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云南小麦籽粒硬度分布研究



全 文 :第 22卷 第 4期               云南农业大学学报        Vo l. 22 No.4
2007年 7月            Journa l o fYunnanA griculturalUniversity      Ju.l 2007
 收稿日期:2006 - 09 - 26    修回日期:2006 - 11 -21
*基金项目:云南省自然基金(2003C0027Q);国家自然科学基金(30460067);云南省 “十一五”科技攻关项目;内蒙古
农业大学博士启动基金项目(K12619)。   **通讯作者
 作者简介:刘丽(1974 -), 女 ,博士生 , 主要从事小麦遗传育种研究。
云南小麦籽粒硬度分布研究*
刘 丽 1 ,于亚雄 1** ,郭世华2 ,胡银星 1 ,杨金华1 ,程 耿 1
(1. 云南省农业科学研究院粮食作物研究所 ,云南 昆明 650205;
2. 内蒙古农业大学农学院 ,内蒙古 呼和浩特 010019)
摘要:硬度是小麦重要的品质性状之一 , 主要影响磨粉品质和食品加工品质。研究用云南省各地州有代表性的
大面积主推品种 39份调查了云南省小麦品种的籽粒硬度分布 ,结果表明云南省小麦籽粒硬度变化范围大 , 表现
为硬质麦 、软质麦和混合类型小麦共存 ,其中中等偏硬的小麦品种最普遍 , 占 53.8%;中等偏软的比例最低 , 为
7. 7%;极端类型软质麦的比例较高 , 为 17. 9%。此外 , 云南省自育小麦品种的籽粒硬度与国内外品种差距不大。
关键词:小麦;籽粒硬度;分布
中图分类号:S 512. 1.01  文献标识码:A  文章编号:1004 - 390X(2007)04 - 0471 -04
D istribution ofKernelHardness in YunnanWheat
LIU Li
1 , YU Ya-x iong1 , GUO Shi-hua2 , HU Y in-x ing1 , YANG J in-hua1 , CHENG Geng1
(1. C rop Research Institute, Yunnan A cademy of Ag ricu ltura l Sciences, Kunm ing 650205, Ch ina;
2. Ag ricultural Co llege, Inne rmog lia Agriculture University, H uhho t 010019, Ch ina)
Abstract:K ernel hardnessw as one o f themost impo rtant charactersw ith a profound influence onm ill-
ing performance and end-use quality of common whea.t To ta lly, 39 lead ing commerc ial cu ltivars w ere
used to investiga te the d istribu tion of kernel hardness in Yunnan p rovince. Resu lts ind ica ted thatYun-
nan wheatw as a m ixed population in term s o f hardness, rang ing from very so ft to ve ry hard. Harde r
type p redom inated in Yunnan whea tw ith frequencies o f 53.8%, and very soft type w as found in h igh
proportion (17.9%), as we l.l Whereas softer type w as the least frequent(7.7%). The ke rne l hard-
ness of cu ltivars bred by Yunnan province w as compa ra tive w ith cultivars screened by o ther provinces
and o ther countries.
Key words:common whea t;kernel hardness;distribu tion
  硬度是小麦分类的重要指标 ,决定着小麦的价
格和最终用途。它不仅直接影响磨粉能耗 、润麦加
水量 、出粉率 、颗粒度 ,也决定着淀粉破损程度 ,淀
粉破损程度对小麦烘烤品质有重要决定作用。此
外硬度对面粉白度和灰分也有一定的影响[ 1 ~ 3] 。
根据其胚乳质地不同 ,常把普通小麦分成软质麦 、
硬质麦和混合麦 3种类型。一般而言 ,硬度较高的
硬质小麦适于制做面包和中国面条 ,而硬度较低的
软质小麦适于制做饼干和糕点 [ 4] 。研究表明 ,籽
粒硬度由一个主效基因 (Ha)和一些微效基因控
制[ 5] 。H a编码一个 15KD的蛋白复合体 friabillin,
此复合体位于糊粉层 ,由两个蛋白多肽 pu ro indo-
line a(Pin a)和 puroindo line b(Pin b)按 1∶1比例
组成 [ 6] 。MART IN等研究了 Pina和 Pinb基因不同
变异类型对磨粉品质和面包品质的影响 ,结果表明
P inb系出粉率和磨粉评分较高 ,面包体积较大 ,灰
份较低 ,面包结构较差[ 7] 。
中国国标(GB1351 - 1999)将角质率规定为小
DOI牶牨牥牣牨牰牪牨牨牤j牣issn牣牨牥牥牬牠牫牴牥x牗n牘牣牪牥牥牱牣牥牬牣牥牨牭
麦籽粒软硬程度的评价标准 ,国内小麦育种 、品种
审定和粮库验粮都使用这种方法 ,忽视了环境条件
对角质率的影响 ,混淆了角质与硬度的区别。目
前 ,籽粒硬度成为制约中国发展优质专用面包小麦
的重要因素 ,如中优 9507,京 9428和内乡 188等优
质小麦品种的蛋白质含量和面筋强度皆达一级面
包小麦水平 ,但由于籽粒硬度偏低进而降低了其加
工品质和商业价值。国内对籽粒硬度的分布 、硬度
与品质的关系 、硬度的遗传特性和基因克隆等方面
进行了较多研究 [ 2, 8 ~ 11] ,但云南省对小麦籽粒硬度
的研究较少 ,目前大面积推广品种的籽粒硬度分布
尚不清楚。本研究旨在用云南省各地州大面积推
广的主栽小麦品种 39份 ,研究云南小麦籽粒硬度
的分布 ,为提高云南省小麦品质 、加快品质育种进
程提供理论依据 。
1 材料与方法
1.1 材料
收集云南省各地州有代表性的大面积主推品
种 39份 ,其中 25份为云南省自育品种 , 10份为省
外引进品种 , 4份为国际玉米小麦改良中心 (C IM-
MYT)引进品种。于 2004 ~ 2005年度种植在云南
省农业科学研究院粮食作物所试验田 , 2次重复 ,
行长 1m , 2行区 ,田间管理按常规方法进行 。
1.2 籽粒硬度测定
将小麦样品置于同一条件下放置 3 d,水分控
制在 11% ~ 13%之间。采用瑞典 PERTEN公司生
产的 4100型单籽粒硬度仪 (Sing le kerne l charac te r-
ization sy stem , SKCS)测定小麦籽粒硬度 。每个样
品测试结果均为 300粒的平均值。测定结果小于
40多为软质麦 ,大于 60多为硬质麦 ,介于二者中
间多为混合麦。
籽粒硬度测定在国家小麦改良中心完成 。
1.3 数据分析
用 SAS8e统计软件进行基本统计量分析和差
异显著性比较。
2 结果与分析
2.1 籽粒硬度分析
用单籽粒硬度仪测定各品种的硬度 ,结果如表
1所示。对参试品种进行基本统计量分析 ,结果表
明云南省大面积主推品种的籽粒硬度平均值为
56,变幅 10 ~ 78,变异系数为 40,说明云南省小麦
的籽粒硬度存在丰富的遗传变异。从表 1可以看
出 ,在云南省各地州有代表性的大面积主推品种
中 ,硬质麦占主导地位 ,为 27份 。其次是软质麦 ,
为 10份 ,混合麦类型最少 ,仅为 2份 。说明云南省
小麦生产上既具有适于制做面包的硬质小麦 ,同时
也具有发展糕点 、饼干等所需的硬度值较低的软
质麦 。
表 1 参试品种 SKCS硬度值和频率分布
Tab. 1 SKCS ha rdness and frequence d istribution o f Yunnan whea ts
品种
cult ivar
供种单位
origin
硬度值
hardn ess
分类
classif i cation
频率分布 /%
f requency d istribu tion
91E001
云南省弥渡县良种场
Seed P ropagation S tat ion, M idu C ity of Yunnan Prov ince 72 HARD 02 - 03 - 14 - 81 - 01
04 -8
云南省农业科学研究院粮食作物研究所
C rop Research Institute, Yunnan Academy ofAgricu ltura lS cien ces 66 HARD 00 - 07 - 20 - 73 - 01
04 -9
云南省农业科学研究院粮食作物研究所
C rop Research Institute, Yunnan Academy ofAgricu ltura lS cien ces 68 M IXED 09 - 02 - 11 - 78 - 03
E33
云南省弥渡县农业局
Agricultura lBu reau, M idu C i ty of Yunnan Province 74 HARD 00 - 01 - 15 - 84 - 01
R101 四川农业大学 S ichuan Agricu ltura lUniversity 78 HARD 00 - 00 - 11 - 89 - 01
R25 四川农业大学 S ichuan Agricu ltura lUniversity 55 HARD 08 - 20 - 34 - 38 - 02
R59 四川农业大学 S ichuan Agricu ltura lUniversity 55 HARD 10 - 21 - 28 - 41 - 02
S001 云南种子公司 S eed C om pany of Yunn an Province 10 SOFT 92 - 06 - 01 - 01 - 05
SW3243
四川省农业科学研究院粮食作物研究所
C rop Research In stitu te, S ichuan A cadem y ofAg ricu ltu ral Sciences 19 SOFT 85 - 09 - 03 - 03 - 05
楚麦 6号 Chum ai 6 云南省楚雄州农业科学研究所
Agricu lturalS cien ces In stitu te, Chuxiong S tate of Yunnan Province 20 SOFT 83 - 12 - 03 - 02 - 05
472 云南农业大学学报               第 22卷
(续表 1)
品种
cult ivar
供种单位
origin
硬度值
hardn ess
分类
classif i-cation
频率分布 /%
frequen cyd istribut ion
川麦 24 chuanm ai 24 四川省农业科学研究院粮食作物研究所
C rop Research In stitu te, S ichuan A cadem y ofAg ricu ltu ral Sciences 20 SOFT 85 - 11 - 03 - 01 - 05
德麦 4号 Dem ai 4 云南省德宏州农业科学研究所
Agricu ltural S cien ces In stitu te, Dehong S tate of Yunnan Province 16 SOFT 85 - 10 - 04 - 01 - 05
繁 19 Fan 19 四川省雅安地区农业科学研究所
Agricu lturalS cien ces In stitute, Yaan Region of S ichuan Prov ince 27 SOFT 68 - 25 - 05 - 02 - 05
凤麦 24 Fengm ai 24 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 27 SOFT 69 - 24 - 05 - 02 - 05
凤麦 27 Fengm ai 27 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 20 SOFT 85 - 11 - 02 - 02 - 05
凤麦 29 Fengm ai 29 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 59 HARD 06 - 16 - 28 - 50 - 02
凤麦 30 Fengm ai 30 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 71 HARD 01 - 03 - 17 - 79 - 01
凤麦 32 Fengm ai 32 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 78 HARD 00 - 01 - 05 - 94 - 01
凤麦 33 Fengm ai 33 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 76 HARD 00 - 02 - 09 - 89 - 01
凤麦 34 Fengm ai 34 云南省大理州农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Dali S tate of Yunnan Province 63 HARD 01 - 08 - 33 - 58 - 01
淮麦 17H uaim ai 17 江苏省徐淮地区淮阴农业科学研究所
Agricu ltural S ciences Ins titu te, H uaiy in Region of Jiangsu Province 62 HARD 03 - 14 - 32 - 51 - 01
靖麦 7号 J ingm ai 7 云南省曲靖市农业科学研究所
Agricu ltu ral Sciences Insti tu te, Qu jing C ity ofYunnan Province 72 HARD 05 - 04 - 13 - 78 - 01
靖麦 8号 J ingm ai 8 云南省曲靖市农业科学研究所
Agricu ltu ral Sciences Insti tu te, Qu jing C ity ofYunnan Province 77 HARD 00 - 00 - 07 - 93 - 01
靖麦 9号 J ingm ai 9 云南省曲靖市农业科学研究所
Agricu ltu ral Sciences Insti tu te, Qu jing C ity ofYunnan Province 77 HARD 00 - 02 - 11 - 87 - 01
靖麦 10号 J ingm ai 10 云南省曲靖市农业科学研究所
Agricu ltu ral Sciences Insti tu te, Qu jing C ity ofYunnan Province 75 HARD 01 - 03 - 11 - 85 - 01
靖麦 11号 J ingm ai 11 云南省曲靖市农业科学研究所
Agricu ltu ral Sciences Insti tu te, Qu jing C ity ofYunnan Province 73 HARD 00 - 01 - 16 - 83 - 01
辽春 10号 L iaochun 10 辽宁省农业科学研究院粮食作物研究所
C rop Research In stitu te, Liaon ing A cadem y ofA gricu ltu ral Sciences 59 HARD 06 - 16 - 29 - 49 - 02
临麦 6号 Linm ai 6 云南省临沧地区农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Lincang Reg ion of Yunnan Province 56 M IXED 11 - 13 - 28 - 48 - 03
临麦 10号 Linm ai 10 云南省临沧地区农业科学研究所
Agricu ltura lS cien ces In stitu te, Lincang Reg ion of Yunnan Province 78 HARD 00 - 01 - 06 - 93 - 01
绵阳 19M ianyang 19 四川省绵阳市农业科学研究所
Agricu ltu ral S ciences Ins titu te, M ianyang C ity of S ichuan P rovin ce 22 SOFT 78 - 18 - 03 - 01 - 05
攀 93 - 1 Pan 93 - 1 四川省攀枝花市农业科学研究所
Agricu ltu ral S ciences Ins titu te, Panzh ihua C i ty of S ichuan P rovin ce 27 SOFT 68 - 25 - 04 - 03 - 05
文麦 3号 W enm ai 3 云南省文山州农业科学研究所
A gricu ltu ral Sciences Insti tu te, W en shan S tate ofYunnan Province 77 HARD 00 - 01 - 09 - 90 - 01
文麦 4号 W enm ai 4 云南省文山州农业科学研究所
A gricu ltu ral Sciences Insti tu te, W en shan S tate ofYunnan Province 62 HARD 03 - 09 - 31 - 57 - 01
文麦 6号 W enm ai 6 云南省文山州农业科学研究所
A gricu ltu ral Sciences Insti tu te, W en shan S tate ofYunnan Province 76 HARD 01 - 02 - 10 - 87 - 01
宜麦 1号 Yimai 1 云南省宜良县种子公司
Seed C om pany, Yiliang C ity ofYunnan P rovin ce 69 HARD 00 - 04 - 17 - 79 - 01
云 3 Yun 3 国际玉米小麦改良中心 C IMMYT 63 HARD 02 - 11 - 26 - 61 - 01
云 4 Yun 4 国际玉米小麦改良中心 C IMMYT 63 HARD 03 - 10 - 27 - 60 - 01
云 5 Yun 5 国际玉米小麦改良中心 C IMMYT 60 HARD 07 - 12 - 25 - 56 - 02
云 6 Yun 6 国际玉米小麦改良中心 C IMMYT 60 HARD 04 - 14 - 30 - 52 - 01
473第 4期           刘 丽:云南小麦籽粒硬度分布研究
2.2 云南小麦品种的硬度分布状况
在单籽粒谷物特性测定系统的研发和校准过
程中 ,校准是根据软质小麦品种的平均硬度 25和
硬质小麦品种的平均硬度 75进行的。最初选择 5
个软质和 5个硬质小麦品种样品作为校准的标准 ,
后来美国国家标准技术研究所 (N IST)监制和分发
了标准参考材料 8411(SRM 8411),波通公司利用
此标准材料开发了 SKCS仪器硬度指数。本试验
按照这一设计标准 ,将供试品种 (系 )进行分组 ,详
见表 2。由表 2可以看出 ,云南省大面积主推小麦
品种的籽粒硬度分布范围广 ,硬度指数从 10 ~ 78
皆有不同程度的分布 。其中中等偏硬品种 (硬度
值 50 ~ 75)的比例最高 ,占 53. 8%,其次是硬质类
型 (硬度在 75 ~ 100)和极端类型 (硬度值大于等于
100或小于 25),分别为 20. 5%和 17. 9%。中等偏
软 (硬度值 25 ~ 50)的比例最低 ,为 7. 7%。在参
试材料中 ,没有硬度值大于 100的极端品种 ,硬度
值小于 25的品种有 7份 , 分别是 S001 (10)、
SW 3243(19)、楚麦 6号(20)、川麦 24(20)、德麦 4
号 (16)、凤麦 27(20)和绵阳 19(22)。
表 2 参试品种的硬度分布
Tab. 2 H ardne ss distr ibu tion o f Yunnan wheats
组类
group
组域值
range
样本数
number
频率 /%
frequency
1 <25 7 17.9
2 25 ~ 50 3 7. 7
3 50 ~ 75 21 53.8
4 75 ~ 100 8 20.5
5 ≥100 0 0. 0
2.3 不同来源品种的籽粒硬度差异显著性比较
  对云南省大面积主推品种中不同来源的小麦
品种进行差异显著性比较 ,结果(图 1)表明云南省
自育小麦品种的籽粒硬度平均值为 62, C IMMYT
品种为 60,四川等省外引进的品种硬度值较低 ,为
42。差异显著性分析显示 ,尽管省外引进品种的硬
度值较低 ,但三者之间的籽粒硬度差异皆未达显著
水平 ,说明云南省自育品种的籽粒硬度与国内外材
料差距不大 。
3 讨论
何中虎等 [ 12]报道 ,中国北方冬麦区应以强筋 、
中筋硬白冬麦为主;东北 、西北等春麦区以中 、强筋
硬红春麦为主;长江中下游 、四川盆地及云贵高原
等麦区 ,气候条件较适合种植软麦 ,应以中弱筋软
麦为主。本研究表明 ,云南省大面积主推品种的籽
粒硬度变异范围广泛 ,大于等于 100或小于 25的
极端类型所占的比例较大 ,为 17. 9%,且皆是硬度
值小于 25的极端类型 ,因此在云南省品质育种中
应充分利用其低纬高原生态环境优势 ,用 S001,楚
麦 6号 ,德麦 4号 ,凤麦 27,绵阳 19和川麦 24等优
质软质麦作为亲本 ,配制杂交组合 ,进一步培育适
于制作糕点和饼干的软质小麦品种并在生产上推
广应用。
云南省自育品种的籽粒硬度值与国内外材料
的硬度值差距不大 ,说明在云南省的小麦品质育种
中 ,籽粒硬度指标并非是云南省小麦品质改良中最
重要的目标性状 ,云南省小麦品质育种的主要目标
任务是加强面筋强度的改良 ,选育籽粒硬度高 、蛋
白质含量高和面筋强度大的强筋型以及籽粒硬度
低 、蛋白质含量低和面筋强度弱的优质面包和软质
小麦品种。结合云南省农业科学研究院粮食作物
研究所已有的研究结果 [ 13] ,在昆明 、德宏和楚雄地
区应进一步推广硬质品种如 R101和靖麦系列 ,而
在保山和大理地区推广软质小麦品种如德麦 4号
和凤麦 27等。
[参考文献 ]
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(下转第 484页 )
474 云南农业大学学报               第 22卷
65℃温浴期间多次剧烈震荡 ,有效地打断 DNA;采
用分级沉淀能够溶解多酚类物质同时沉淀核
酸 [ 10] ;在钠离子浓度为 80 mol /L时 , 0.1倍体积的
无水乙醇能选择沉淀多糖 ,因此 CTAB多级沉淀法
能从月季花瓣中提取高质量的 RNA用于 SSH文
库构建 。总之 , CTAB多级沉淀法是一种从富含次
生代谢产物的植物材料中提取 RNA的廉价而有效
的方法 。
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(上接第 474页)
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484 云南农业大学学报               第 22卷