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陈光斗:有关小麦抗穗发芽的问题
2023-07-29  浏览:1011

陈光斗   西北农林科技大学

      一、小麦穗发芽与红粒品种的关系

      对原陕西省农林科学院粮食作物研究所于1983年9月出版的《小麦品种资源目录》中红粒小麦品种进行统计发现:

      (1) 属北方晚熟冬麦区的陕北榆林和延安和铜川、咸阳、宝鸡部分区县,共有品种299份,其中红粒小麦品种占比85.1%。

      (2)关中平原区(渭南、咸阳、宝鸡)共有品种251份,其中红粒小麦品种占比77.1%。

      (3)汉中盆地称丘陵山区,共有品种167份,其中红粒小麦品种占比89.8%。

      (4)安康川道笔丘陵山区,共有品种273份,其中红粒小麦品种占比87.9%。

      这些品种均是农家地方品种资源的改种结果,说明在漫长的农业历史长河中,通过生态条件的自然选择和人类选择,有较多的红粒小麦品种被保留了下来。由此也表明,红粒小麦较白粒小麦有相对稳产特性,这种稳产性可能与抗穗发芽有一定相关性。然而,小麦杂交选育得到的品种以白粒为多,主要着眼于磨粉白度和出粉率。白度好、出粉率高的面粉多为中筋、低筋,属于面筋蛋白含量低的品质。这类白软麦、粉质的品种遇连霖雨时穗发芽往往容易发生。如,1956年碧蚂1号穗发芽严重,2023年我国黄淮麦区的河南、关中麦区的穗发芽亦如此。

      二、陕西省红粒小麦品种中部分推广种植面积大、利用时间较长

      这些品种中,阿勃(Abbondanza)在咸阳地区的泾阳、三原、高陵及西安市的临潼等县生产上曾推广应用时间长达8~10年,在汉中地区也种植了5~7年。郑州24及其选系陕合6号也利用了10年以上。郑引1号(意大利s.t1472/506)利用了5年。在陕西引进的绵阳、川育等系列小麦品种中,多为红粒品种。在汉中的品种(系)交换中,不抗穗发芽的白粒品种(系)会被淘汰,因而选留的主要是抗穗发芽的红粒品种(系)。

      三、关于红粒小麦磨粉品质

      现代的面粉加工工艺技术已不同往昔,可完全将红粒小麦面粉加工出理想的白度,而且麦麸的附加值也较高。因此,以红粒小麦为原料,面粉加工企业可实现与白粒小麦同等的加工效益,且经济效益不低,有利于抗穗发芽的红粒小麦品种选育和推广种植。

      四、红粒小麦的战略贮备

      红粒小麦的藏贮时间一般比白粒小麦长。白粒小麦在贮备期间含水量超过13%以上时,就需要翻库晾晒,因而白粒小麦的藏贮成本高于红粒小麦。从美国、加拿大等国的战备贮粮以红硬冬(红粒硬质的冬小麦)、红硬春(红粒硬质的春小麦)为主就可以看出红粒小麦在粮食战略贮备中的重要地位。

      五、红粒小麦的选育问题

      1.个性化选择影响红粒小麦育种

      在我国南方冬麦区和北方春麦区,小麦收获期常会遇到连阴雨天气,所以南北麦区均以红粒品种为主,白粒品种甚少。在红粒品种和白粒品种杂交(正交或反交)中,红粒多为显性性状。当品系稳定后,品系、产量比较试验中,红粒品系产量多地高于白粒品系。但有些育种者为了追求面粉白度或出于个人偏爱,会把高产的红粒品系舍弃掉,从而导致一些红粒小麦未能被选育出来。

      2.穗发芽抗性可能与籽粒蛋白质含量高有关

      1987年在渭北永寿旱地育种基地,小麦收获期遇到七天连阴雨(中间一天暂停为阴天),随后经田间取样检查,中筋小麦品种陕229全穗出芽,且长出初生根,而高蛋白品种陕优225的穗子中有87%的籽粒未出芽,发芽率仅13%。

      3.覆粒性好(口紧)有助于抗穗发芽

      南大2419(意大利Mentana)俗称难打2419(红壳、白粒),是上世纪五六十年代陕南的主干品种,也是淮南及长江流域麦区的主栽品种。其由于覆粒性好,表现出抗穗发芽、稳产的特点。在渭北高原推广的抗条锈品种钱交麦(美国Cheyenne),口紧、红粒、抗风雹、不落粒,抗穗发芽能力突出。在永寿基点选育的陕旱8968也表现出口紧、抗吸浆虫(在武功贞元农场良繁中发现抗吸浆虫特性)特点,虽未参加区试和审定,但在渭北的永寿、淳化等县有较大种植面积。

      4.麦粒种皮、颖壳花青素含量与穗发芽抗性的相关性

      2023年收获季节,多数小麦品种出现穗发芽,但西北农林科技大学农学院何一哲老师选育的有色小麦表现出良好的抗穗发芽特性,这可能与该类小麦种皮中的高花青素含量有关。

      在地方农家品种中存在众多的红壳材料,这些材料的抗穗发芽表现优秀。经统计,在陕北晚熟冬麦区、关中平原麦区、汉中地区和安康地区的地方品种中,红壳麦分别有115、117、49和67份,占比分别达到28.7%、46.2%、33.3%和26.1%。因此,农家品种中穗壳红色(或微红)材料大体占四分之一或三分之一之多,是非常宝贵的抗穗发芽育种资源,这也是人为和自然选择的结果。颖壳的颜色也主要归因于花青素含量,颖壳除红色外,还有红色、紫色、紫黑色等颜色,这些深色壳材料的穗发芽抗性也可能优于白壳材料,但在杂交选育中,这些细微性状常被忽视。

      5.与穗发芽抗性的其他可能相关性状

      新疆冬小麦中有个品种 “红勾头”,其穗茎长,灌浆期随着穗重增加,穗子逐渐弯下来,这种“勾头”的穗性状利水,穗上不易存水,这种性状是否有利于抗穗发芽有待探讨和实践检验。

      编者按:

      陈光斗老师曾长期从旱地小麦育种和栽培技术研究,所选育的陕优225是我国第一批鉴定并确定的强筋优质面包小麦品种,累计种植面积己达100万公顷以上。陈老师已80有余,但依然关注小麦育种和生产发展,笔耕不辍,精神可嘉、难能可贵。穗发芽是一直是小麦生产面临的一大难题,也是小麦遗传育种研究的热点,尤其是在2023年小麦收获季更是受到全社会广泛关注。红色种皮一直被认为有助于小麦抗穗发芽,但不是唯一的决定因素。有试验证实,红粒小麦抗穗发芽能力总体上优于白粒小麦,但不是说每一个红粒小麦品种都具有强穗发芽抗性,白粒小麦的穗发芽抗性都弱,因为在白粒小麦中有些材料的穗发芽抗性比较高,而红粒小麦中部分材料抗性却较低。由此可以看出,小麦穗发芽抗性涉及多种因素。这些因素从目前的研究看可以归纳为外部的物理因素和内部生理生化因素,前者包括种皮颜色、颖壳颜色和覆粒性、穗部弯曲度等,后者则有酶活性(如α-淀粉酶)、蛋白质含量等等。陈老师的文章中对这些因素基本上都已涵盖,值得大家学习。另外,关于穗发芽的田间表现与试验结果存在出入,可能与降雨时间(包括时长)、栽培等因素有关,如2023年部分地区中晚熟品种穗发芽相对较轻,主要是因为降雨时间与其灌浆成熟期部分错开,影响较小。因此,增强小麦穗发芽抗性除了利用遗传育种外,通过化学、栽培等手段也可能实现。

      麦类作物学报编辑部 许育彬

      《麦类作物学报》官网网址 :http://mlzwxb.alljournals.ac.cn

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