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基因型、环境及其互作对小麦主要品质性状的影响

乔玉强

   品质改良是小麦育种的重要目标之一。小麦品质包括形态品质、营养品质和加工品质等,它们彼此间相互联系,密切相关。由于小麦品质性状大多属数量性状,所以其是由品种的遗传特性(G)与环境(E)及其互作(G×E)相互作用的结果。本文以生产应用为目标,对2003-2004、2004-2005两年度参加国家黄淮南片水地组区域试验宿县、阜阳及涡阳3地的部分品种及2005-2006、2006-2007两年度4个地点种植的黄淮麦区具有代表性的19个小麦品种(系)进行品质指标的分析。得出以下结论: 1.以两年国家黄淮海小麦区试3个试点共55个小麦品种(系)为材料,检测了其全麦粉多酚氧化酶(PPO)活性和其它相关品质性状。结果表明,全麦粉PPO活性在不同品种、年份和地点间差异显著。全麦粉PPO活性与膨胀势、峰值黏度、稀懈值呈极显著负相关,相关系数分别为-0.32、-0.18和0.28;与SDS沉降值、蛋白质含量、湿面筋含量、zeleny沉降值、糊化温度、峰值时间呈极显著正相关,相关系数分别为0.20、0.28、0.28、0.24、0.27和0.21,与黄色素含量、碱性水保持力(AWRC)、硬度、保持黏度、最终黏度和回升值相关不显著。 2.通过测定黄淮麦区2年度3试点13个小麦区试品种糊化特性(RVA)参数及其它主要品质性状,研究了小麦RVA参数稳定性及其与其它主要品质性状间的关系。结果表明:基因型对峰值粘度、保持粘度、稀懈值、最终粘度、回升值起主导作用,环境对糊化温度和峰值时间影响较大。峰值粘度、保持粘度、最终粘度在品种间变幅较大,分别为2055.50~3935.50cp、1046.42~2589.00cp和2412.00~4341.50cp,峰值粘度、保持粘度、稀懈值的变异系数较高,分别为10.74%、12.17%、21.25%。除峰值时间外,其它RVA参数品种间差异极显著。峰值粘度与保持粘度、稀懈值、最终粘度及回升值间极显著正相关。峰值粘度、保持粘度、最终粘度、回升值与蛋白质含量、湿面筋含量和Zeleny沉降值间极显著负相关。同时依据RVA参数对参试品种进行了聚类分析。峰值粘度可作为衡量小麦淀粉特性的最重要指标,由于品种间淀粉品质差异大,因此品种选育过程中应同时注重蛋白质和淀粉品质。 3.通过对两年度3个试点13个小麦品种的16个主要品质性状的基因型和环境及其互作效应的分析。结果表明,品质性状在不同小麦品种及不同试点间皆存在显著差异,其中硬度、PPO活性、AWRC、稀懈值的变异系数较大;膨胀势、最终粘度、峰值粘度的变异系数较小;糊化温度、碱性水保持力、峰值时间、蛋白质含量、湿面筋含量、PPO活性、黄色素含量、膨胀势、峰值粘度、稀懈值、回升值、Zeleny沉降值、硬度的环境效应大于基因型效应;SDS沉降值和最终粘度的基因型效应大于环境效应,保持粘度受环境效应影响较小。 4.利用非平衡数据分析方法对区试试验2年多点多性状有缺失数据的分析结果表明,参试品种(系)除糊化温度、AWRC、峰值时间和蛋白质含量的品种间差异较小外,其它品质指标品种间存在极显著差异。综合各参试品种(系)品质性状稳定性可以看出,春水A组的V1、V2、V13,春水B组的V2、V14,冬水A组的V2、V3以及冬水B组的V2的品质稳定性较好。本研究的方差分析结果表明,参试品种(系)的PPO、AWRC、糊化温度、峰值时间、蛋白质含量、面筋含量及硬度的年份效应方差估计值最大,表明这些性状的年份间差异较大,大多数性状的年份×地点互作效应的方差分量值都比较大,说明3个试点的性状表现在2004年和2005年很不一致。有些性状的基因型×地点互作效应的方差分量值也较大,表明各参试组合的性状在3个试点的表现也不一致。因此,对小麦品质指标进行单一年份或地点的分析时,其结果会有偏差,需要强调对多年和多点的资料进行联合分析。 5.利用2年4点19个品种(系)随机区组设计的数据分析结果表明,蛋白质含量主要受环境因素的影响,试点间的变异平方和占总变异平方和的58.53%,基因型的变异平方和仅占总平方和的19.88%:SDS沉降值主要受基因型的影响。本研究同时表明,不同品质性状在试点间的变化规律不同,SDS沉降值、干湿面筋含量、蛋白质含量和面筋含量表现出随纬度的升高而升高的趋势,面筋指数和峰值黏度表现出随纬度的升高而降低的趋势。所有品质性状均受基因型、环境及基因型环境互作效应的影响,不同性状受不同因素影响的程度不同。SDS沉降值、AWRC、PPO活性、黄色素含量、峰值黏度、保持黏度、稀懈值、峰值时间、糊化温度和硬度的基因型间变异较大,说明这些性状稳定性较好;黄色素含量、面筋指数、最终黏度和回升值的年份间变异较大,湿面筋含量、干面筋含量、蛋白质含量、面筋含量和Zeleny沉降值的地点间变异较大,说明这些性状的稳定性差,受环境因素的影响较大。……   
[关键词]:小麦;品质;稳定性分析;基因型;环境
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:安徽农业大学2008年