均随粒级的增加而增加。其中，>40.00 mg粒径的鲜重无差异，显著高于其他粒径；>50.00 mg粒径的干重相同，显著高于其他粒径。

煤生0308和烟农19各粒级间幼苗的高度、鲜重和干重存在不同程度的差异，同样也是随着粒级粒重的增加而增加。其中，煤生0308>45.00 mg粒径的苗高显著高于其他粒径，烟农19>50.00 mg粒径的苗高显著高于其他粒径。煤生0308和烟农192个品种>40.00 mg粒径粒级间干鲜重差异不显著，但显著高于其他粒径。这说明随着种子粒级、种子粒重的增加，种子内淀粉、蛋白质和其他有益营养物质的量也增加，逐渐提高了幼苗生长发育的质量。

表1 不同品种种子分级的分析结果

注：表中同列数据后无相同字母表示在0.05水平差异显著，表2～3同。

表2 不同粒级种子幼苗质量测定

2.2.2 不同粒级幼苗质量与粒重和蛋白质含量间的关系

表3和图1～2相关分析结果显示，除发芽率与平均千粒重和蛋白质含量间的相关系数未达显著差异外，其他5个指标值均与不同粒级平均千粒重呈极显著差异，同时还表现出正向线性关系。说明在种子生长发育过程中，淀粉和蛋白质积累具有很好的协调性和一致性，是决定种子质量的重要物质基础，可作为种子质量的重要指标。

3 讨论

3.1 品种内种子的异质性

小麦品种内种子的异质性表现在种子的大小、种子对幼苗生长发育影响的不一致性等方面。一般认为是因维管系统分布的不均衡造成碳氮营养供应能力的差异引起[8，11，13]；也有人认为是穗部不同粒位上的籽粒具有不同的遗传势，强势粒位种子大而饱满，弱势粒位生长发育较差[3-4]。本研究以煤生0308和烟农19种子测定结果显示，各粒级间平均千粒重差异幅度达到10%以上，2个品种的最小和最大粒级间相差幅度分别高达248%和173%，从理论上进一步肯定了品种内种子的异质性现象。

表3 不同粒级幼苗质量与粒重和蛋白质含量间的相关系数

注：*、**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。

图1 2个品种不同粒级幼苗质量与千粒重的关系

3.2 不同粒级种子的幼苗质量比较

煤生0308和烟农19测定分析结果表明，除发芽率外，各粒级间根长、根数量、干鲜重，以及幼苗高、干鲜有差异。最大粒级与最小粒级相比，幼苗鲜重和干重增幅最大，根长次之，根数量增幅最小。不同粒级幼苗质量的差异趋势与粒重和蛋白质含量高度一致，根长、根数、根干重以及苗高、苗干重测定值与平均千粒重和蛋白质含量呈正向线性关系。这表明不同粒级的种子幼苗质量不同，粒级种子越大，蛋白质含量越高，幼苗质量越好，能为高产稳产打下更牢固的基础，这跟王高武等[1]关于大粒种子增产的研究结果是一致的。研究结果表明，品种内种子大小对后代产量影响显著，大粒种子比小粒种子营养物质含量更丰富、生活力更高，幼苗更健壮。选用大粒种子比小粒种子增产幅度为8.6%～38.4%[1-5]。

3.3 种子分级标准问题

王高武等[1]把小麦种子分成4个等级，研究种子大小对“冬壮冬发”和产量形成的影响；葛察明等[18]报道了种子加工机械化分级选种的优越性，但仅把种子分成一、二和混合种子3个级别；毛思帅等[5]依据粒径将品种内种子划分大粒(>3.35)、中粒(2.36～3.35)和小粒(<2.36)3个级别，以不分级的混合种子为对照研究了种子大小对生长发育及产量的影响，认为种子粒径大于2.36 mm，可获得较高的产量。关于种子的分级，以前多以大、中和小分级，过于粗放，研究结果参考价值受限。本研究取2个品种同时设置8个种子分级处理，发现处理间几乎所有测定性状值存在显著差异，说明品种内种子的差异性很大，仅靠简单的大、中、小或粒重与粒径分级是不够的，应依据品种特性、生产需要和便于机械加工开展深入的研究工作，制定出切实可行的分级标准。之前种子分级精选应用工作没有真正做好，究其原因，主要是上述研究工作不到位。只有做好这些研究工作，才能使优质小麦种子在增产增收、食用和食品加工方面发挥积极作用。所以，建议加强对种子分级技术的研究。