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The Effects of Cultivars and Environments on β-glucan Content in B arley

大麦β-葡聚糖含量的品种和环境效应



全 文 :第 26 卷 第 6 期 作 物 学 报 V o l. 26, N o. 6
2000 年 11 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA N ov. , 2000
研究
简报 大麦 B-葡聚糖含量的品种和环境效应
X
汪军妹 张国平 陈锦新 丁守仁
(浙江大学农学系, 浙江杭州, 310029)
The Effects of Cultivars and Env ironm en ts on B-glucan Con ten t in
Barley
W AN G Jun2M ei ZHAN G Guo2P ing CH EN J in2X in D IN G Shou2R en
(A g ronomy D ep artm en t, Z hej iang U niversity , H ang z hou, 310029)
大麦的主要用途为酿造和生产饲料, 但目前国内的一些啤酒厂大多应用进口大麦, 而饲
料厂优先以玉米为原料。这样引起大麦用途不畅, 滞销积压, 种植面积锐减。啤酒和饲料生
产上国产大麦未能有效地得到利用, 据认为与其品质不佳有关。
影响大麦制啤酒和生产饲料的品质因素很多, 其中 B2葡聚糖含量是其中的一个重要因
素。B2葡聚糖主要存在于胚乳细胞壁中, 由于它在制麦芽过程中会形成极粘的溶液, 从而减
慢麦芽汁的过滤速度, 并造成啤酒混浊, 降低浸出率; 作为饲料, B2葡聚糖有抗营养特性, 影
响畜禽动物的消化和养分吸收。因此, 无论是啤酒大麦还是饲料大麦, 均要求有低的 B2葡聚糖
含量。有关大麦籽粒 B2葡聚糖含量的基因型与环境变异的研究, 国外已有一些报道。但国内尚
无有过研究。本研究旨在明确环境和品种对浙江省几个主栽大麦品种 B2葡聚糖含量的影响, 以
探明适合不同生态区优质生产的品种类型, 为区划不同用途的大麦生产基地提供理论依据。
1 材料与方法
本研究于 1998~ 1999 年度在浙江省的杭州、余姚 (浙东)、丽水 (浙南)、台州 (浙中)、衢
州 (浙西)、嘉兴 (浙北) 等 6 个地区设点进行。供试材料为 8 个浙江省的主栽品种 (品系) : 秀
麦 3 号、浙农大 3 号、浙农大 6 号、浙皮 4 号、浙原 18、浙农大 7 号、92211、秀 92247。试验
采用横条播, 各品种播 3 行, 每行播 100 粒种子, 重复 3 次。
种子生理成熟时, 各小区随机剪取约 30 个穗子, 脱粒干燥, 尔后烘干磨碎, 过 0. 5 mm
筛, 供 B2葡聚糖分析用。B2葡聚糖按M cC leary 等介绍的酶学方法, 用M egazym e 公司生产的
葡聚糖和葡萄糖试剂盒测定。
对各试点的测定结果首先进行方差同质性检验, 在此基础上进行所有试点的联合方差分
析; 为了有效地分析品种和环境的互作效应, 按C ro ssa 等 (1990) 介绍的AMM I(加性主效应
X 国家自然科学基金和浙江省自然科学基金资助课题。
致谢: 本研究得到浙江省种子管理站陈昆荣研究员、嘉兴市种子公司边永高、台州市黄岩区院桥镇农业试验场阮伟
林、余姚市农科所成丽萍、衢州市种子管理站童新明和丽水地区农科所项寿南等同志的大力支持, 在此表示感谢!
收稿日期: 1999208209, 接受日期: 2000201202

乘积交互作用)模型, 运用唐明义等 (1997)开发的D PS 软件计算。
1 结果与分析
2. 1 不同大麦品种的 B-葡聚糖含量
以 6 个试点平均计, 8 个大麦品种的 B2葡聚糖含量变幅在 3. 24%~ 4. 62% (干基) , 平均
为3. 95%。方差分析表明, 品种之间差异显著 (表 1)。秀 92247 的 B2葡聚糖含量最高, 6 个地
表 1  不同大麦品种在 6 个地区的 B-葡聚糖 
平均含量和变异系数 
Table 1  M ean and coeff ic ien t of var iation 
of B-glucan con ten t corresponding to  
barley cultivars grown at six location s 
品种 Cultivar 平均值
M ean (% )
变异系数
CV (% )
秀 92247 Xu 92247 4. 62a 12. 32
浙农大 7 号 ZAU 7 3. 90b 9. 81
秀麦 3 号 Xum ai 3 4. 54a 21. 85
浙农大 6 号 ZAU 6 4. 04b 12. 16
92211 3. 81b 11. 65
浙农大 3 号 ZAU 3 3. 49c 10. 35
浙皮 4 号 Zhep i 4 3. 92b 18. 75
浙原 18 Zheyuan 18 3. 24d 11. 88
  同一列不同字母表示差异显著 (P= 0. 05) ;
  M eans w ith in a co lum n fo llow ed by a differen t
let ter are sign ifican tly differen t (P< 0. 05).
区平均为 4. 62% ; 浙原 18 最低, 平均为 3. 24%。
各品种 B2葡聚糖含量在 6 个地区的变异系数, 变
动在浙农大 7 号的 9. 81% - 秀麦 3 号的 21. 85% ,
说明大麦 B2葡聚糖含量对环境的反应品种间存在
着一定的差异。
2. 2 不同地区的 B-葡聚糖含量
从 6 个试点的大麦 B2葡聚糖含量平均值及其
变异系数 (表 2) 来看, 不同试点之间, 大麦 B2葡聚
糖含量存在着显著差异, 衢州和丽水两点的 B2葡
聚糖含量较低, 显著低于其它 4 个点。8 个品种在
各点的 B2葡聚糖含量的变异系数变动为嘉兴点的
6. 03% 至衢州点的 8. 94% , 与同一品种在不同地
区的变异系数 (表 1)相比, 不同品种在各地区的变
异系数范围明显较小, 启示出对 B2葡聚糖含量的
影响, 在本试验中环境因素小于品种效应。
表 2  不同地区大麦 B-葡聚糖 
的平均含量和变异系数
Table 2  M ean and coeff ic ien t of var iation
of B-glucan con ten t of 8 barley cultivars
grown at differen t location
地区 L ocation 平均值
M ean (% )
变异系数
CV (% )杭 州
H angzhou
4. 07a 7. 45
嘉兴 J iax ing 4. 06a 6. 03
余姚 Yuyao 3. 68b 7. 84
衢州 Q uzhou 3. 99a 8. 94
台州 T aizhou 4. 14a 7. 82
丽水 L ishui 3. 75b 7. 68
  同一列不同字母表示差异显著 (P= 0. 05) ;
  M eans w ith in a co lum n fo llow ed by a differen t
let ter are sign ifican tly differen t (P< 0. 05).
2. 3 品种与环境互作对大麦 B-葡聚糖含量的影响
加性主效应乘积交互作用 (AMM I) 分析表明, 品
种、环境及品种和环境的互作效应都达到极显著, 且
它们各自的平方和占处理平方和的比例分别为
70. 21%、10. 69% 和 19. 09% , 说明在本试验下大麦
B2葡聚糖含量的变异主要来自供试的品种间差异, 其
次是品种和环境的互作效应, 环境的作用相对较小。
互作效应的 F 检验表明, AMM I 预测模型中存
在二条极显著的互作轴, 即 PCA 1 (主成份分析 1) 和
PCA 2 (主成份分析 2)。以主效应平均值 (B2葡聚糖平
均含量) 为横坐标, PCA 1 值为纵坐标, 制作二维图,
即AMM I图 (图 1)。图 1 表明了各品种和地点 B2葡聚
糖含量的坐标位置。根据AMM I 模型, 如品种 (或地
点) 的坐标处在同一横坐标上, 则表明它们有相同的
B2葡聚糖含量; 如在同一纵坐标上, 则说明有相同的互作方式, 且其 PCA 1 值越大, 表示互作
效应也越大。互作效应有正负之分, 互作值越趋于 0, 表明互作效应越小。首先从AMM I 图
的横座标分析试点和品种的主效应。从各试点上看, 杭州、嘉兴和台州三试点有较高的 B2葡
聚糖含量, 余姚和丽水两试点的B2葡聚糖含量较低, 而衢州点处于各试点的平均水平; 从品
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图 1  6 个地点 8 个大麦品种 B2葡聚糖含量的平均值及其 PCA 1 值的二维图
F ig. 1  B ip lo t of B2glucan conten t and the first p rincipal
component ax is sco res of 8 barley cu lt ivars and 6 locations
注: 图中阿拉伯数字 1~ 8 分别依次代表秀 92247、浙农大 7 号、秀麦 3 号、浙农大 6 号、92211、浙农大 3 号、
浙皮 4 号和浙原 18; A~ F 分别依次代表杭州、嘉兴、余姚、衢州、台州和丽水各试点
种上看, 秀 92247 和秀麦 3 号的 B2葡聚糖含量远远高于总体平均, 而浙农大 3 号和浙原 18 的
B2葡聚糖含量显著低于平均水平, 其它四个品种与平均水平相接近。再从AMM I纵坐标分析
品种和试点的互作效应, 可将供试品种分为以下五类, 浙农大 6 号 (4) 和浙农大 3 号 (6) 为第
一类, 它们的 B2葡聚糖含量相对较低, 并且具有负向互作效应; 浙农大 7 号 (2)和 92211 (5)为
第二类, 它们的 B2葡聚糖含量相对较低, 且 PCA 1 值很小, 即互作效应很小; 第三类是浙皮 4
号 (7)和浙原 18 (8) , 它们的 B2葡聚糖含量也较低, 但具有较小的正向互作效应; 第四类是秀
92247 (1) , 它具有较大的正向互作效应, B2葡聚糖含量较高; 最后一类是秀麦 3 号 (3) , B2葡
聚糖含量较高, 但具有较小的正向互作效应。
3 结语
本研究 8 个浙江省大麦主栽品种在 6 个不同生态地区种植, 籽粒 B2葡聚糖含量平均为
3. 95% , 变幅为 3. 24%~ 4. 62%。这一结果与现有国外的一些报道比较, 与欧洲的相近, 但
要低于加拿大、澳大利亚所报道的值。据研究, B2葡聚糖含量的地区间差异与气候条件不同
有关, 在籽粒成熟期间, 雨水较多和气温较高的地区往往 B2葡聚糖含量较低。据此, 浙江省
大麦成熟期间的气候条件对降低 B2葡聚糖含量是有利的, 本试验结果也证明了这一点。
据报道, 大麦品种本身的遗传因素是引起 B2葡聚糖含量变异的主要原因, 同一地区内引
起 B2葡聚糖含量变化有 89% 来自遗传。本研究表明, 虽然品种和环境对 B2葡聚糖含量的影响
均达显著水平, 但从方差分析可知, 对大麦 B2葡聚糖含量的影响, 品种效应明显大于试点效
应, 且品种和试点的互作效应也达极显著水平, 显示出品种选育和合理利用在降低 B2葡聚糖
含量上有很大的潜力。
AMM I模型分析表明, 供试的 8 个品种中, 浙皮 4 号和浙原 18 在各试点的 B2葡聚糖平
均含量较低, PCA 1 值较小, 对环境的反应比较稳定, 是 B2葡聚糖含量较理想的品种。
1796 期           汪军妹等: 大麦 B2葡聚糖含量的品种和环境效应