全 文 ：麦类作物学报 　2010 , 30(4):741-744
Journa l of T riticeae Crops
波兰小麦对普通小麦部分品质指标的改良作用
＊
王永朋 ,奚亚军 , 王竹林 , 陈朝儒 , 杨进军 , 刘曙东
(西北农林科技大学农学院 ,陕西杨凌 712100)
摘 　要:为了探讨波兰小麦对普通小麦品质指标的改良作用 ,测定了波兰小麦×中 13 杂交后代 41 个株系的
蛋白质含量 、沉降值及面筋含量。结果表明 ,杂交后代株系平均蛋白质含量 、沉降值 、干面筋含量和湿面筋含量都显
著高于普通小麦亲本中 13。杂交后代株系的蛋白质含量平均值与优质对照品种小偃6 号间没有显著差异 ,而且有 5
个株系还高于对照 ,但杂交后代株系的平均沉降值和平均湿面筋含量没有达到小偃 6号的水平。BC1 自交后代株系
与 BC2 自交后代株系间的平均蛋白质含量和平均干 、湿面筋含量没有显著性差异。这些结果表明 ,波兰小麦对普通
小麦蛋白质含量 、沉降值和面筋含量具有显著改良作用。
关键词:普通小麦;波兰小麦;蛋白质含量;面筋含量;沉降值
中图分类号:S512.1;S331　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1009-1041(2010)04-0741-04
Study on the Quality Improvement of Triticum
polonicum L.to Triticum aestivum L.
WANG Yong-peng , XI Ya-jun , WANG Zhu-lin , CHEN Chao-ru , YANG Jin-jun , LIU Shu-dong
(College of Agronomy , Northw est A &F Univeri sty , Yangling , Shaan xi 712100 , China)
Abstract:To invest igate the ef fects o f Tri ticum polonicurm L .on the quality improvement of common
wheat , the protein content , sedimentation and gluten content among 41 st rains derived f rom the cross of
Tri ticum polonicurm L.×Trit icum aest ivum L.Zhong 13 we re analy zed.The results show ed that the
ave rage protein content , sedimentation and glutens content o f st rains w ere all notably g reater than that of
zhong 13.The average protein content of st rains w as no t signif icant ly dif ferent w i th the CK Xiaoyan 6 ,
and there w ere 5 strains w ith higher protein contents than that o f CK .However , the average
sedimenta tion and gluten content of st rains w ere no tably low er than that o f Xiaoyan 6.There w as no
significant dif ference betw een BC1 F strains and BC2F strains in average pro tein content and g luten content.
These results indicated that Tri ticum polonicurm L .had very obvious role fo r improving the protein
content , sedimentat ion and g lutens content o f common wheats.
Key words:Trit icum aest ivum ;Tri ticum polonicum ;Pro tein content;Gluten content;sedimentat ion
　　近年来 ,我国在小麦品质性状遗传改良方面取
得明显进展 ,已培育出一批品质较好的小麦品种在
生产上应用 , 但在数量和质量上还不能满足要
求[ 1-2] ,因此小麦品质育种依然是今后育种工作的重
要方向 。蛋白质含量是衡量小麦品质的重要指标[ 3] ;
面筋含量与小麦面粉的加工品质和营养品质关系密
切 ,在食品加工中占有重要位置 ,是衡量小麦加工品
质的重要指标之一[ 4] ;沉降值与小麦的烘烤品质密
切相关 ,也是评价小麦加工品质的主要指标。
波兰小麦(Trit icum polonicum L.,2n =4x =
28 ,AABB)属四倍体小麦裸粒栽培种 ,主要分布于
地中海沿岸和埃塞俄比亚[ 5-6] 。波兰小麦具有穗大 、
粒大 、品质好等优良性状 ,蛋白质含量高达 18%以
上[ 7] ,是小麦品种改良的重要遗传资源 。四川农业大
学早在 1969年就用普通小麦 NP824与阿夫(Funo)
的杂种后代和波兰小麦杂交育成了矮秆大粒的
NPFP 系统的普通小麦品种[ 8] 。前苏联曾用波兰小
麦与硬粒小麦品种 Wapk 和野生黑麦的杂种杂交 ,
＊收稿日期:2009-12-14　　　修回日期:2010-02-20
基金项目:唐仲英育种基金项目。
作者简介:王永朋(1982-),男 ,在读硕士 ,主要研究方向为作物遗传育种。E-mai l:zam20024232@y ahoo.com .cn
通讯作者:刘曙东(1958-),男 ,教授 ,主要从事作物遗传育种研究。E-mai l:lin shd325@163.com
育成一个硬粒小麦品种[ 9] 。墨西哥国际玉米小麦改
良中心(CIMMY T)选育的产量高达 18 t·hm-2 的
小麦新品种 , 其分蘖力强的特性就来自波兰小
麦[ 10] 。Germanov[ 11] 曾将波兰小麦应用于育种中 ,
以提高杂交后代的千粒重 。袁虹霞等[ 12] 的研究表
明 ,波兰小麦材料对小麦纹枯病表现高抗 ,认为通过
远缘杂交或转基因工程 ,可以将波兰小麦的抗纹枯
病基因导入普通小麦 ,从而培育出纹枯病抗性较强
的小麦品种。Rodriguez等[ 13] 分析了波兰小麦的蜡
质蛋白和直链淀粉的成分 ,发现波兰小麦和硬粒小
麦的直链淀粉的成分比栽培二粒小麦高 ,因而可作
为改良普通小麦淀粉特性的优良亲本。
综上所述 ,关于波兰小麦育种的研究 ,对波兰小
麦本身遗传多样性 、蛋白质的研究报道较多 ,而对于
波兰小麦用于改良普通小麦品质的报道却很少 。因
此 ,本研究将波兰小麦与普通小麦中 13杂交选育得
到 41份后代株系 ,通过检测这些后代株系的蛋白质
含量 、面筋含量和沉降值等重要品质指标 ,探讨波兰
小麦对普通小麦品质的改良效应 ,以期为进一步利
用这些中间材料选育高产 、优质小麦新品种提供依
据。
1　材料与方法
1.1　材料
波兰小麦×普通小麦中13的F1再与中13回交
得到 BC1 ,BC1 中选株连续自交 5代 ,获得 BC1 F6 株
系 11份;另外 ,BC1 中选株继续与中 13 回交得到
BC2 ,然后在 BC2 中选株连续自交 5 代 ,获得 BC2F 6
株系 30份 。以优质小麦品种小偃 6 号为对照 ,加上
亲本中 13和波兰小麦共 44份试验材料 。
1.2　田间种植
2008年 10月 8日将上述试验材料播种于陕西
杨凌西北农林科技大学试验农场 ,人工开沟点播 ,2
行区 ,行长1 m ,行距25 cm ,株距6 cm , 2次重复 ,管
理同大田。2009年 6月 2日收获 ,种子脱粒 、干燥备
用。
1.3　品质指标测定
用 0.5 mm 孔筛的瑞典 Tecato r公司生产的旋
风磨(1093型)直接磨粉 ,蛋白质含量采用瑞典波通
DA7200型近红外测定仪测定[ 14] ;SDS 沉降值采用
GB/ T15685-1995 方 法 测 定;面 筋 含 量 采 用
GB/ T14608-1993手洗法进行测定 ,均重复 3次 。
1.4　数据统计
蛋白质 、湿面筋和干面筋含量先经反正弦转换 ,
沉降值直接用原始数据分析。利用 DPS7.05版分析
软件[ 15] 对数据进行显著性统计分析 。
2　结果与分析
2.1　后代株系的蛋白质含量
供试材料蛋白质含量测定结果列于表 1 。统计
分析表明 ,波兰小麦×中13的杂交后代株系间蛋白
质含量的差异达到了极显著水平 ,变幅为 11.8% ～
表 1　供试材料的蛋白质含量 、面筋含量和沉降值
Table 1　Protein content、sedimentation and
gluten content of the tested materials
材料
Material s
蛋白质
含量
Protein
content / %
沉降值
14%湿基
Sedimentat ion
/mL
湿面筋
Wet
gluten
con tent /%
干面筋
Dry glu ten
content / %
BC1F6-1 14.4 26.7 33.3 11.0
BC1 F6-2 15.5 27.0 35.8 11.9
BC1F6-3 14.7 23.1 34.5 11.2
BC1F6-4 14.3 23.9 32.0 10.6
BC1F6-5 13.8 21.1 33.6 10.5
BC1F6-6 13.4 27.2 30.4 10.0
BC1F6-7 11.8 28.0 25.2 8.9
BC1F6-8 15.0 33.5 33.3 10.7
BC1F6-9 15.0 29.2 33.9 11.2
BC1F6-10 14.6 25.2 31.2 10.2
BC1F6-11 14.5 24.4 33.7 10.6
BC2F6-1 15.3 40.2 35.6 11.4
BC2F6-2 15.5 28.2 36.5 12.2
BC2F6-3 14.4 27.2 34.8 11.5
BC2F6-4 13.8 23.7 32.7 10.6
BC2F6-5 13.8 15.1 30.6 9.8
BC2F6-6 13.7 21.1 30.1 9.6
BC2F6-7 14.5 28.2 30.2 9.5
BC2F6-8 13.8 24.0 36.2 11.1
BC2F6-9 14.3 23.2 31.5 9.9
BC2F6-10 14.3 28.3 31.7 10.0
BC2F6-11 13.8 23.2 31.7 9.9
BC2F6-12 13.3 23.0 29.1 9.5
BC2F6-13 13.5 22.0 28.7 9.3
BC2F6-14 13.4 16.2 28.3 9.2
BC2F6-15 14.5 25.2 32.5 10.4
BC2F6-16 13.7 23.1 30.4 9.6
BC2F6-17 13.6 22.2 30.1 9.9
BC2F6-18 14.4 25.2 34.1 11.4
BC2F6-19 14.3 25.5 34.0 10.1
BC2F6-20 13.4 22.2 30.4 10.1
BC2F6-21 13.8 23.1 31.2 11.1
BC2F6-22 13.5 27.2 31.6 10.0
BC2F6-23 13.7 22.2 31.6 10.1
BC2F6-24 14.8 30.5 34.5 11.0
BC2F6-25 14.4 18.9 29.9 9.9
BC2F6-26 14.2 30.7 33.6 11.1
BC2F6-27 14.5 28.2 35.0 11.4
BC2F6-28 14.8 29.2 34.1 10.9
BC2F6-29 14.0 23.4 32.3 10.2
BC2F6-30 14.5 20.1 31.7 10.4
小偃 6号 14.8b 53.7a 37.6b 11.6b
波兰小麦 18.4a 11.1d 38.9a 13.2a
中 13 10.6c 23.4b 24.2d 9.1c
中亲值 14.5b 17.3c 31.5c 11.1b
同列数据后不同字母表示差异达 0.05显著水平。
Dif ferent let ters in the sam e column mean dif ference signifi cant
at 0.05 levels , respectively.
·742· 麦 　类 　作 　物 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 30 卷
15.5%,变异系数为 5.00%(表 2),表明杂交后代株
系存在丰富的变异;杂交后代株系平均值显著高于
普通小麦中 13 ,而且所有株系都高于中 13;后代株
系平均值显著低于中亲值(14.5%),但有 7个株系
的蛋白质含量高于中亲值 ,其中最高者 BC1F 6-2 和
BC2F6-2较中亲值高 6.90%;后代株系平均值与对
照小偃 6号间没有显著差异 ,且有 5个株系高于对
照 ,最高者高出 4.73%。上述分析结果表明 ,波兰小
麦能显著提高普通小麦的蛋白质含量 ,利用波兰小
麦与普通小麦杂交能够选育出高蛋白质含量的
后代 。
2.2　后代株系的沉降值
供试材料的沉降值变异极为丰富 ,变幅为 15.1
～ 40.2 mL ,变异系数为 18.00%(表 2)。统计分析
表明 ,波兰小麦×中13的杂交后代沉降值株系间差
异达到了极显著水平。杂交后代株系平均值极显著
地高于波兰小麦 ,显著高于普通小麦中 13 ,而且 24
个株系高于中 13 ,表现出超亲遗传;后代株系平均
值显著高于中亲值(17.3 mL),其中 39 个株系的沉
降值高于中亲值 , 最高者 BC2F 6-1 较中亲值高出
190%;但均没有达到优质对照品种小偃 6号的水
平 。上述结果表明 ,虽然波兰小麦本身的沉降值较
低 ,但与普通小麦杂交后往往表现出超亲遗传 , 因
此 ,利用波兰小麦改良普通小麦时 ,不会降低后代的
沉降值 ,还有可能选育出高沉降值的后代 。
2.3　后代株系的面筋含量
供试材料湿面筋和干面筋含量测定结果列于表
1。统计分析表明 ,波兰小麦×中 13的杂交后代株系
间湿面筋含量差异水平达到极显著 ,变幅为25.2%
～ 36.5%,变异系数为7.00%(表2),表明杂交后代
株系湿面筋含量存在丰富的变异;杂交后代株系平
均值显著高于普通小麦中 13 ,而且所有株系都高于
中 13;后代株系湿面筋含量平均值显著高于中亲值
(31.5%),并有 26个株系的湿面筋含量高于中亲
值 ,其中最高者BC2F 6-2较中亲值高 4.00%,说明波
兰小麦能显著提高普通小麦的湿面筋含量 ,利用波
兰小麦与普通小麦杂交能够选育出高湿面筋含量的
后代。
表 2　供试材料品质性状的变异
Table 2　Variance of 4 Characters in strains from the cross of T.polonicum L.×Zhong 13
性状 　Character 后代株系平均值
Average
中亲值
Mid-parent value
变幅
Range
极差
Range
变异系数
Variation
coef fi cient %
蛋白质含量 　Protein conten t / % 14.20b ＊＊ 14.50 11.80 ～ 15.50 3.70 0.05
沉淀值 　Sedimen tation /mL 24.58b ＊＊ 17.30 16.20 ～ 40.20 24.00 0.18
湿面筋 　Wet glu ten conten t / % 32.22c＊＊ 31.50 25.20 ～ 36.50 11.30 0.07
干面筋 　Dry gluten content / % 10.99b ＊＊ 11.10 8.90 ～ 12.20 3.30 0.07
＊＊表示差异达极显著水平。　　＊＊ reference dif ference signi fican t at 0.01 level.
表 3　两种株系品质性状的比较
Table 3　Comparison between BC1F strains and BC2F strains
材料
Materials
性状 　Character 平均值
Average
变幅
Range
极差
Range
变异系数
Variation
coef f icient / %
BC1 株系 蛋白质 　Protein conten t / % 14.27 11.80 ～ 15.50 3.70 0.07
S t rains of BC1 湿面筋 　Wet glu ten conten t / % 32.45 25.20 ～ 35.75 10.55 0.09
干面筋 　Dry glu ten content / % 10.62 8.90 ～ 11.85 2.85 0.08
BC2 株系 蛋白质 　Protein conten t / % 14.12 13.30-15.50 2.20 0.04
S t rains of BC2 湿面筋 　Wet glu ten conten t / % 32.16 28.30 ～ 36.50 8.20 0.07
干面筋 　Dry glu ten content / % 10.37 9.20 ～ 12.20 3.00 0.07
　　波兰小麦×中 13的杂交后代株系间干面筋含
量差异达到极显著水平 ,变幅为8.9%～ 12.2%,变
异系数为 7.00%(表 2),表明杂交后代株系存在丰
富变异;杂交后代株系平均值显著高于普通小麦中
13 ,而且除 BC1F6-7干面筋含量略低于普通小麦亲
本中 13外 ,其余株系均高于中 13;后代株系的平均
值显著低于中亲值(11.10%),但有 8个株系的干面
筋含量高于中亲值 ,其中 ,最高者 BC2F 6-2较中亲值
高出 1.10%;后代株系平均值与优质对照品种小偃
6号没有显著差异 ,且有 2个株系高于对照。上述结
果表明 ,波兰小麦能显著提高普通小麦的干面筋含
量 ,利用波兰小麦与普通小麦杂交能够选育出高干
面筋含量的后代。
2.4　BC1 自交后代和 BC2 自交后代株系的比较
由表 3可知 , BC1 自交后代株系和 BC2 自交后
代株系相比较 , BC1 自交后代株系平均蛋白质含量
·743·第 4 期 　　　　　　　　　　　　王永朋等:波兰小麦对普通小麦部分品质指标的改良作用
与 BC2 自交后代株系平均值没有显著差异 , 平均干
湿面筋含量也没有显著差异 。说明回交一代与回交
两代对蛋白质含量 、面筋含量影响不大。但是 ,在选
育过程中可以适当增加与普通小麦亲本的回交代
数 ,以便克服波兰小麦带来的其他不良性状。从表 3
可知 ,BC1 株系蛋白质含量和湿面筋含量的极差大
于 BC2 株系;BC1 自交后代株系蛋白质和面筋含量
的变异系数大于 BC2 自交后代株系 ,说明 BC1 自交
后代株系的蛋白质含量 、面筋含量变异更加丰富。
3　讨 论
前人曾将野生二粒小麦与普通小麦或硬粒小麦
杂交 、回交 ,获得了品质指标高于普通小麦亲本的稳
定后代[ 16-18] 。本研究也得到类似结果。本研究结果表
明 ,波兰小麦与普通小麦的杂交后代株系其蛋白质
和面筋含量显著高于普通小麦亲本 ,部分株系能赶
上甚至超过优质对照品种小偃 6 号。结合前人研究
和本研究结果 ,说明利用波兰小麦改良普通小麦部
分品质指标是完全可行的 ,特别是可以明显提高普
通小麦的蛋白质含量 。虽然波兰小麦的沉降值偏低 ,
但与普通小麦杂交的后代往往表现出超亲遗传 ,因
此 ,再利用波兰小麦改良普通小麦时不必担心会降
低沉降值 ,反而会由于超亲遗传可能选育出高沉降
值后代。至于为什么波兰小麦与普通小麦杂交后沉
降值表现出超亲遗传 ,尚需进一步研究 。
根据BC1自交后代株系和 BC2自交后代株系的
比较分析结果 ,BC1 自交后代株系的平均蛋白质含
量和干 、湿面筋含量与 BC2 自交后代株系没有显著
性差异。但由于波兰小麦其它农艺性状较差 ,如植株
高大不抗倒伏 ,极度晚熟以及波兰小麦与普通小麦
的杂交后代表现为高度不育 ,性状难以稳定等 ,因此
在波兰小麦与普通小麦的杂交后代选育过程中可以
适当增加与普通小麦亲本回交代数 ,以加速育性恢
复正常和普通小麦优良性状的导入 。
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·744· 麦 　类 　作 　物 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 30 卷