長江中下游安徽地區部分小麥品種（品系）穗發芽抗性分析

李志坤 時 萍 姜文武 胡鳳靈

（六安市農業科學研究院 安徽六安237010）

小麥穗發芽（Pre-harvest sprouting，PHS）是指小麥收獲之前遇到連續陰雨天氣時籽粒在穗上發芽的現象，這是全世界小麥生產中都要面對的問題之一[1-3]，一旦發生穗發芽，不僅小麥產量降低，而且嚴重影響其品質和種用價值，給農業生產帶來嚴重損失[4]，影響農民生產積極性。長江中下游冬麥區作為我國幾大麥區中降水量較高的麥區之一，小麥穗發芽發生頻繁，嚴重影響糧食生產的安全[5]。因此，選育并推廣抗穗發芽小麥品種，對提升長江中下游小麥生產抗災減災能力，促進小麥生產有重要意義。筆者通過對目前長江中下游推廣的部分小麥品種及新選育的小麥品系材料進行穗發芽抗性評價，旨在為提高長江中下游小麥生產能力提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試小麥材料共70 份（表1），其中目前長江中下游推廣審定（認定）品種39 份，自選品系31 份，以易穗發芽的白皮小麥品種‘鄭麥9023’為抗穗發芽對照。小麥品種和材料由國家小麥產業技術體系六安綜合試驗站及安徽省小麥技術體系六安綜合實驗站提供。供試材料于2019-2020 年種植于六安市農業科學研究院綜合試驗基地，在小麥開花后35～45 d 取樣完成，以小麥籽粒成熟度為標準，每份材料在小麥籽粒成熟時一次性取樣，選取成熟度一致的主莖穗10 個為一次重復，從穗下頸 15～20 cm 處剪取，3 次重復，貼標簽并記錄放入25℃恒溫干燥培養箱中干燥1 周，再放入-20℃冰箱中待用。待材料全部采集完成，分批取出并重新放置于恒溫干燥培養箱中干燥3 d，隨后開始發芽鑒定試驗。

1.2 試驗方法

采用整穗發芽法，將剪取的3 次重復隨機分好，分別于自來水中浸泡4 h，再用0.1%次氯酸鈉溶液消毒5 min，然后在光照培養箱（22℃、100%RH）中培養96 h，隨即在60℃烘箱中烘干。手工剝粒，以籽粒胚部表皮破裂為發芽標準，分別統計每組整穗的總籽粒數和發芽籽粒數。計算整穗發芽率（Germination percentage, GP）。同時，用同樣的方法進行對照樣品的測定。

1.3 數據統計與分析

1.3.1 計算及統計方法

①穗發芽率以“GP”計，數值以“%”表示，按公式（1）計算：

式中：n——10 個主穗發芽籽粒數，以“?！北硎?；N——10 個主穗總籽粒數，以“?！北硎?；計算結果精確到小數點后兩位。

②相對穗發芽指數。相對穗發芽指數以“I”計，數值以“%”表示，按公式（2）計算：

式中：GP1——待檢樣品穗發芽率，以百分數（%）表示；GP2——對照樣品穗發芽率，以百分數（%）表示。

結果以平均穗發芽指數表示，計算結果精確到小數點后兩位。

按照表2 的標準，根據檢測樣品的相對穗發芽指數（I）確定其抗穗發芽性和等級。

表1 長江中下游70 份小麥材料

表2 小麥抗穗發芽性評價標準

1.3.2 數據處理方法 用SPSS 19.0 （SPSS Institute,Inc., Cary, NC, USA） 進行數據統計分析，Ward 法對整穗發芽率（GP）進行聚類比較,利用Excel 2016 進行數據處理和作圖。

2 結果與分析

2.1 供試小麥材料的整穗發芽率聚類分析

運用Ward 法對70 份供試小麥材料的穗發芽率進行重新調整距離聚類合并分析，結果見圖1，所有材料可分為以下3 類。

圖1 供試70 份長江中下游麥區小麥材料的聚類分析

第一類材料包括‘明麥 133’‘WXZ1541’‘隆墾麥1 號’‘揚麥 16’‘揚麥 24’‘揚輻麥 6 號’‘揚輻麥7 號’‘華麥 1028’‘揚麥 15’‘農麥 126’‘揚麥 28’等11 種。該類材料的穗發芽率最低，且全部為紅皮小麥材料，平均穗發芽率為9.80%，變異系數為0.29，說明此類小麥材料的抗穗發芽能力強，抗穗發芽表現穩定，在生產中具有很強得到抗穗發芽特性。

第二類材料包括‘WXZ1225’‘皖科 185’‘揚麥 22’‘ 寧 麥 13’ ‘ 鎮 麥 11’ ‘WXZ0418’ ‘ 皖 麥 606’‘WXZ1548*F’‘WXZ1347’‘WXZ1521*F’‘WXZ1546’‘WXZ0962’ ‘WXZ0418-2’ ‘WXZ1220’ ‘ 蘇 麥 11’‘糯 1019’‘WXZ1605’‘WXZ1671’‘WXZ1503’‘蘇麥 188’‘WXZ1531-3’‘蘇麥 10 號’‘WXZ1634’‘揚麥 20’‘寧麥 26’‘寧麥 21’‘WXZ1633’‘糯 1012’‘國紅 6 號’‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘華麥 7 號’‘揚輻麥 8 號’‘揚麥 27’‘浩麥 1 號’‘WXZ1517*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘ 蘇 隆 128’ ‘WXZ1532’ ‘ 鎮 麥 9 號 ’ ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘鎮麥 168’‘WXZ1531-1’等共 47 種。其中紅皮小麥材料45 種，占95.74%，該類材料的平均穗發芽率較低，為22.30%，變異系數為0.19，說明此類小麥材料的抗穗發芽能力較強，在生產上具有較強的抗穗發芽特性。

第三類材料包括 ‘揚麥13’‘輪選22’‘輪選27’‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 揚 麥 25’ ‘WXZ1224-4’‘WXZ1221’‘億麥 9 號’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘鎮麥12’等種。該類材料穗發芽較為嚴重，，平均穗發芽率達到了40.00%，變異系數為0.11，表明這類材料抗穗發芽能力較差，容易遭受到穗發芽的災害，成熟后期容易受到陰雨天氣的影響，造成產量損失。

2.2 供試小麥材料的抗性等級及籽粒顏色分布

從圖2 可以看出，在供試的70 個長江中下游小麥材料中，小麥穗發芽抗性達到“抗”（R）水平的材料有 18 種，占 25.71%；抗性達到“中抗”（MR）的材料有43 種，占 61.43%；感穗發芽 （S） 材料有 9 種，占12.86%。參試所有材料中紅皮小麥有66 種，穗發芽抗性達到“抗”（R）的18 種材料全部為紅皮小麥。所有參試紅皮小麥材料中穗發芽達到 “中抗”（MR）水平及以上的共有58 種，占紅皮小麥材料總數的87.88%，表明紅皮小麥普遍具有較好的穗發芽抗性。參試的白皮小麥材料共有4 種，其中3 種材料的穗發芽抗性達到“中抗”（MR）水平，但是沒有一種達到“抗”（R）水平。

圖2 70 份小麥材料穗發芽抗性等級及籽粒顏色頻率分布

2.3 供試小麥材料的穗發芽抗性分析

從70 份材料的相對穗發芽指數（表3）來看，品種間差異較大，范圍為0.05～0.54，平均0.27。這些材料中，穗發芽抗性達到抗（R）級別的有‘揚麥28’‘農麥 126’‘華麥 1028’‘揚輻麥 6 號’‘揚輻麥 7 號’‘揚麥 15’‘揚麥 24’‘揚麥 16’‘隆墾麥 1 號’‘明麥 133’‘WXZ1541’‘浩麥 1 號’‘WXZ1547*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘蘇隆 128’‘WXZ1532’‘鎮麥 9 號’，平均相對穗發芽指數為0.14，這些材料中 ‘揚麥28’‘農麥 126’‘華麥 1028’‘揚輻麥 6 號’‘揚輻麥 7 號’表現最好，其相對穗發芽指數均不高于0.10。

穗發芽抗性達到中抗（MR）的有43 份材料，其平均 相 對 穗 發 芽 指 數 為 0.28，其 中 ‘WXZ1619’‘WXZ1521*F’‘WXZ1531-1’‘鎮麥 168’‘國紅 6 號’‘ 寧 麥 21’ ‘WXZ1633’ ‘ 糯 1012’ ‘WXZ1517’‘WXZ1521’‘華麥 7 號’‘WXZ1548*F’‘WXZ1372’‘揚輻麥 8 號’‘揚麥 27’‘揚麥 20’‘寧麥 26’‘蘇麥10 號’‘WXZ1634’等相對穗發芽指數均未超過0.25。需要注意的是 ‘WXZ1605’‘糯 1019’‘輪選 27’‘揚麥13’‘輪選22’這幾種材料相對穗發芽指數均達到或者超過了0.35。

穗發芽抗性為感 （S） 的材料有‘WXZ1504’‘WXZ1315’‘鎮麥 12’‘億麥 9 號’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘WXZ1221’‘揚麥 25’‘WXZ1224-4’，平均相對穗發芽指數達到了0.48，其中‘羅麥10 號’‘揚麥25’這兩個品種的相對穗發芽指數均超過0.48，分別達到 0.49、0.54。

3 結果與討論

小麥穗發芽是一個復雜過程，受多基因控制，同時受環境影響較大。本研究通過整穗發芽法對長江中下游70 份材料進行穗發芽抗性特征評定，表明，目前長江中下游推廣的品種（品系）整體穗發芽抗性較好，穗發芽抗性品種較多。參試的材料中，抗性達到中抗及以上的有61 種，占全部參試材料的91.43%。這可能與本次參試材料大多數為紅粒小麥，而紅粒小麥品種普遍休眠期較長，較耐穗發芽有關[6-7]。但本次試驗也發現了一些抗性較差的材料，如：‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 鎮 麥 12’ ‘ 億 麥 9 號 ’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘WXZ1221’‘揚麥 25’‘WXZ1224-4’等。這說明目前長江中下游小麥品種（品系）間抗穗發芽能力仍有較大差異。

表3 70 份小麥材料的相對穗發芽指數及抗性等級

通過聚類分析可知，‘明麥 133’‘WXZ1541’‘隆墾麥1 號’‘揚麥 16’‘揚麥 24’‘揚輻麥 6 號’‘揚輻麥7 號’‘華麥 1028’‘揚麥 15’‘農麥 126’‘揚麥 28’等11 種品種（品系）抗穗發芽能力最好。而對各品種（品系）的相對穗發芽指數進行分析可得到，‘浩麥1 號’‘WXZ1547*F’‘皖西麥 0638’‘WXZ1529’‘蘇隆 128’‘WXZ1532’‘鎮麥 9 號’等 7 個材料得到穗發芽抗性也較好，達到了抗（R）級別。這些品種的抗穗發芽能力較強，穗發芽風險較小，在生產上及新品種的選育過程中應該著重注意對這些材料的推廣及使用。

穗發芽抗性等級未達到中抗（MR）的材料包括‘WXZ1504’ ‘WXZ1315’ ‘ 鎮 麥 12’ ‘ 億 麥 9 號 ’‘WXZ1508*F’‘羅麥 10 號’‘WXZ1221’‘揚麥 25’‘WXZ1224-4’等 9 種，此外通過聚類分析可知，‘揚麥13’‘輪選22’‘輪選27’等3 種材料的抗穗發芽能力也較差，整穗發芽率偏高。表明這些材料易受到穗發芽災害的影響，在新品種的選育種過程中應注意規避這些材料，同時在生產上注意在小麥成熟后期及時搶收，減少陰雨天氣的影響，從而避免因穗發芽造成的減產，保證小麥的產量和品質[8-9]。