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小麦面团粉质特性的遗传分析

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于红彩胡铁柱李淦

摘要：以6个不同品质类型的小麦品种为亲本，按GriffingⅡ双列杂交方法配置15个杂交组合，分析研究了面团粉质特性的遗传规律。结果表明，所有面团粉质参数的一般配合力（GCA）方差均达到显著水平，除弱化度和粉质质量指数外，另外2个参数的特殊配合力（SCA）方差也達到显著水平;面团粉质参数的广义和狭义遗传力均较高，加性方差明显大于显性方差，表明弱化度和粉质质量指数主要受加性效应影响，而面团形成时间和稳定时间同时受加性和非加性效应控制，且以加性效应为主。综合来看，郑2441×济麦20属于强优势组合。

关键词：小麦;面团粉质特性;双列杂交;遗传分析

中图分类号：S512.103 ? 文献标志码： A ?文章编号：1002-1302（2019）17-0082-03

面团粉质特性是衡量小麦品质的重要指标之一[1]，与面包、馒头、面条、饼干等加工品质密切相关，其检测指标主要包括吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度和粉质质量指数等[2]。其中，面团稳定时间是评价面包品质最重要的指标之一[3]，与面条的韧性、硬度和粘弹性呈显著正相关，与煮面的外观评价呈显著负相关[4];另外，李蓓蓓等研究表明，吸水率、形成时间、稳定时间与酥性饼干评分呈显著负相关[5]。因此，对面团粉质特性的研究可预测和控制专用粉的品质。鉴于当前我国食品加工专用粉的需求量较大，因此对小麦面团粉质特性的研究显得尤为重要。

迄今，国内外学者已对小麦产量、穗粒数、株高等农艺性状[6-10]以及淀粉含量、面筋含量等品质性状[11-13]的遗传研究做了大量报道，得出很多具有指导意义的结论，但有关小麦面团粉质特性遗传研究报道相对较少，因此亟需对其遗传规律进行深入探讨。

双列杂交一直是进行植物数量性状研究的主要方法之一，该方法主要是通过分析组合材料的特点，进而筛选出符合目标性状的优良亲本组合[14]，在棉花[15]、玉米[16]、水稻[17]等农作物育种上也均有广泛应用。该遗传统计分析方法主要分为2类：一是Griffing的配合力分析法，二是Hayman的遗传效应分析法[18-19]。这2种方法至今仍在广泛应用，并推动着数量性状遗传和育种的深入研究和发展。

本试验选用6个不同品质类型的小麦品种为试验材料，分析研究了面团粉质特性的遗传规律，旨在为小麦品质育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦6个亲本分别为济麦20、SN01-24、百农64、周麦16、郑麦004、郑2441，按GriffingⅡ双列杂交方法配置15个杂交组合。亲本和杂交种F1（共21份材料）于2013—2014年度种植于河南科技学院试验基地（河南省新乡县朗公庙镇），完全随机设计，每份材料种植4行，行长4 m，行距25 cm，每行播种80粒，肥水管理同一般大田。成熟时按组合收获，脱粒，晾晒，常温储藏备用。

1.2 试验方法

1.2.1 磨粉利用实验磨粉机（型号LRMM 8040-3-D，江苏无锡锡粮机械制造有限公司）磨粉，出粉率约为60%。

1.2.2 粉质参数测定利用粉质仪（型号810101，德国布拉本德公司）测定面团形成时间、稳定时间、弱化度、粉质质量指数等粉质参数，每份材料测3次平行。

1.3 数据分析

利用DPS 7.05软件进行数据分析处理，遗传分析参照孔繁玲和刘来福等的方法[18-19]。

2 结果与分析

2.1 亲本及F1面团粉质参数的平均表现

所有粉质参数在6个亲本材料间的差异均达到显著水平。

所有杂交组合的形成时间均介于郑2441和SN01-24之间，稳定时间介于郑2441和郑麦004之间，粉质质量指数介于郑麦004和郑2441之间，主要表现规律为亲本值高，后代值也较高。而弱化度在组合中的数值介于郑麦004和郑2441之间，表现为亲本的值越低其F1的值越低（表2）。整体来看，未发现超亲优势现象。

2.2 亲本及F1面团粉质参数配合力的方差分析

由表3可知，4个粉质参数的一般配合力方差均达到了显著或极显著水平，特殊配合力方差除弱化度和粉质质量指数外，其余参数也达到显著或极显著水平，表明形成时间和稳定时间同时受加性和非加性效应的影响，而弱化度和粉质质量指数主要受加性效应影响。

2.3 面团粉质参数的一般配合力效应分析及亲本评价

基因加性效应用一般配合力来衡量，能够稳定遗传给后代，其一般配合力效应值与性状遗传成正比。一般配合力高的品种（系），将某一性状传递给后代的能力强，所以亲本的一般配合力在育种中有非常重要的意义。

一般配合力在6个亲本中既有正向效应，又有负向效应。同一亲本在不同参数的一般配合力效应差异较大，同一参数不同亲本的一般配合力效应差异也很大（表4）。亲本郑2441、SN01-24和济麦20形成时间的一般配合力效应值表现为正向效应，表明与其组配的后代形成时间可能会长;而郑麦004、百农64和周麦16形成时间表现为负向效应，表明与其组配的后代形成时间可能会短。郑2441和济麦20稳定时间的一般配合力效应为正向效应，两者之间差异不显著，其余亲本则为负向效应。郑2441、SN01-24和济麦20的粉质质量指数的一般效应值为正向效应，且三者之间差异不显著，其余亲本为负向效应。综合上述，如果选择优质强筋的小麦时，郑2441和济麦20这2个亲本的一般配合力较好，可以显著提高后代的面团粉质参数。

表5为6个亲本面团粉质参数GCA效应的相对位次，不同品种间面团粉质参数GCA存在明显差别，表现最为突出的是郑2441和济麦20。其中，郑2441除形成时间外，其余，参数的GCA效应都是第1位，总体位次也排第1;济麦20为第2位，两者面团粉质参数的GCA均较好。郑麦004的GCA效应较低。

2.4 杂交组合面团粉质参数特殊配合力的效应分析

由表6看出，不同组合同一参数的特殊配合力差异较大。其中，形成时间特殊配合力效应值的变幅为-0.53～1.48，稳定时间为-1.72～3.16，弱化度为-14.84～13.50，粉质质量指数为-17.00～38.53。形成时间特殊配合力表现为正值的组合共有7个，表现为负值的组合有8个，其中，正值较大的组合为郑2441×济麦20，负值较大的组合为郑麦004×济麦20和周麦16×济麦20。济麦20参与的组合正值和负值均较大，虽然其一般配合力具有正向作用，但在一些组合中特殊配合力的负向效应也很明显，说明某些组合非加性效应占主导作用。在15个组合中，稳定时间表现正值的组合有5个，表现负值的组合有10个。其中，正值较大的组合为郑2441×济麦20，负值较大的组合为郑2441×郑麦004和郑2441×百农64。郑2441参与的组合既有较大的正值又有较大的负值，虽然郑2441的一般配合力具有正向作用，但在一些组合中特殊配合力的负向效应也很明显，说明某些组合非加性效应占主导作用。

粉质质量指数表现为正值的组合有6个，正值较大的组合为郑2441×济麦20和SN01-24×百农64，负值较大的组合为郑2441×郑麦004和百农64×济麦20。综合上述参数的特殊配合力来看，郑2441×济麦20是强优势组合，且组合中有一般配合力较高的亲本。

2.5 面团粉质参数遗传参数估计

在随机模型下对6个亲本及15个杂交组合的遗传参数进行估计（表7），4个粉质参数的广义遗传力和狭义遗传力均较高，说明粉质参数的遗传同时受加性和非加性效应控制;加性方差明显大于显性方差，说明主要以加性效应为主。因此，面团粉质性状适合在育种早期世代进行选择。而环境方差和总遗传方差较小，说明粉质参数受环境影响相对较小。

3 讨论与结论

亲本选配和强优势组合筛选是杂交育种的关键，在小麦品质育种中也尤为重要。本试验对小麦面团粉质参数进行配合力及遗传参数估计，结果表明，4个粉质参数的一般配合力方差均达到了显著或极显著水平，特殊配合力方差参数也达到了显著或极显著水平（弱化度和粉质质量指数除外）;4个粉质参数的广义遗传力均较高，均大于79%，且狭义遗传力也高，另外，加性方差明显大于显性方差，表明弱化度和粉质质量指数主要受加性效应影响，而形成时间和稳定时间同时受加性和非加性效应控制，且以加性效应为主。综合一般配合力和特殊配合力来看，郑2441×济麦20是强优势组合，组合中有一般配合力较高的亲本，小麦品种选育时可着重考虑该组合。这与刘建军等的结果[20-23]基本一致。詹克慧等运用Hayman遗传效应分析方法对面团粉质特性进行遗传分析，结果发现稳定时间为加-显性模型，且为部分显性，而形成时间、断裂时间、弱化度存在上位性效应[24]，本研究结果与之存在一定差异，原因可能是分析方法以及试验材料等不同造成的。小麦面团粉质参数的遗传规律需要多年多点的数据进行研究，本试验仅选用1个环境，今后还需加大研究力度。

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