选用来自我国春播麦区高、中、低3种筋力类型的9个品种, 于2003和2004年分别种植在内蒙古6个代表性地点, 研究了不同品种在年份和地点间籽粒硬度、蛋白质含量、和面仪参数和淀粉糊化特性等主要品质性状的变化规律。结果表明, 所测品质性状受基因型和地点效应的影响均达极显著水平, 除籽粒蛋白质含量外, 其他品质性状受基因型和地点互作效应的影响达显著或极显著水平。强筋类品种的蛋白质含量、灰分含量、沉降值、和面时间、耐揉性和峰值黏度均较高, 出粉率和稀澥值中等。中筋类品种出粉率、和面时间和耐揉性较高, 灰分含量、峰值黏度和稀澥值较低。弱筋类品种的灰分含量、峰值黏度和稀澥值较高, 籽粒硬度、蛋白质含量、出粉率、沉降值、和面时间、耐揉性低。所有品种品质性状在地点间存在较大差异, 乌海市灰分含量、和面时间和耐揉性高, 籽粒硬度、沉降值、峰值黏度和稀澥值较低。杭锦后旗出粉率高, 蛋白含量和沉降值较低, 其他性状表现中等。呼和浩特市籽粒硬度、蛋白含量、面粉灰分、沉降值、和面时间和耐揉性高, 出粉率、峰值黏度和稀澥值低。赤峰市多数性状表现中等。通辽市籽粒硬度、蛋白质含量、峰值黏度、稀澥值和耐揉性较高, 其他性状表现中等。额尔古纳市蛋白含量和沉降值较高, 和面时间和耐揉性低。初步认为强筋和中筋类品种较适于种植在呼和浩特市与乌海市, 不适于种植在额尔古纳市; 2个弱筋类品种在6个地点均不太适宜种植。
In our previous investigation on grain quality of Chinese spring sown wheat (Triticum aestivum L.), we sampled two sites from Inner Mongolia and got primary result of location effect on grain quality. To map out the regional planning of quality of spring wheat grown in Inner Mongolia, we need to study the effects of genotype, location, and their interaction on wheat quality systematically under different eco-regions. In the present experiment, we used 9 cultivars including strong (4), medium (3), and weak (2) gluten types, to evaluate main wheat quality traits including grain hardness, protein content, mixograph properties and starch pasting parameters. All cultivars were sown at 6 representative locations in Inner Mongolia with completely randomized block design in 2003 and 2004. The results indicated that all of the wheat quality traits tested were significantly influenced by genotype and location effects, and were also significantly affected by genotype by location interaction effect except for grain protein content. The group of cultivars with strong gluten strength was characterized by high protein and ash content, high Zeleny sedimentation value, strong mixograph performance, medium flour yield, and good starch pasting parameters; the group of cultivars with moderate gluten strength was characterized by high flour yield and strong mixograph properties, but low ash content and poor starch pasting quality; while the group of cultivars with weak gluten strength was characterized by high ash content, good starch pasting parameters, but low grain hardness, protein content, flour yield, and sedimentation value, as well as weak mixograph properties. Significant differences for all quality parameters across locations were observed. Samples collected from Wuhai generally showed high ash content, strong mixograph performance, but low grain hardness and sedimentation value, and poor starch pasting parameters. Samples from Hangjinhouqi had high flour yield, medium starch pasting parameters and mixograph properties, but low protein content and sedimentation value. Samples from Hohhot expressed high grain hardness, protein and ash content, sedimentation value, and strong mixograph properties, but poor milling quality and starch pasting parameters; samples from Chifeng had medium values for all the traits; samples from Tongliao had high grain hardness and protein content, good starch pasting parameters, medium to strong mixograph properties, and medium for the other traits. Samples from Eerguna showed high protein content and sedimentation value, but weak mixograph properties. Based on the above information, Hohhot and Wuhai were the most suitable regions while Eerguna was not the suitable region for the production of cultivars with strong or medium strong gluten strength. It also showed that all the 6 locations were not suitable for the production of cultivars with weak gluten strength. The results provided some basic information for wheat breeding as well as quality wheat production zoning in Inner Mongolia.
全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(1): 47−53 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
基金项目: 引进国际先进农业科学技术计划(948计划)重大国际合作项目(2006G2); 内蒙古科技厅科技攻关项目(20010101)
作者简介: 李元清(1959−), 女, 汉族, 山东威海人, 研究员, 从事小麦育种。Tel: 0471-5901077。** 李元清与吴晓华为共同第一作者。
*通讯作者(Corresponding author): 何中虎。Tel: 010-68918547; E-mail: zhhe@public3.bta.net.cn
Received(收稿日期): 2007-03-05; Accepted(接受日期): 2007-07-29.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.00047
基因型、地点及其互作对内蒙古小麦主要品质性状的影响
李元清1, ** 吴晓华1, ** 崔国惠1 张 勇2 张 艳2 于美玲1 王小兵1
何中虎2, 3, * 马文星1
(1内蒙古农牧业科学院作物研究所, 内蒙古呼和浩特 010031; 2中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心, 北京 100081;
3CIMMYT中国办事处, 北京 100081)
摘 要: 选用来自我国春播麦区高、中、低 3 种筋力类型的 9 个品种, 于 2003 和 2004 年分别种植在内蒙古 6 个代
表性地点, 研究了不同品种在年份和地点间籽粒硬度、蛋白质含量、和面仪参数和淀粉糊化特性等主要品质性状的
变化规律。结果表明, 所测品质性状受基因型和地点效应的影响均达极显著水平, 除籽粒蛋白质含量外, 其他品质性
状受基因型和地点互作效应的影响达显著或极显著水平。强筋类品种的蛋白质含量、灰分含量、沉降值、和面时间、
耐揉性和峰值黏度均较高, 澥出粉率和稀 值中等。中筋类品种出粉率、和面时间和耐揉性较高, 灰分含量、峰值黏度
澥和稀 值较低。弱筋类品种的 澥灰分含量、峰值黏度和稀 值较高, 籽粒硬度、蛋白质含量、出粉率、沉降值、和面
时间、耐揉性低。所有品种品质性状在地点间存在较大差异, 乌海市灰分含量、和面时间和耐揉性高, 籽粒硬度、沉
澥降值、峰值黏度和稀 值较低。杭锦后旗出粉率高, 蛋白含量和沉降值较低, 其他性状表现中等。呼和浩特市籽粒硬
度、蛋白含量、面粉灰分、沉降值、和面时间和耐揉性高, 出粉率、峰值黏度和 澥稀 值低。赤峰市多数性状表现中
等。通辽市 澥籽粒硬度、蛋白质含量、峰值黏度、稀 值和耐揉性较高, 其他性状表现中等。额尔古纳市蛋白含量和
沉降值较高, 和面时间和耐揉性低。初步认为强筋和中筋类品种较适于种植在呼和浩特市与乌海市, 不适于种植在额
尔古纳市; 2个弱筋类品种在 6个地点均不太适宜种植。
关键词: 普通小麦; 基因型; 地点; 基因型与地点互作; 品质性状
Effects of Genotype, Location, and Genotype by Location Interaction on
Main Wheat Quality Traits in Inner Mongolia
LI Yuan-Qing1, **, WU Xiao-Hua1, **, CUI Guo-Hui1, ZHANG Yong2, ZHANG Yan2, YU Mei-Ling1,
WANG Xiao-Bin1, HE Zhong-Hu2,3,*, and MA Wen-Xing1
(1 Institute of Crop Research, Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Huhhot 010031, Inner Mongolia;
2 Institute of Crop Sciences/National Wheat Improvement Centre, Chinese Academy of Agricultural Sciences , Beijing 100081; 3 CIMMYT-China
Office, Beijing 100081, China)
Abstract: In our previous investigation on grain quality of Chinese spring sown wheat (Triticum aestivum L.), we sampled two
sites from Inner Mongolia and got primary result of location effect on grain quality. To map out the regional planning of quality of
spring wheat grown in Inner Mongolia, we need to study the effects of genotype, location, and their interaction on wheat quality
systematically under different eco-regions. In the present experiment, we used 9 cultivars including strong (4), medium (3), and
weak (2) gluten types, to evaluate main wheat quality traits including grain hardness, protein content, mixograph properties and
starch pasting parameters. All cultivars were sown at 6 representative locations in Inner Mongolia with completely randomized
block design in 2003 and 2004. The results indicated that all of the wheat quality traits tested were significantly influenced by
genotype and location effects, and were also significantly affected by genotype by location interaction effect except for grain pro-
tein content. The group of cultivars with strong gluten strength was characterized by high protein and ash content, high Zeleny
sedimentation value, strong mixograph performance, medium flour yield, and good starch pasting parameters; the group of culti-
48 作 物 学 报 第 34卷
vars with moderate gluten strength was characterized by high flour yield and strong mixograph properties, but low ash content and
poor starch pasting quality; while the group of cultivars with weak gluten strength was characterized by high ash content, good
starch pasting parameters, but low grain hardness, protein content, flour yield, and sedimentation value, as well as weak
mixograph properties. Significant differences for all quality parameters across locations were observed. Samples collected from
Wuhai generally showed high ash content, strong mixograph performance, but low grain hardness and sedimentation value, and
poor starch pasting parameters. Samples from Hangjinhouqi had high flour yield, medium starch pasting parameters and
mixograph properties, but low protein content and sedimentation value. Samples from Hohhot expressed high grain hardness,
protein and ash content, sedimentation value, and strong mixograph properties, but poor milling quality and starch pasting pa-
rameters; samples from Chifeng had medium values for all the traits; samples from Tongliao had high grain hardness and protein
content, good starch pasting parameters, medium to strong mixograph properties, and medium for the other traits. Samples from
Eerguna showed high protein content and sedimentation value, but weak mixograph properties. Based on the above information,
Hohhot and Wuhai were the most suitable regions while Eerguna was not the suitable region for the production of cultivars with
strong or medium strong gluten strength. It also showed that all the 6 locations were not suitable for the production of cultivars
with weak gluten strength. The results provided some basic information for wheat breeding as well as quality wheat production
zoning in Inner Mongolia.
Keywords: Bread wheat; Genotype; Location; Genotype by location interaction; Quality trait
为推动优质小麦的育种和生产, 世界小麦主产
国已先后进行了小麦品质生态区划, 我国也将全国
划分为 3大品质区域和 10个亚区[1-2], 但这种初步方
案还需要各地更多的具体试验结果加以验证、充实
和完善, 通过补充更多的资料, 才能形成切合实际
的方案。国内一些小麦主产省已陆续进行了各地区
的小麦品质区域划分研究[3-6]。我国春麦区小麦品质
研究起步较晚, 有关基因型、地点及其互作对小麦
主要品质性状影响的资料缺乏, 品质区划研究还是
空白。内蒙古幅员辽阔, 小麦种植区域横跨我国 3
个小麦生态区 [7], 播种面积约占全国春麦面积的
30%, 居各春播小麦生产省份之首。其小麦主要产区
间自然气候条件、土壤类型、栽培技术及生产发展
水平等差异较大。河套灌区、土默川地区、大兴安
岭沿麓和西辽河灌区是内蒙古最适合种植小麦的地
区, 其中河套灌区、大兴安岭沿麓地区已被划为我
国优质中筋、强筋小麦优势产业带。目前该区新育
成品种的加工品质虽较以往有较大改善 [8], 但仍以
中筋类型居多, 强筋品种面团稳定时间偏短, 商品
小麦存在“高筋不强”的现象。总体而言, 优质小麦品
种改良和生产还存在较大的盲目性。虽然我们曾就
基因型与地点对全国春小麦加工品质性状的影响做
过一些研究 [9], 但在内蒙古仅选择了两个地点 , 加
之不同基因型、地域环境和栽培条件等对小麦加工
品质性状的作用复杂、影响程度亦不同[10-16], 因此
有必要在不同生态环境条件下, 系统研究基因型与
地点对内蒙古小麦品质的影响。本研究选用来自我
国主要春播麦区的 3 种筋力类型共 9 个小麦品种,
分别种植在内蒙古 6 个代表性地点, 对其品质性状
变化规律进行研究, 旨在为内蒙古小麦品种改良和
品质区划提供信息和依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料与试验设计
选用强筋品种 4个(蒙花 1号、小冰麦 33、龙麦
26和格兰尼)、中筋品种 3个(宁春 4号、蒙麦 28和
蒙鉴 2 号)和弱筋品种 2 个(宁麦 9 号和宁春 19), 于
2003 和 2004 年分别种植在内蒙古乌海市(39°41′N,
106°49′E)、巴彦淖尔市杭锦后旗(40°54′N, 107°8′E)、
呼和浩特市(40°49′N, 111°41′E)、赤峰市(42°16′N,
118°56′E)、通辽市(43°36′N, 122°16′E)和额尔古纳
市(49°13′N, 119°45′E)共 6个代表性地点, 其多年土
壤肥力基本情况详见表 1。上述品种的品质特性已
经多次测试, 其品质分类得到广泛认可。选用江苏
省农业科学院育成的宁麦 9 号是由于其弱筋品质优
异, 且我国春播麦区现有弱筋类型品种极少, 该品
种在本研究各地点均能正常成熟, 基本适应当地生
态环境。
采用完全随机区组试验设计, 2次重复。小区行
长 5 m, 行距 0.2 m, 6行区, 面积 6 m2。按当地适宜
播种期播种, 基本苗 600万株 hm−2。各地点小麦生
长期间均未发生倒伏和病虫害, 田间管理及施肥水
平同当地品比试验。收获后及时脱粒, 冷库中放置 3
个月后进行各项室内品质性状分析。
1.2 测试项目与方法
1.2.1 籽粒硬度 用单籽粒谷物特性测定仪
(SKCS 4100, Single Kernel Characteristic System)分
析。测定值越大, 表示籽粒越硬。
第 1期 李元清等: 基因型、地点及其互作对内蒙古小麦主要品质性状的影响 49
表 1 不同地点多年土壤肥力水平
Table 1 The fertilization level of the soil for the 6 locations across several years
试点
Location
土壤类型
Soil type
有机质
Organic matter
(g kg−1)
全氮
Whole nitrogen
(g kg−1)
速效磷
Olsen phosphorus
(g kg−1)
乌海市 Wuhai 钙质土 Calcrete 6.0 ≤0.75 ≤5.0
巴彦淖尔市杭锦后旗 Hangjinhouqi 冲积土 Alluvium 10.1–20.0 ≤0.75 ≤5.0
呼和浩特市 Huhhot 冲积土 Alluvium 20.1–30.0 0.75–1.50 6.0–20.0
赤峰市 Chifeng 褐钙土 Brown calcrete 6.1–10.0 0.75–1.50 6.0–20.0
通辽市 Tongliao 草甸土 Meadow 10.1–20.0 0.75–1.50 6.0–20.0
呼伦贝尔额尔古纳市 Eerguna 黑钙土 Chernozem 70.1–100.0 ≥1.50 6.0–20.0
1.2.2 蛋白质含量 用 FOSS 公司生产的
NIR(Near Infra-Red Reflectance, FOSS-1241, 瑞典),
按 AACC 39-10方法测定。
1.2.3 制粉 参照 AACC 26-20 方法, 用 Buhler
(MLU 220, 瑞典)实验磨制粉。依据籽粒硬度值调节
润麦加水量, 硬质麦为 16.5%、混合麦 15.5%、软质
麦 14.5%。润麦时间分别为 12~14 h(软质麦)和 16~18
h(混合麦和硬质麦)。
1.2.4 籽粒和面粉水分含量 按 AACC 44-15方
法测定。
1.2.5 灰分 按 AACC 08-01方法测定。
1.2.6 Zeleny 沉降值 按 AACC 56-62方法测定。
1.2.7 和面仪参数 用美国生产的 10 g 和面仪
(Mixograph, National Mfg., Lincoln, NE), 按 AACC
54-40 方法测定。耐揉性角度越大, 表明面筋强度
越弱。
1.2.8 淀粉糊化特性 用快速黏度分析仪(RVA
3D Supertype, Newport Scientific Pty. Ltd, Warrie
Wood NSW, Australia)测定[17]。
所有品质性状分析结果均换算成 14%湿基后再
进行统计分析。
1.3 数据分析
采用Statistical Analysis System(SAS Institute,
1997)统计分析软件[18], 按基因型、地点及基因型与
地点互作为固定效应, 地点内重复、年份及其相关
互作为随机效应的混合线性模型进行分析。并将供
试品种按筋力分为强、中、弱 3 类, 采用筋力类型
和地点固定, 类内品种、年度及年度相关互作和重
复随机的混合线性模型进行分析。筋力类间、品种
间和地点间比较均采用Duncan’s测验。
2 结果与分析
2.1 基因型、地点及其互作对小麦品质性状的
影响
从表 2 可看出, 所有品质性状均受基因型和地
点效应的极显著影响。除籽粒蛋白质含量外, 其余
性状还均受基因型×地点互作效应的显著或极显著
影响。沉降值、 澥耐揉性和稀 值的年份效应不显著,
澥面粉灰分含量、耐揉性和稀 值的基因型×年份互作
效应不显著, 耐揉性的地点×年份互作效应不显著,
澥稀 值的基因型×地点×年份互作效应不显著, 其余
性状均受基因型×地点互作、基因型×年份互作、年
份×地点互作及基因型×地点×年份互作效应的显著
或极显著影响。
所有品质性状均受筋力类型的显著影响 , 其
中籽粒硬度、出粉率、沉降值、和面时间、耐揉性
和峰值黏度还受筋力类型与地点互作效应的显著作
用, 而筋力类型与年份互作效应因性状而异(表略)。
2.2 不同筋力类型间品质性状差异分析
由表 3 可知, 强筋类籽粒硬度显著大于中筋类,
二者均显著高于弱筋类; 其中强筋和中筋类品种籽
粒硬度变幅均处于混合麦和硬质麦类型之间; 弱筋
类籽粒硬度均为软质类型。强筋类籽粒蛋白质含量
高, 变异幅度也较大; 中筋类籽粒蛋白质含量中等,
弱筋类籽粒蛋白质含量低, 二者变幅很小; 3种筋力
类间籽粒蛋白质含量差异均达显著水平。面粉蛋白
质含量与籽粒蛋白含量表现相一致。中筋类出粉率
最高, 强筋类其次, 弱筋类最低, 3 类间差异均达显
著水平; 各类出粉率变幅均中等。强筋类面粉灰分
含量显著高于中筋类, 这可能与其蛋白质含量高有
50 作 物 学 报 第 34卷
表 2 不同基因型春播小麦品质性状方差分析 F值(2003—2004)
Table 2 F-values from analysis of variance for quality traits of different gluten types of spring wheat grown at
6 locations in 2003 and 2004
来源
Source
df 籽粒硬度
HD
籽粒蛋
白含量
PRO
出粉率
FY
面粉蛋
白含量
PRO
面粉灰
分含量
FA
沉降值
SED
和面
时间
MPT
耐揉性
ERS
峰值
黏度
RPV
澥稀 值
RBD
基因型 Genotype (G) 8 2335*** 114.4*** 188.3*** 216.3*** 26.1*** 506.5*** 12.2*** 4.7*** 144.1*** 127.5***
地点 Location (L) 5 114.9*** 63.1*** 94.3*** 70.4*** 70.7*** 356.5*** 64.7*** 6.3*** 135.5*** 64.7***
基因型×地点 G×L 40 9.9*** 1.5 5.5*** 1.6* 2.5*** 13.2*** 16.9*** 3.2*** 6.4*** 2.4***
年份 Year (Y) 1 48.4*** 15.8*** 91.4*** 30.5*** 34.4*** 3.3 106.9*** 0.2 77.0*** 2.8
基因型×年份 G×Y 8 7.0*** 4.7*** 7.6*** 4.1*** 1.7 18.8*** 2.2* 1.6 2.5* 1.2
地点×年份 L×Y 5 90.8*** 77.4*** 69.1*** 79.0*** 118.9*** 52.7*** 3.4** 1.3 2.7* 7.0***
基因型×地点×年份
G×L×Y
40 4.6*** 2.0** 6.4*** 2.0** 2.9*** 7.4*** 2.6*** 2.4*** 5.9*** 1.5
重复 Replication 6 0.7 2.5* 1.0 2.9* 2.0 3.6** 1.3 0.7 0.6 1.6
*, **, and *** indicate significance at 0.05, 0.01, and 0.001 probability levels, respectively.
HD: hardness; PRO: grain protein; FY: flour yield; FA: flour ash; FPRO: flour protein content; SED: Zeleny sedimentation values;
MPT: envelope peak time; ERS: envelope right slope; RPV: RVA peak viscosity, RBD: RVA breakdown.
表 3 不同筋力类型春小麦主要品质性状 6个地点 2年的平均值与变幅(2003—2004)
Table 3 Mean and range of quality traits for 3 gluten types of spring wheat grown at 6 locations in 2003 and 2004
籽粒硬度 HD 籽粒蛋白含量 PRO 出粉率 FY 面粉蛋白含量 FPRO 面粉灰分含量 FA品质参数
Quality parameter Mean Range Mean Range Mean Range Mean Range Mean Range
强筋 Strong gluten 54.9 a 48.1−60.5 14.5 a 13.7−15.6 70.7 b 68.8−73.4 13.0 a 12.2−13.8 0.55 a 0.52−0.60
中筋 Medium gluten 51.9 b 48.2−55.5 13.2 b 13.1−13.3 72.8 a 70.2−74.3 11.7 b 11.6−11.8 0.50 b 0.50−0.51
弱筋 Weak gluten 13.5 c 5.1−21.8 12.3 c 12.2−12.3 66.7 c 65.3−68.2 10.1 c 9.9−10.3 0.53 ab 0.52−0.54
沉降值 SED 和面时间 MPT 耐揉性 ERS 峰值黏度 RPV 澥稀 值 RBD 品质参数
Quality parameter Mean Range Mean Range Mean Range Mean Range Mean Range
强筋 Strong gluten 51.2 a 46.1−54.1 3.72 a 3.08−4.88 9.2 a 8.9−10.1 259.4 a 238.3−291.6 95.1 b 78.2−132.1
中筋 Medium gluten 40.8 b 37.8−43.6 3.90 a 3.67−4.15 8.8 a 7.6−10.1 237.1 b 228.2−241.8 89.9 c 87.8−92.6
弱筋 Weak gluten 33.6 c 32.9−34.4 2.23 b 1.72−2.73 10.2 b 9.6−10.9 260.1 a 251.2−268.9 109.7 a 101.1−118.1
Values within a column followed by a different letter are significantly different at 0.05 probability level. Abbreviations as in Table 2.
关; 二者与弱筋类间差异不显著; 强筋类面粉灰分
含量变幅较大, 中筋和弱筋类变幅则均较小。3种筋
力类间沉降值差异显著, 以强筋类最高, 中筋类次
之 , 弱筋类最低 ; 强筋类沉降值的变幅也较大 , 其
次是中筋类, 弱筋类变幅较小。强筋与中筋类间和
面时间无显著差异, 二者均显著高于弱筋类; 其变
幅以强筋类较大, 弱筋类其次, 中筋类较小。耐揉性
在强筋与中筋类间无显著差异, 二者均显著高于弱
筋类; 其变幅以中筋类最大。峰值黏度在强筋与弱
筋类间无显著差异, 且均显著高于中筋类; 其中强
筋类的变幅远大于中筋和弱筋类。 澥稀 值以弱筋类
最高 , 强筋类其次 , 中筋类最低 , 三者间差异均达
显著水平 ; 澥强筋类稀 值变幅较大 , 弱筋类其次 ,
中筋类较小。
以上分析表明, 强筋类的籽粒硬度、籽粒和面
粉蛋白质含量、灰分含量、沉降值、和面时间、耐
揉性和峰值黏度均较高; 澥出粉率和稀 值中等。中
筋类的出粉率、和面时间和耐揉性较高; 籽粒硬度、
籽粒和面粉蛋白质含量、沉降值中等; 灰分含量、
澥峰值黏度和稀 值较低。弱筋类的灰分含量、峰值
澥黏度和稀 值较高; 籽粒硬度、籽粒和面粉蛋白质
含量、出粉率、沉降值、和面时间、耐揉性较低。
2.3 不同基因型品质性状的比较
由表 4 可知, 不同基因型品质性状及同一基因
型不同性状间变化不同。格兰尼的籽粒硬度值最高,
2 个弱筋麦宁麦 9 号和宁春 19 则最低, 其余品种籽
粒硬度均处于混合麦和硬质麦类型之间。强筋品种
蛋白质含量显著高于中、弱筋品种, 其中小冰麦 33
的籽粒蛋白含量最高, 3 个中筋品种均为 13.2%; 弱
筋品种宁麦 9号和宁春 19则最低。面粉蛋白含量的
变化趋势与籽粒蛋白含量基本一致。出粉率以蒙麦
28 最高, 宁麦 9 号最低。面粉灰分含量以格兰尼最
第 1期 李元清等: 基因型、地点及其互作对内蒙古小麦主要品质性状的影响 51
表 4 不同筋力类型春小麦品质性状 6点 2年的平均表现(2003—2004)
Table 4 Mean of quality traits for the 9 spring wheat cultivars grown at 6 locations in 2003 and 2004
品种
Cultivar
籽粒硬
度 HD
籽粒蛋白含
量 PRO
出粉率
FY
面粉蛋白含
量 FPRO
面粉灰分含
量 FA
沉降值
SED
和面时间
MPT
耐揉性
ERS
峰值黏度
RPV
澥稀 值
RBD
蒙花 1号 Menghua 1 48.1 d 13.7 cd 73.4 a 12.2 c 0.52 cde 52.1 ab 3.32 cd 9.42 abc 251.4 c 78.2 e
龙麦 26 Longmai 26 54.3 bc 14.7 b 70.9 b 13.3 b 0.54 b 52.4 a 3.67 bcd 10.09 ab 291.6 a 132.1a
小冰麦 33 Xiaobingmai 33 56.5 b 15.6 a 68.8 cd 13.8 a 0.54 b 54.1 a 3.89 bc 9.3 abc 256.2 c 78.5 e
格兰尼 Gelennea 60.5 a 14.1 bc 69.6 bcd 12.8 b 0.60 a 46.1 b 4.15 b 7.59 c 238.3 d 91.3 d
宁春 4号 Ningchun 4 52.1 c 13.2 d 73.8 a 11.7 cd 0.49 e 37.8 de 3.62 bcd 8.86 bc 241.0 d 92.6 d
蒙麦 28 Mengmai 28 48.2 d 13.2 d 74.3 a 11.8 cd 0.51 de 40.8 cd 3.08 de 10.09 ab 228.2 e 89.0 d
蒙鉴 2号 Mengjian 2 55.5 b 13.2 d 70.2 bc 11.6 d 0.50 de 43.6 bc 4.88 a 9.02 abc 241.8 d 87.8 d
宁麦 9号 Ningmai 9 21.8 e 12.3 e 65.3 e 10.3 e 0.52 bcd 32.9 f 1.75 f 10.92 a 268.9 b 118.1 b
宁春 19 Ningchun 19 5.1 f 12.2 e 68.2 d 9.9 e 0.54 bc 34.4 ef 2.73 e 9.57 ab 251.2 c 101.1 c
Values within a column followed by a different letter are significantly different at 0.05 probability level. Abbreviations as in Table 2.
高, 宁春 4号最低。沉降值以强筋品种小冰麦 33最
高, 弱筋品种宁麦 9号和宁春 19较低。和面时间以
蒙鉴 2号最长, 弱筋品种宁春 19和宁麦 9号较短。
耐揉性以格兰尼最好, 宁麦 9 号最差。峰值黏度以
龙麦 26 最高, 格兰尼最低。 澥稀 值以龙麦 26 最高,
蒙花 1号最低。
小冰麦 33、蒙花 1 号、龙麦 26 和格兰尼除个
别品质性状外, 多数性状表现均值较高, 这与各地
多年的测试结果基本一致。宁春 4号和蒙麦 28的品
质性状综合表现与其在生产上的中筋麦类型定位相
符。宁麦 9 号和宁春 19 两个品种蛋白质含量、沉
降值均高于国标对弱筋麦的品质指标要求, 而籽粒
硬度则符合弱筋麦标准。其余性状在不同基因型间
未表现出规律性变化。
2.4 不同地点供试品种的主要品质性状比较
由表 5可知, 各品种籽粒硬度平均值通辽(43.7)
和呼和浩特(43.3)点最高, 赤峰、额尔古纳和杭锦后
旗点其次, 乌海点最低(35.1)。籽粒蛋白质含量以通
辽点(14.1%)最高, 呼和浩特、额尔古纳、乌海和赤
峰点其次, 杭锦后旗点最低, 为 12.3%。出粉率杭锦
后旗点最高, 为 72.4%, 通辽、赤峰、额尔古纳和乌
海其次, 呼和浩特点最低, 为 67.1%。灰分含量乌海
(0.57%)和呼和浩特(0.57%)点最高 , 赤峰和通辽点
其次, 杭锦后旗(0.49%)和额尔古纳点(0.47%)最低。
沉降值呼和浩特(47.8 mL)最高, 额尔古纳、赤峰和
通辽点其次, 乌海(36.5 mL)和杭锦后旗点(35.5 mL)
最低。和面时间乌海点(3.90 min)最长, 呼和浩特、
赤峰和杭锦后旗其次 , 通辽(3.16 min)和额尔古纳
(2.28 min)最短。耐揉性以呼和浩特点(8.14°)最好, 乌
海、通辽点、杭锦后旗和赤峰点其次 , 额尔古纳
(10.88°)最差。峰值黏度通辽点(278.2RVU)最高, 赤
峰、杭锦后旗和额尔古纳其次, 乌海(238.9 RVU) 和
呼和浩特点(237.3 RVU)最低。 澥稀 值通辽点最高
(117.5 RVU), 额尔古纳、赤峰、呼和浩特和杭锦后
旗其次, 乌海点最低, 为 87.3 RVU。
由以上分析可知, 地点间所有品质性状均存在
较大差异。乌海点灰分含量、和面时间和耐揉性高,
蛋白质含量和出粉率中等, 籽粒硬度、沉降值、峰
澥值黏度和稀 值较低。杭锦后旗点出粉率高, 蛋白
质含量和沉降值较低, 其他性状表现中等。呼和浩
表 5 不同地点供试品种主要品质性状表现(2003—2004)
Table 5 Mean of quality traits for the 6 locations in 2003 and 2004
地点
Location
籽粒硬度
HD
籽粒蛋白含量
PRO
出粉率
FY
面粉蛋白含量
FPRO
面粉灰分含量
FA
沉降值
SED
和面时间
MPT
耐揉性
ERS
峰值黏度
RPV
澥稀 值
RBD
乌海 Wuhai 35.1 d 13.2 c 69.3 d 11.5 b 0.57 a 36.5 d 3.90 a 8.60 a 238.9 d 87.3 d
杭锦后旗 Hangjinhouqi 38.3 c 12.3 d 72.4 a 10.6 c 0.49 c 35.5 d 3.65 a 9.89 ab 249.9 c 93.5 c
呼和浩特 Huhhot 43.2 a 13.7 ab 67.1 e 12.2 a 0.57 a 47.8 a 3.84 a 8.14 a 237.3 d 93.7 c
赤峰 Chifeng 40.9 b 13.0 c 70.6 c 11.5 b 0.53 b 42.6 c 3.74 a 9.87 ab 257.2 b 95.1 c
通辽 Tongliao 43.7 a 14.1 a 71.3 b 12.2 a 0.53 b 42.6 c 3.16 b 9.00 a 278.2 a 117.5 a
额尔古纳 Eerguna 39.3 b 13.5 bc 69.6 d 11.8 b 0.47 c 46.3 b 2.28 c 10.88 b 251.6 c 102.1 b
Values within a column followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level. Abbreviations as in Table 2.
52 作 物 学 报 第 34卷
特点籽粒硬度、蛋白质含量、面粉灰分、沉降值、
和面时间和耐揉性高, 澥出粉率、峰值黏度和稀 值
低。赤峰点和面时间中等偏高, 其他性状表现均属
中等。通辽点籽粒硬度、蛋白质含量、峰值黏度、
澥稀 值和耐揉性较高, 出粉率、面粉灰分含量、沉
降值、和面时间中等。额尔古纳的蛋白质含量和沉
降值较高, 澥籽粒硬度、峰值黏度、稀 值中等, 和面
时间和耐揉性低。
2.5 不同筋力类型和地点互作对耐揉性的影响
和面仪参数是反映面团流变学特性的重要指
标[19-21], 和面时间和耐揉性均受不同筋力类型与地
点互作的显著作用。由于不同筋力类型与地点互作
对和面时间的作用与耐揉性相一致, 以耐揉性为例,
对不同筋力类型与地点互作的影响进行了分析
(图 1)。
由图 1 可看出, 强筋类品种种植在乌海点时耐
揉性表现最好, 为 6.74°; 其次是种植在通辽、呼和
浩特、额尔古纳和赤峰, 分别为 9.19°、9.31°、9.78°和
10.80°。中筋类种植在呼和浩特点时耐揉性表现最好,
为 5.49°; 其次为种植在杭锦后旗 (8.16°)、通辽
(8.61° ° °)、乌海(9.04 )和赤峰(9.04 ); 当其种植在额尔古
纳点时表现最差, 为 12.56°。弱筋品种种植在杭锦后
旗时耐揉性最弱, 为 11.89°, 表现最好; 其次为种植
在呼和浩特(10.61° ° °)、乌海(10.03 )和额尔古纳(10.30 )。
0
5
10
15
Wuhai Hangjinhouqi Huhhot Chifeng Tongliao Eerguna
M
ix
og
ra
ph
e
nv
el
op
e
rig
ht
sl
op
e
Strong Medium Weak
图 1 3种筋力类型品种在 6点的耐揉性表现
Fig. 1 Performance of mixograph envelope right slope for the 3 gluten type cultivars at 6 locations
3 讨论
国内外大量研究表明, 小麦加工品质性状受基
因型、地点及其互作的显著作用[7-16]。本研究表明,
基因型和地点及其互作对内蒙古地区小麦籽粒硬
度、蛋白质含量、和面仪参数等主要品质性状均有
重要作用。因此, 对优质小麦实行区域化种植是必
要的。
鉴于籽粒硬度受环境影响相对较小, 而蛋白质
含量和筋力是小麦品质分类的主要指标, 因此本研
究初步以籽粒硬度、蛋白质含量、和面时间和耐揉
性为指标, 研究基因型、地点及其互作对内蒙古小
麦主要品质性状的影响, 并对内蒙古小麦进行品质
区划。考虑到通辽与呼和浩特点籽粒硬度高、蛋白
质含量高, 乌海与呼和浩特点和面时间长, 呼和浩
特与乌海点耐揉性好, 而额尔古纳点和面时间短、
耐揉性差。同时, 强筋类在乌海、通辽和呼和浩特
点的耐揉性表现最好 , 在额尔古纳和赤峰表现差 ;
中筋类在呼和浩特点耐揉性表现最好, 在额尔古纳
点表现最差, 因此可初步认为强筋和中筋类品种适
于种植在呼和浩特与乌海点, 而不适于种植在额尔
古纳。另外, 宁麦 9 号的筋力在相同蛋白含量情况
下与原产地种植时相比均有较大提高(实验室资料,
张勇), 宁春 19 在本文各地点的表现也接近于中筋
类品种品质, 因此可初步认为内蒙古上述地点区均
不适宜种植弱筋品种, 这与何中虎等 [1]认为上述地
区适合生产中强筋品种的观点相一致。
总体来看, 强筋类品种籽粒和面粉蛋白质含量
及沉降值高, 如小冰麦 33、蒙花 1号、龙麦 26和格
兰尼除个别品质性状如籽粒硬度外, 多数性状表现
出较高的均值。籽粒硬度则除格兰尼外, 其余 3 个
品种均处于混合麦和硬质麦类型之间。根据强、中
和弱 3 种不同筋力类型品种的表现, 在进行品种改
良时, 应重点提高强筋类的籽粒硬度, 中筋类应重
点放在淀粉品质改良上, 而弱筋类则应进一步降低
第 1期 李元清等: 基因型、地点及其互作对内蒙古小麦主要品质性状的影响 53
其和面时间与耐揉性。此外, 我们还在武川、商都、
苏尼特右旗和扎兰屯等 4 个地点发现籽粒穗发芽较
严重, 这是影响小麦品质的一个重要因素, 除加强
白粒品种的穗发芽抗性外, 在上述地区, 选育红粒
优质抗穗发芽品种应更为切实可行。通过供试品种
的品质状况分析, 可以看出只根据籽粒颜色和冬春
性来评价小麦品质优劣是不全面的。在选育优质专
用小麦新品种时, 应针对现有品种的不足之处和对
3 种筋力类型不同的指标要求, 有所侧重地进行品
质改良。由于小麦品种的品质表现受种植区域生态
环境、气候条件及栽培措施等诸多因素的影响, 仅根
据品质测试结果所得结论还有待进一步验证和完善。
4 结论
所有品质性状均受基因型和地点效应的极显著
作用 , 且除籽粒蛋白质含量外还均受基因型×地点
互作效应的显著或极显著影响, 应对优质小麦实行
区域化种植。强筋和中筋品种适于种植在呼和浩特
与乌海, 不适于种植在额尔古纳。乌海市、巴彦淖
尔市杭锦后旗、呼和浩特市、赤峰市、通辽市和额
尔古纳市 6 个地点均不适宜种植弱筋品种。进行品
质改良时, 强筋类应重点提高籽粒硬度, 中筋类应
重点改良淀粉品质, 而弱筋类则应进一步降低和面
时间与耐揉性。
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