小麥面團粉質特性的遺傳分析

于紅彩 胡鐵柱 李淦

摘要：以6個不同品質類型的小麥品種為親本，按GriffingⅡ雙列雜交方法配置15個雜交組合，分析研究了面團粉質特性的遺傳規律。結果表明，所有面團粉質參數的一般配合力（GCA）方差均達到顯著水平，除弱化度和粉質質量指數外，另外2個參數的特殊配合力（SCA）方差也達到顯著水平;面團粉質參數的廣義和狹義遺傳力均較高，加性方差明顯大于顯性方差，表明弱化度和粉質質量指數主要受加性效應影響，而面團形成時間和穩定時間同時受加性和非加性效應控制，且以加性效應為主。綜合來看，鄭2441×濟麥20屬于強優勢組合。

關鍵詞：小麥;面團粉質特性;雙列雜交;遺傳分析

中圖分類號：S512.103 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0082-03

面團粉質特性是衡量小麥品質的重要指標之一[1]，與面包、饅頭、面條、餅干等加工品質密切相關，其檢測指標主要包括吸水率、形成時間、穩定時間、弱化度和粉質質量指數等[2]。其中，面團穩定時間是評價面包品質最重要的指標之一[3]，與面條的韌性、硬度和粘彈性呈顯著正相關，與煮面的外觀評價呈顯著負相關[4];另外，李蓓蓓等研究表明，吸水率、形成時間、穩定時間與酥性餅干評分呈顯著負相關[5]。因此，對面團粉質特性的研究可預測和控制專用粉的品質。鑒于當前我國食品加工專用粉的需求量較大，因此對小麥面團粉質特性的研究顯得尤為重要。

迄今，國內外學者已對小麥產量、穗粒數、株高等農藝性狀[6-10]以及淀粉含量、面筋含量等品質性狀[11-13]的遺傳研究做了大量報道，得出很多具有指導意義的結論，但有關小麥面團粉質特性遺傳研究報道相對較少，因此亟需對其遺傳規律進行深入探討。

雙列雜交一直是進行植物數量性狀研究的主要方法之一，該方法主要是通過分析組合材料的特點，進而篩選出符合目標性狀的優良親本組合[14]，在棉花[15]、玉米[16]、水稻[17]等農作物育種上也均有廣泛應用。該遺傳統計分析方法主要分為2類：一是Griffing的配合力分析法，二是Hayman的遺傳效應分析法[18-19]。這2種方法至今仍在廣泛應用，并推動著數量性狀遺傳和育種的深入研究和發展。

本試驗選用6個不同品質類型的小麥品種為試驗材料，分析研究了面團粉質特性的遺傳規律，旨在為小麥品質育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥6個親本分別為濟麥20、SN01-24、百農64、周麥16、鄭麥004、鄭2441，按GriffingⅡ雙列雜交方法配置15個雜交組合。親本和雜交種F1（共21份材料）于2013—2014年度種植于河南科技學院試驗基地（河南省新鄉縣朗公廟鎮），完全隨機設計，每份材料種植4行，行長4 m，行距25 cm，每行播種80粒，肥水管理同一般大田。成熟時按組合收獲，脫粒，晾曬，常溫儲藏備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 磨粉 利用實驗磨粉機（型號LRMM 8040-3-D，江蘇無錫錫糧機械制造有限公司）磨粉，出粉率約為60%。

1.2.2 粉質參數測定 利用粉質儀（型號810101，德國布拉本德公司）測定面團形成時間、穩定時間、弱化度、粉質質量指數等粉質參數，每份材料測3次平行。

1.3 數據分析

利用DPS 7.05軟件進行數據分析處理，遺傳分析參照孔繁玲和劉來福等的方法[18-19]。

2 結果與分析

2.1 親本及F1面團粉質參數的平均表現

所有粉質參數在6個親本材料間的差異均達到顯著水平。

所有雜交組合的形成時間均介于鄭2441和SN01-24之間，穩定時間介于鄭2441和鄭麥004之間，粉質質量指數介于鄭麥004和鄭2441之間，主要表現規律為親本值高，后代值也較高。而弱化度在組合中的數值介于鄭麥004和鄭2441之間，表現為親本的值越低其F1的值越低（表2）。整體來看，未發現超親優勢現象。

2.2 親本及F1面團粉質參數配合力的方差分析

由表3可知，4個粉質參數的一般配合力方差均達到了顯著或極顯著水平，特殊配合力方差除弱化度和粉質質量指數外，其余參數也達到顯著或極顯著水平，表明形成時間和穩定時間同時受加性和非加性效應的影響，而弱化度和粉質質量指數主要受加性效應影響。

2.3 面團粉質參數的一般配合力效應分析及親本評價

基因加性效應用一般配合力來衡量，能夠穩定遺傳給后代，其一般配合力效應值與性狀遺傳成正比。一般配合力高的品種（系），將某一性狀傳遞給后代的能力強，所以親本的一般配合力在育種中有非常重要的意義。

一般配合力在6個親本中既有正向效應，又有負向效應。同一親本在不同參數的一般配合力效應差異較大，同一參數不同親本的一般配合力效應差異也很大（表4）。親本鄭2441、SN01-24和濟麥20形成時間的一般配合力效應值表現為正向效應，表明與其組配的后代形成時間可能會長;而鄭麥004、百農64和周麥16形成時間表現為負向效應，表明與其組配的后代形成時間可能會短。鄭2441和濟麥20穩定時間的一般配合力效應為正向效應，兩者之間差異不顯著，其余親本則為負向效應。鄭2441、SN01-24和濟麥20的粉質質量指數的一般效應值為正向效應，且三者之間差異不顯著，其余親本為負向效應。綜合上述，如果選擇優質強筋的小麥時，鄭2441和濟麥20這2個親本的一般配合力較好，可以顯著提高后代的面團粉質參數。

表5為6個親本面團粉質參數GCA效應的相對位次，不同品種間面團粉質參數GCA存在明顯差別，表現最為突出的是鄭2441和濟麥20。其中，鄭2441除形成時間外，其余，參數的GCA效應都是第1位，總體位次也排第1;濟麥20為第2位，兩者面團粉質參數的GCA均較好。鄭麥004的GCA效應較低。

2.4 雜交組合面團粉質參數特殊配合力的效應分析

由表6看出，不同組合同一參數的特殊配合力差異較大。其中，形成時間特殊配合力效應值的變幅為-0.53～1.48，穩定時間為-1.72～3.16，弱化度為-14.84～13.50，粉質質量指數為-17.00～38.53。形成時間特殊配合力表現為正值的組合共有7個，表現為負值的組合有8個，其中，正值較大的組合為鄭2441×濟麥20，負值較大的組合為鄭麥004×濟麥20和周麥16×濟麥20。濟麥20參與的組合正值和負值均較大，雖然其一般配合力具有正向作用，但在一些組合中特殊配合力的負向效應也很明顯，說明某些組合非加性效應占主導作用。在15個組合中，穩定時間表現正值的組合有5個，表現負值的組合有10個。其中，正值較大的組合為鄭2441×濟麥20，負值較大的組合為鄭2441×鄭麥004和鄭2441×百農64。鄭2441參與的組合既有較大的正值又有較大的負值，雖然鄭2441的一般配合力具有正向作用，但在一些組合中特殊配合力的負向效應也很明顯，說明某些組合非加性效應占主導作用。

粉質質量指數表現為正值的組合有6個，正值較大的組合為鄭2441×濟麥20和SN01-24×百農64， 負值較大的組合為鄭2441×鄭麥004和百農64×濟麥20。綜合上述參數的特殊配合力來看， 鄭2441×濟麥20是強優勢組合，且組合中有一般配合力較高的親本。

2.5 面團粉質參數遺傳參數估計

在隨機模型下對6個親本及15個雜交組合的遺傳參數進行估計（表7），4個粉質參數的廣義遺傳力和狹義遺傳力均較高，說明粉質參數的遺傳同時受加性和非加性效應控制;加性方差明顯大于顯性方差，說明主要以加性效應為主。因此，面團粉質性狀適合在育種早期世代進行選擇。而環境方差和總遺傳方差較小，說明粉質參數受環境影響相對較小。

3 討論與結論

親本選配和強優勢組合篩選是雜交育種的關鍵，在小麥品質育種中也尤為重要。本試驗對小麥面團粉質參數進行配合力及遺傳參數估計，結果表明，4個粉質參數的一般配合力方差均達到了顯著或極顯著水平，特殊配合力方差參數也達到了顯著或極顯著水平（弱化度和粉質質量指數除外）;4個粉質參數的廣義遺傳力均較高，均大于79%，且狹義遺傳力也高，另外，加性方差明顯大于顯性方差，表明弱化度和粉質質量指數主要受加性效應影響，而形成時間和穩定時間同時受加性和非加性效應控制，且以加性效應為主。綜合一般配合力和特殊配合力來看，鄭2441×濟麥20是強優勢組合，組合中有一般配合力較高的親本，小麥品種選育時可著重考慮該組合。這與劉建軍等的結果[20-23]基本一致。詹克慧等運用Hayman遺傳效應分析方法對面團粉質特性進行遺傳分析，結果發現穩定時間為加-顯性模型，且為部分顯性，而形成時間、斷裂時間、弱化度存在上位性效應[24]，本研究結果與之存在一定差異， 原因可能是分析方法以及試驗材料等不同造成的。小麥面團粉質參數的遺傳規律需要多年多點的數據進行研究，本試驗僅選用1個環境，今后還需加大研究力度。

參考文獻：

[1]李寧波，王曉曦，于 磊，等. 面團流變學特性及其在食品加工中的應用[J]. 食品科技，2008（8）：35-38.

[2]呂軍倉. 面團流變學及其在面制品中的應用[J]. 糧油加工與食品機械，2006（2）：66-68.

[3]劉建軍，何中虎，趙振東，等. 小麥面條加工品質研究進展[J]. 麥類作物學報，2001，21（2）：81-84.

[4]孫 輝，吳存榮，李 玥，等. 我國小麥標準體系現狀及發展方向[J]. 糧食與飼料工業，2010（4）：13-17.

[5]李蓓蓓，王鳳成，齊兵建，等. 國產小麥粉與酥性餅干品質的相關性研究[J]. 現代面粉工業，2011，25（4）：36-43.

[6]吳同彥，楊 亮，謝令琴，等. 小麥主要農藝性狀配合力分析[J]. 河北農業大學學報，2009，32（5）：12-17.

[7]Dagustu N. Genetic analysis of grain yield per spike and some agronomic traits in diallel crosses of bread wheat （Triticum aestivum L.）[J]. Turkish Journal of Agriculture and Forestry，2008，32（4）：249-258.

[8]Inamullah，Ahmad H，Mohannad F，et al. Diallel analysis of the inheritance pattern of agronomic traits of bread wheat[J]. Pakistan Journal of Botany，2006，38（4）：1169-1175.

[9]王翠玲，高海濤，王書子，等. 冬小麥品質與產量性狀的遺傳分析[J]. 麥類作物學報，2003，23（3）：26-28.

[10]盧 超，高明博，焦小鐘，等. 幾個小麥親本主要農藝性狀的配合力評價及遺傳力分析[J]. 麥類作物學報，2010，30（6）：1023-1028.

[11]Chung O K，Ohm J B，Caley M S，et al. Prediction of baking characteristics of hard winter wheat flours using computer-analyzed? mixogram parameters[J]. Cereal Chemistry，2001，78（4）：493-497.

[12]Zhu J，Huang S，Khan K. Relationship of protein quantity，quality and dough properties with Chinese steamed bread quality[J]. Journal of Cereal Science，2001，33（2）：205-212.

[13]田紀春，胡瑞波，陳建省，等. 小麥粉面團穩定時間的變化及其穩定性分析[J]. 中國農業科學，2005，38（11）：22-29.

[14]余中偉，向長萍. 雙列雜交在作物遺傳育種中的應用[J]. 長江蔬菜，2008（8）：1-4.

[15]袁有祿，張天真，郭旺珍，等. 棉花優異纖維品質性狀的雙列雜交分析[J]. 遺傳學報，2005，32（1）：79-85.

[16]方繼友. 玉米自交系產量性狀和營養成分的配合力及遺傳參數分析[D]. 北京：中國農業大學，2005.

[17]鄭 軼，楊德衛，涂詩航，等. 我國雜交水稻相關性狀配合力、遺傳力研究進展[J]. 福建農業學報，2014，29（9）：926-933.

[18]孔繁玲. 植物數量遺傳學[M]. 北京：中國農業大學出版社，2006.

[19]劉來福，毛盛賢，黃遠樟，等. 作物數量遺傳[M]. 北京：農業出版社，1984.

[20]劉建軍，趙振東，董進英，等. 冬小麥面團流變學特性的雜種優勢和配合力分析[J]. 作物學報，1996，22（5）：577-582.

[21]張 利，田笑明，曹連莆，等. 冬小麥主要品質性狀配合力和雜種優勢研究[J]. 新疆農業科學，2005，42（2）：65-69.

[22]張 利，田笑明，曹連莆，等. 冬小麥面粉品質性狀配合力和雜種優勢研究[J]. 麥類作物學報，2005，25（4）：24-28.

[23]張 利. 冬小麥主要品質性狀和產量性狀雜種優勢及其相關性的研究[D]. 石河子：石河子大學，2005.

[24]詹克慧，王福亭，崔黨群，等. 小麥面粉品質性狀的遺傳分析[J]. 河南農業大學學報，1995，29（4）：348-352.