全 文 ：Vol. 31 , No. 1
pp. 43 - 47 　Jan. , 2005
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 31 卷 第 1 期
2005 年 1 月 　43～47 页
K、T、V、CHA 型杂种小麦品质性状的细胞质效应
高庆荣1 　张爱民2 　王瑞霞1 　乔晓琳1 　张永祥1
(1 山东农业大学农学院 ,山东泰安 271018 ;2 中国科学院遗传与发育生物学研究所 ,北京 100101)
摘 　要 :采用 2 个母本基因型、4 种细胞质类型的两因素实验设计 ,对 T、K、V、CHA 型杂种小麦的品质性状表现及其差异
进行了比较研究。结果表明 , K、V、T型细胞质对杂种小麦某些品质性状具有正向效应 ,其中 K型细胞质效应较大 ,其杂
种的千粒重、面粉白度、蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、沉淀值、降落值、面团形成时间、稳定时间和评价值均表现正
向杂种优势 ,超 MP 2. 08 %～16. 82 % ,与 V、T、CHA 型相比有多个性状优势的差异达到显著水平 ;容重和吸水率的杂种优
势在细胞质间差异不显著 ,无细胞质优势效应 ;母本基因型与细胞质具有交互作用 ,对杂种 F1 代的性状表现具有一定影
响。杂种 F1 的容重和评价值的互作值较大 ,分别为 2～34 g·L - 1和 2～28 ,蛋白质含量和稳定时间的互作值较小 ,分别为
0. 42 %～2. 4 %和 0. 2～2. 2 min。对优势效应大的细胞质类型 ,选择敏感的母本基因型配制杂种有利于提高品质。
关键词 :细胞质效应 ;杂种小麦 ;雄性不育系 ;品质性状
中图分类号 :S512
The Cytoplasmic Effect on Quality Characters of K, T, V, CHA2cytoplasmic
Hybrid Wheat
GAO Qing2Rong1 ,ZHANG Ai2Min2 ,WANG Rui2Xia1 ,QIAO Xiao2Lin1 ,ZHANG Yong2Xiang1
(1 Agronomy College of Shandong Agricultural University , Tai’an 271018 , Shandong ;2 Institute of Genetics and Developmental Biology , Chinese Academy of
Sciences , Beijing 100101 , China)
Abstract :Two factors experiment was conducted with two female parents genotypes and four cytoplasmic genotypes ,the per2
formance and variation of T( T. timopheevii ) , K( Ae . kotschyi ) ,V ( Ae . ventricosa) and CHA ( Chemical Hybridizing
Agents) hybrid wheats’quality characters were studied. The results showed that :(1) T , K,V2cytoplasm have positive influ2
ence on some quality characters and the effect of K2cytoplasm was significant . Many significant positive heteroses were ob2
served in K2cytoplasmic hybrid ,such as for 1 0002kernal weight ,flour whiteness ,protein content ,wet gluten content ,gluten
index, sedimentation value , falling number , dough development time , stability time and valorimeter value , which were
2. 08 % - 16. 82 % higher than those of Mid2parent . Compared with T ,V and CHA2cytoplasmic hybrid wheat ,some quality
characters of K2type hybrid were significantly better. (2) There were no significant difference and no cytoplasmic preponder2
ant effect on test weight and water absorption. (3) There were interaction effect between female parent genotype and cyto2
plasm ,interaction of test weight and valorimeter value in hybrid F1 was high as 2 - 34 g·L - 1 and 2 - 28 respectively ,the
protein content and stability time were small as 0. 42 % - 2. 4 % and 0. 2 - 2. 2 min respectively. It’s better to improve the
quality by selecting sensitive female parents in hybrid wheat breeding for cytoplasmic type with significant heterosis effect .
Key words :Cytoplasmic effect ;Hybrid wheat ;Male sterile line ;Quality character
　　小麦 T( T. timopheevi ) 、K( Ae. kotschyi ) 、V ( Ae .
ventricosa)型细胞质雄性不育系是小麦杂种优势利
用研究的重要细胞质类型[1～4 ] 。人们为探寻细胞质
对杂种优势的影响 ,开展了 T、K、V 型小麦细胞质效
应的研究。目前在这方面主要集中于农艺性状和产
量性状[5～8 ] ,而对品质性状的研究甚少 ,且不够系
统 ,尤其是对相同核背景下 T、K、V 型不同胞质杂种
品质效应的研究尚未见报道。因此 ,本研究从实际
应用角度出发 ,利用 2 套同核异质的 T、K、V 型稳定
不育系及其保持系和化学杂交剂 ( chemical hybri2
dizing agents ,CHA) BAU29403 技术[9 ] 配制 T、K、V 型
和 CHA 型 (普通小麦细胞质) 4 种小麦细胞质杂种 ,
对其品质性状的优势表现进行分析研究 ,旨在探讨
不同细胞质杂种品质性状的遗传差异、细胞质的优
繱基金项目 :国家高技术研究发展计划 (863 计划)资助 (2002AA207004) 。
作者简介 :高庆荣 (1955 - ) ,男 ,研究员 ,长期从事小麦遗传育种研究。
Received(收稿日期) :2004202225 ,Accepted (接受日期) : 2004205229.

势效应和母本基因型与细胞质的交互作用 ,为优质、
高产杂种小麦的选育提供理论参考。
1 　材料与方法
1. 1 　材料
　　供试小麦基因型共 11 个。其中母本基因型 2
个 ,太 911289 和冀 5418 ; T、K、V 型恢复系 (父本) 1
个 ,75846124 ;杂种小麦 8 个 ,T太 911289AΠ75846124、
K太 911289AΠ75846124、V 太 911289AΠ75846124、CHA
太 911289AΠ75846124、T 冀 5418AΠ75846124、K 冀
5418AΠ75846124、V 冀 5418AΠ75846124 和 CHA 冀
5418AΠ75846124。化学杂交剂 BAU29403 由中国农业
大学提供。
1. 2 　方法
田间试验采用二因素随机区组设计 ,3 次重复。
每个材料种 3 行区 ,行长 2 m ,行距 0. 25 m ,粒距 6. 6
cm ,30 粒Π行 ,人工点播。田间收获种子存储半年后
分别取 1 kg 样品测定千粒重、容重、蛋白质含量、白
度、沉淀值、降落值、湿面筋含量、面筋指数、吸水率、
形成时间、稳定时间和评价值等 12 项。
千粒重数 500 粒称重 ,2 次重复 ( < 0. 5 g) 换算
而得 ;容重采用国标 GB21351278 方法 ;籽粒蛋白质
含量用 8620 型近红外多功能分析仪测定 ;用 Bra2
bender Quadrumat Junior 实验小磨磨粉 ,WSD 型白度
计测定面粉白度 ;湿面筋含量和面筋指数采用瑞典
Falling Number 公司 2200 型洗面筋仪测定 ; Zeleny 沉
降值按 AACC 56263 方法测定 ;降落值采用瑞典 Fall2
ing Number 公司 FN 仪 ,按 AACC 56281B 方法测定 ;
吸水率、形成时间、稳定时间和评价值采用德国 Bra2
bender 公司粉质仪 ,按 AACC 54221 方法测定。利用
SAS(Statistical Analysis System) 软件程序进行相关数
据的统计分析。
2 　结果与分析
2. 1 　4 种细胞质杂种品质性状的优势表现
　　表 1 是 12 个品质指标的测定结果及其优势表
现。千粒重、面粉白度、湿面筋含量和面筋指数 4 个
指标的杂种优势均超双亲 ,为正向杂种优势 , K型杂
种的千粒重、面粉白度、湿面筋含量 3 个性状优势最
大 ,分别为 6. 29 %、2. 08 %、8. 46 % ,面筋指数则是
CHA 型的最高 ,为 20. 56 % ;杂种的容重和吸水率较
MP 低 ,为负向杂种优势 ;在蛋白质含量、沉淀值和评
价值上 ,T、K、V 型杂种 F1 代为正向杂种优势 ,分别
超过 MP 0. 14 %～ 6. 36 %、0. 63 %～ 10. 28 %和
4188 %～26. 02 % ,以 K型杂种的蛋白质含量、V 型
杂种的沉淀值和 T型杂种的评价值最高 ,而 CHA 杂
种 F1 代均比 MP 低 ,为负向杂种优势 ,说明 T、K、V
型细胞质具有提高杂种蛋白质含量、沉淀值和评价
值的效应 ;杂种的降落值、形成时间和稳定时间的优
势因细胞质类型的不同有正、负之分 , K型杂种的降
落值表现正向优势 ,比 MP 提高了 10. 38 % , T 型杂
种为最低。T型杂种的稳定时间为正向优势 ,较 MP
增加了 27. 06 % ,其次是 K 型杂种 ,较 MP 增加了
6159 % ,V、CHA 型杂种为负向优势 ,比 MP 分别减少
了 3. 53 %和 12. 94 % ;面团形成时间仅有 K型杂种
为正向优势 ,超过 MP 3. 95 % ,T、V、CHA 型杂种均为
负向优势 ,各比 MP 减少 1. 32 %、7. 89 %、12. 94 % ,
以 CHA 型杂种最低。综上所述 ,4 种细胞质杂种的
品质性状优势普遍存在 ,其中 K 型杂种的优势较
强 ,CHA 型的较低 ,V、T型则介于两者之间。
表 1 杂种 F1 代品质性状的优势表现
Table 1 The heterosis expression of quality characters of hybrid wheat F1
杂　种
Hybrid
千粒重
1 0002kernel
weight (g)
F1 MP %
容 重
Test weight
(g·L - 1)
F1 MP %
蛋白质含量
Protein content
( %)
F1 MP %
白 度
Whiteness
( %)
F1 MP %
湿面筋含量
Wet gluten
content ( %)
F1 MP %
面筋指数
Gluten
index
F1 MP %
T 37. 45 6. 09 772. 3 - 0. 92 13. 85 0. 14 74. 85 0. 67 32. 50 1. 88 59. 5 11. 21
K 37. 52 6. 29 770. 7 - 1. 13 14. 71 6. 36 75. 90 2. 08 34. 60 8. 46 62. 5 16. 82
V 35. 73 4. 18 777. 6 - 0. 25 14. 53 5. 06 74. 90 0. 74 33. 80 5. 96 61. 0 14. 02
CHA 36. 98 1. 22 776. 3 - 0. 41 12. 86 - 7. 01 75. 10 1. 01 32. 95 3. 29 64. 5 20. 56
MP 3 35. 3 - 779. 5 - 13. 83 - 74. 35 - 31. 90 - 53. 5 -
杂 种
Hybrid
降落值
Falling number
(s)
F1 MP %
沉淀值
Sedimentation
value (mL)
F1 MP %
吸水率
Water absorption
( %)
F1 MP %
形成时间
Development
time (min)
F1 MP %
稳定时间
Stability
(min)
F1 MP %
评价值
Valorimeter
value
F1 MP %
T 367. 5 - 15. 22 31. 80 0. 63 57. 10 - 4. 83 3. 75 - 1. 32 5. 40 27. 06 77. 5 26. 02
K 478. 5 10. 38 33. 10 4. 75 57. 45 - 4. 25 3. 95 3. 95 4. 53 6. 59 67. 5 9. 76
V 392. 5 - 9. 45 34. 85 10. 28 57. 90 - 3. 50 3. 50 - 7. 89 4. 10 - 3. 53 64. 5 4. 88
CHA 382. 0 - 11. 88 29. 50 - 6. 65 56. 60 - 5. 67 3. 10 - 18. 42 3. 70 - 12. 94 51. 3 - 16. 59
MP 433. 5 - 31. 60 - 60. 00 - 3. 80 - 4. 25 - 61. 5 -
　　Note : 3 MP = Mean of parents , MP % = (F1 - MP) ΠMP ×100.
44 　　　　作 　　物 　　学 　　报 第 31 卷 　

2. 2 　不同细胞质杂种品质性状的差异比较
通过 T、K、V、CHA 型细胞质杂种间的蛋白质含
量、湿面筋含量、降落值、沉淀值、形成时间、稳定时
间和评价值等性状所表现的差异 ,说明这 4 种细胞
质的品质效应具有显著的不同 ,同时也反映出相同
基因型在不同细胞质背景下互作效应的差异。表 2
是在方差分析基础上对不同细胞质杂种品质性状差
异比较的结果。
由表 1、2 结果可知 ,蛋白质含量的大小是 K > V
> T > CHA , K 比 V、T、CHA 分别提高了 0. 18 %、
0186 %、1. 85 % ,其中 K与 T、CHA 的差异显著 ,V 与
T、CHA 和 T与 CHA 也均差异显著 ,提高了0. 68 %～
1167 % ;湿面筋含量和降落值的优势都是 K > V >
CHA > T ,在湿面筋含量上 K比 V、T、CHA 分别提高
了 018 %、2. 1 %和 1. 65 % ,其中 K与 T、CHA 的差异
显著 ,V 比 T、CHA 均显著提高了 1. 3 % ,其他类型间
的差异不显著。在降落值上 4 种细胞质间的差异为
10. 5～111. 0 s ,其中 T型杂种较 CHA 型低 14. 5 s ,差
异均为极显著 ;沉淀值的优势是 V > K> T > CHA ,差
异为 1. 3～5. 35 mL ,稳定时间和评价值的优势均是
T > K> V > CHA ,差异均显著或极显著 ,各为 0. 4～
1. 7 min 和 3～26. 17 ;形成时间的优势是 K> T > V >
CHA ,K、T 分别比 CHA 显著提高了 0. 85 min、0. 65
min ,其他类型间的差异不显著。总体来看 , K、V、T
型杂种的多数品质性状表现优势 ,均高于 CHA 型杂
种 ,具有提高杂种小麦品质性状的细胞质优势效应 ,
尤其是 K 型细胞质最好 ,无明显的不良细胞质效
应。
表 2 4 种细胞质杂种品质性状的差异比较
Table 2 The difference of quality characters of 4 cytoplasmic hybrids
类型
Type
蛋白含量
Protein
content ( %)
湿面筋含量
Wet gluten
content ( %)
降落值
Falling
number (s)
沉淀值
Sedimentation
value (mL)
形成时间
Development
time (min)
稳定时间
Stability
(min)
评价值
Valorimeter
value
K2V 0. 1800 0. 8000 86 3 3 - 1. 7500 3 3 0. 4500 0. 4333 3 3. 0000 3
K2T 0. 8600 3 2. 1000 3 3 111. 0 3 3 1. 3000 3 3 0. 2000 - 0. 8667 3 3 - 10. 0000 3 3
K2CHA 1. 8500 3 3 1. 6500 3 3 96. 5000 3 3 3. 6000 3 3 0. 8500 3 3 0. 8333 3 3 16. 1667 3 3
V2T 0. 6800 3 1. 3000 3 25. 0 3 3 3. 0500 3 3 - 0. 2500 - 1. 3000 3 3 - 13. 0000 3 3
V2CHA 1. 6700 3 3 1. 3000 3 10. 5000 3 3 5. 3500 3 3 0. 4000 0. 4000 3 13. 1667 3 3
T2CHA 0. 9900 3 3 - 0. 4500 - 14. 5000 3 3 2. 3000 3 3 0. 6500 3 1. 7000 3 3 26. 1667 3 3
LSD0. 05 0. 6303 1. 0799 5. 4272 0. 7184 0. 4885 0. 3779 2. 1663
LSD0. 01 0. 9329 1. 5984 8. 0331 1. 0654 0. 7231 0. 5593 3. 2063
2. 3 　母本基因型对细胞质的反应
2. 3. 1 　基因型间的差异比较 　　杂种 F1 代有 9 个
品质性状因母本基因型的不同而表现出显著的差
异 ,其结果列入表 3。以太 911289 为母本的杂种的
千粒重、容重、蛋白质含量、吸水率、白度、降落值和
沉淀值均高于以冀 5418 为母本的杂种 ,评价值是冀
5418 的杂交种较太 911289 的杂交种高 ,其差异因性
状的不同而异 ,都达到了显著或极显著水平。说明
太 911289 相对于冀 5418 是一个较好的母本基因
型。
2. 3. 2 　交互作用 　　杂种 F1 代品质性状的表现除
受母本基因型影响外还受细胞质交互作用的影响。
就蛋白质含量来说 , K太 911289AΠ75846124 平均为
15. 92 % , K冀 5418AΠ75846124 平均为 13. 49 % ,前者
较后者高 2. 43 % ; T 太 911289AΠ75846124 平均为
14. 48 % ,T冀 5418AΠ75846124 则为 13. 21 % ,前者较
后者高 1127 % ,互作值为 1. 16 %。依此类推 ,将其
他性状的互作值列入表 4。由其可知 ,杂种容重和
评价值的互作值大 ,证明它们的交互效应比较大。
表 3 2 个母本基因型杂种 F1 代品质性状的差异比较
Table 3 The difference of quality characters of hybrid F1 with 2 female parent genotypes
基因型
Genotype
千粒重
1 0002kernel
weight (g)
容 重
Test weight
(g·L - 1)
蛋白质含量
Protein
content ( %)
吸水率
Water
absorption ( %)
白 度
Whiteness
( %)
降落值
Falling
number (s)
沉淀值
Sedimentation
value (mL)
评价值
Valorimeter
value
太 911289 Tai 911289 (A1) 40. 2 801 14. 49 57. 95 76. 03 411. 8 33. 4 64
冀 5418 Ji 5418 (A2) 33. 7 748 13. 46 56. 58 74. 35 398. 5 31. 3 66
A12A2 6. 5 3 3 53 3 3 1. 03 3 3 1. 37 3 1. 68 3 13. 3 3 3 2. 1 3 3 - 2. 0 3
LSD0. 05 1. 0066 5. 9182 0. 4448 1. 1476 0. 8797 3. 8376 0. 6733 1. 5318
LSD0. 01 1. 4899 8. 2146 0. 6597 1. 6986 1. 3020 5. 6803 0. 9966 2. 2673
54第 1 期 高庆荣等 : K、T、V、CHA 型杂种小麦品质性状的细胞质效应 　　　

表 4 不同性状的互作值
Table 4 The interaction of different quality characters
类型
Type
千粒重
1 0002kernel
weight (g)
容 重
Test weight
(g·L - 1)
蛋白质含量
Protein content
( %)
湿面筋含量
Wet gluten content
( %)
面筋指数
Gluten index
稳定时间
Stability
(min)
评价值 Valorimeter
value
K2V 0. 2 2. 0 1. 98 2. 6 - 5. 0 - 2. 2 - 26. 0
K2T 4. 0 - 24. 0 1. 16 0. 2 - 8. 0 - 0. 2 2. 0
K2CHA 3. 7 - 32. 0 2. 40 3. 5 4. 0 - 0. 4 - 4. 0
V2T 3. 8 - 26. 0 - 0. 82 - 2. 4 - 3. 0 2. 0 28. 0
V2CHA 3. 5 - 34. 0 0. 42 0. 9 9. 0 1. 8 22. 0
T2CHA - 0. 3 - 8. 0 1. 30 3. 3 12. 0 - 0. 2 - 6. 0
2. 3. 3 　两个母本基因型对 T、K、V 型细胞质反应程
度的比较 　　为了解不同母本基因型对细胞质效应
的反应程度 ,将太 911289 和冀 5418 的 T、K、V 型杂
种 F1 代千粒重 (1) 、容重 (2) 、籽粒蛋白质含量 (3) 、
湿面筋 (4) 、面筋指数 (5) 、降落值 (6) 、沉淀值 (7) 、稳
定时间 (8)和评价值 (9)等 9 个性状的平均值分别计
算与其 CHA 杂种相应性状平均值的比率 ,作为 2 个
母本基因型对 T、K、V 型细胞质反应的效应值 ( %)
进行比较 (图 1) 。结果表明 ,太 911289 和冀 5418 对
T、K、V 细胞质的反应趋势基本一致 ,对太 911289 效
应值高的性状 , 对冀 5418 的效应值也高 , 对太
911289 效应值低的性状 ,对冀 5418 的效应值也低 ,
两者间的相关密切 , r = 0. 6941 3 ( r0. 05 = 0. 602) 。说
明它们对 T、K、V 细胞质的反应趋势是准确的。但
是它们的反应程度有差别 ,太 911289 的平均效应值
较高 ,为 21. 48 % ,冀 5418 则较低 ,为 5. 05 % ,相差
16. 43 %。经显著性检验 , t = - 2. 1697 3 ( Pr > t =
0. 0487) ,差异显著。证明太 911289 对 T、K、V 细胞
质的反应比冀 5418 敏感。因此 ,对具有优良效应的
细胞质类型 ,选择敏感的母本基因型配制杂种有利
于性状的改良。
图 1 2 个母本基因型效应值比较
Fig. 1 Comparison of effect of 2 female
3 　讨论
T、K、V、CHA 4 种细胞质类型杂种小麦品质性
状都有不同程度的优势表现 ,其大小因胞质类型和
性状的不同有较大差异。在千粒重、面粉白度、蛋白
质含量、湿面筋含量、面筋指数、沉淀值、降落值、形
成时间、稳定时间和评价值等性状上普遍表现正向
杂种优势 (0. 14 %～27. 06 %) ,其中面筋指数、稳定
时间和评价值的优势率较大 ,面粉白度和蛋白质含
量的优势率较小 (表 1) 。细胞质间以 K型的较好 ,
尤其在蛋白质含量、湿面筋含量、降落值、形成时间、
沉淀值、稳定时间和评价值等 7 个主要品质性状上
的优势较大 ,CHA 型的则较差 ,V 型和 T型杂种某些
性状的优势也表现较好。它们间有不少性状的差异
达到了显著或极显著的水平 (表 2) 。证明 K、V、T型
细胞质影响杂种 F1 代品质性状的表现具有明显的
细胞质效应 ,其中 K 型的优势效应较普遍、较大。
因此 ,在选配小麦强优势组合时 ,可依据育种目标选
择优势效应大的细胞质类型来改良小麦的品质
性状。
但是 ,在容重和吸水率上 ,4 种细胞质类型杂种
的品质性状表现均比MP 低 (0. 25 %～5. 67 %) ,无正
向优势效应 ,它们之间的差异也不显著。因此 ,欲提
高杂种小麦的容重和吸水率必须依靠亲本的提高来
改善。
在 4 种相同细胞质背景下 ,用太 911289 配制杂
种的千粒重、容重、蛋白质含量、吸水率、白度、沉淀
值和降落值显著高于用冀 5418 ,而评价值的表现则
相反 (表 3) 。究其原因 ,一是基因型本身 ;二是基因
型与细胞质的交互作用。太 911289 对 T、K、V 型细
胞质反应的效应值高 (图 1) ,与细胞质有较好的互
作效应。但是母本基因型与细胞质的交互作用因性
状的不同差异较大 (表 4) ,容重和评价值的互作值
较大 ,其交互作用较大 ,蛋白质含量和稳定时间互作
值较小 ,其交互作用也较小。
乔利仙等人对 K、V 型杂种小麦千粒重、蛋白质
含量、湿面筋和沉降值等品质性状的研究证明 ,它们
64 　　　　作 　　物 　　学 　　报 第 31 卷 　

均有较高的优势表现 ,可作为改良品质的细胞质
源[6 ] ,这与本项研究的结果是一致的。由于材料和
方法的不同 ,T型杂种 F1 代品质性状的结果与前人
研究不尽一致[10 ,11 ] ,还需深入研究。尤其从取材上
尽可能地增加相同遗传背景的供试材料 ,以弥补因
材料缺乏而产生的缺陷。
降落值是反映面粉中α2淀粉酶活力大小的指
标 ,过大或过小都影响面包的加工质量 ,适宜的范围
是 250～350 s[12 ] 。但在本项研究中 , K型杂种却表
现较高的杂种优势 ,这在实际应用中是一个值得注
意的问题。
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