扬麦系列品种品质性状分析及育种启示

奥鹏网院作业

扬麦系列品种品质性状分析及育种启示
张晓1，李曼1，刘大同1，江伟1，张勇1，高德荣1,2

（1江苏里下河地区农业科学研究所/农业农村部长江中下游小麦生物学与遗传育种重点实验室，江苏扬州 225007；2扬州大学/江苏省粮食作物 现代产业技术协同创新中心，江苏扬州 225009）

摘要：【目的】通过研究扬麦系列品种的品质特性并进行品质聚类，明确扬麦各品种品质类型，为小麦品种区域化种植和品质育种亲本选用提供依据；通过对不同类型品种品质性状和系谱分析提出简单实用的品质选择指标和亲本选配原则。【方法】以扬麦24个品种为材料，于2015—2017年连续2年在江苏里下河地区农业科学研究所试验基地进行种植，采用随机区组设计，2次重复，统一田间种植管理。成熟后收获晒干，测定籽粒硬度、蛋白质含量、面粉湿面筋含量、SDS沉淀值、溶剂保持力（solvent retention capacity，SRC）、粉质仪参数和快速黏度仪参数等品质指标。【结果】扬麦品种硬度变幅为13.48—62.12，可以明显地分成硬麦和软麦2种类型，硬麦大于54，软麦小于32；沉淀值为6.33—13.75 mL；蛋白质含量为12.60%—14.61%，湿面筋含量为29.74%—38.13%，面筋指数为38.86%—82.83%；水溶剂保持力为54.69%—78.56%，碳酸钠溶剂保持力为71.40%—107.73%，蔗糖溶剂保持力为95.66%—127.27%；粉质仪吸水率为54.77%—67.40%，形成时间1.23—8.83 min，稳定时间2.20—13.17 min；峰值黏度高，多数品种峰值黏度3 000 cP左右，糊化温度61.57—64.75℃。扬麦4号、扬麦10号、扬麦158、扬麦16、扬麦17和扬麦23品种籽粒硬度、沉淀值、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力和面团吸水率显著高于其他品种，其他品种多数无显著差异；多数品种蛋白质含量和湿面筋含量无显著差异，扬麦1号、扬麦6号和扬麦17相对较高；形成时间和稳定时间以扬麦2号最长，其他品种多数无显著差异。聚类分析表明扬麦系列品种品质可分成2种类型，与系谱分析结果基本一致。【结论】扬麦系列品种多数为弱筋小麦，籽粒硬度、面筋指数、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、吸水率较低；扬麦4号、扬麦10号、扬麦158、扬麦16、扬麦17和扬麦23为中强筋小麦，籽粒硬度、面筋指数、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、吸水率高；扬麦品种峰值黏度高，糊化温度低。硬度可以作为品质育种简单实用的选择指标，弱筋小麦和中强筋小麦品质育种亲本中必须有相应品质类型材料。

关键词：普通小麦；育种；品质；聚类分析；系谱

0 引言
【研究意义】长江中下游麦区是中国第二大麦区，本区小麦灌浆期间降雨量偏多，湿害较重，不利于蛋白质和面筋的积累，适宜生产弱筋和中筋小麦。2001年农业部发布的《中国小麦品质区划》（试行）：“南方中筋、弱筋冬麦区包括长江中下游中筋、弱筋麦区”[1-2]；2003年农业部发布的《专用小麦优势区域发展规划（2003—2007）》确定长江中下游专用小麦优势产业带是唯一的弱筋小麦优势产业带。优质弱筋和中筋小麦品质改良成为本麦区育种的工作重点。扬麦系列品种常年种植面积约占本麦区的1/2，扬麦158最大年种植面积超过150万hm2；扬麦系列品种也是很多育种单位小麦育种的重要亲本和遗传、栽培、生理研究的重点材料[3]。因此，系统研究扬麦系列品种品质特性对小麦品质遗传育种和品种区域化布局具有重要意义。【前人研究进展】弱筋小麦与国外软麦类似，是适合制作饼干糕点等食品的小麦，表现籽粒硬度低，面粉颗粒度小、吸水率低；溶剂保持力（solvent retention capacity，SRC）由SLADE和LEVINE提出并广泛应用于饼干糕点小麦粉预测和评价，包括水、蔗糖、乳酸和碳酸钠4种SRC，综合反映了面粉面筋、戊聚糖、损伤淀粉和吸水性等理化特性，与饼干直径显著负相关[4-6]。中国弱筋小麦育种虽起步较晚，但育种研究进展较快，育成了扬麦13、扬麦15和宁麦13等弱筋小麦品种并在生产上大面积推广，其中，扬麦13饼干烘烤评分超对照美红软，连续十三年列为全国唯一的弱筋主导小麦品种；扬麦15饼干和蛋糕评分与美红软相当，是长江中下游主推弱筋小麦品种[7]。中筋小麦是适合制品面条和馒头等食品的小麦，其品质由面筋质量、淀粉品质、面粉色泽和蛋白质数量等因素共同决定，蛋白质含量、面筋强度中等的小麦适宜制作面条和馒头，峰值黏度和膨胀势高有利于面条品质的改善[8-10]。长江中下游麦区扬麦4号、扬麦158和扬麦16品种籽粒硬度高、淀粉品质好，加工食品弹性和延展性比例适中、口感弹韧，是生产优质蒸煮食品的原料，促成了长江中下游第四、五、六次大面积品种更换[11-14]。扬麦系列品种的育成和大面积推广对长江中下游麦区小麦品质改良提升发挥了重要作用，使长江中下游麦区成为中国最大的优质弱筋小麦生产基地和红皮中筋小麦产区。【本研究切入点】中国小麦连年丰产后，品质成为中国小麦供给侧改革的关注重点[15-16]，发掘品质育种所需优异种质，研究实用品质选择指标非常必要。虽已有部分扬麦品种品质及相关基因的报道，但扬麦系列品种品质性状的系统研究和系谱分析等鲜见报道。【拟解决的关键问题】本研究拟对扬麦24个品种的品质性状（包括籽粒硬度、蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值、溶剂保持力、粉质仪参数和淀粉糊化特性）进行检测，研究扬麦系列品种的品质性状，通过聚类和系谱分析进行品质分类和溯源，并提出品质育种实用性选择指标和亲本配组方案，以期为小麦品质改良和优质小麦的区域化布局提供支撑。

1 材料与方法
1.1 试验材料
扬麦24个系列品种（表1）由江苏里下河地区农业科学研究所小麦种质资源库保存，为单系纯种。2015—2016和2016—2017年度种植于江苏里下河地区科学研究所万福试验基地（119°26′E、32°24′N），前茬为水稻，土壤为砂壤土。试验采用随机区组设计，2次重复，5行区，行长1.33 m，行距0.23 m。田间管理与大田生产一致，生长期间没受到自然灾害，正常成熟，按小区收获脱粒，晾晒除杂后统一磨粉。

1.2 品质性状测定项目和方法
1.2.1 籽粒蛋白质含量 采用Perten DA7200近红外仪根据AACC39-10测定。

1.2.2 籽粒硬度 采用瑞典波通仪器公司（Perten）的单粒谷物特性测定仪（SKCS-4100）测定。硬度指数是无量纲单位，一般硬度大于60为硬质，小于45为软质，45—60为混合麦。

1.2.3 制粉 采用瑞典Buhler的MLU-202型磨粉机磨粉，根据籽粒硬度，将小麦籽粒含水量分别调整至14%—15%，润麦18—20 h，参照AACC26—20方法磨粉。

1.2.4 微量SDS沉淀值 参照张晓等[17]方法测定。

1.2.5 湿面筋含量 利用Perten 2200型面筋洗涤仪按照GB/T14608—93测定。

1.2.6 溶剂保持力 按照AACC56-11方法测定溶剂保持力，包括4种溶剂保持力（solvent retention capacity，SRC）指标：水SRC、碳酸钠SRC、乳酸SRC和蔗糖SRC。

1.2.7 粉质仪参数 利用德国布拉本德（Brabender）食品仪器有限公司生产的810108型电子型粉质仪按照AACC54—21方法测定。

1.2.8 淀粉糊化特性 采用澳大利亚Newport Scientific公司生产的快速黏度测定仪（rapid visco analyser，RVA）测定糊化特性。

1.3 数据分析
利用Microsoft Excel 2016进行数据整理和表格绘制，采用IBM SPSS Statistics 22进行数据统计分析。

2 结果
2.1 扬麦系列品种品质性状
2.1.1 籽粒硬度、蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量和面筋指数 从表1可以看出，扬麦4号、扬麦158、扬麦16、扬麦23、扬麦10号和扬麦17籽粒硬度较高，为54.31—62.12，显著高于其他品种；扬麦13、扬麦15和扬麦21籽粒硬度均低于20，其余品种籽粒硬度为22.35—31.51，且无显著差异，根据硬度可把扬麦明显分成硬麦和软麦2种类型，硬麦硬度大于54，软麦硬度小于32。品种之间的籽粒粗蛋白质含量差异没有明显规律性：扬麦17、扬麦1号、扬麦6号和扬麦4号4个品种籽粒蛋白质含量相对较高，在14%以上；扬麦15、扬麦158、扬麦24和扬麦25较低，在13%以下，而扬麦158属于中强筋小麦类型；其余品种籽粒蛋白质含量无显著差异，为13%—14%。扬麦17、扬麦10号、扬麦23、扬麦16、扬麦158、扬麦2号和扬麦6号沉淀值相对较高，为10.17—13.75 mL，其余品种间无显著差异，位于6.33—9.58 mL，根据沉淀值也可以明显将扬麦分成高沉淀值类型和低沉淀值类型，且与依据硬度分类基本一致。扬麦1号、扬麦6号和扬麦17湿面筋含量相对较高，为35.82%—38.13%，其余品种湿面筋含量为29.74%—33.48%，且无显著差异。在面筋指数上，扬麦2号、扬麦23、扬麦25和扬麦24相对较高，为80.02%—82.83%，特别是自扬麦23后，近年来育成新品种面筋指数明显提高，扬麦4号、扬麦1号、扬麦13和扬麦20较低，为38.86%—48.81%，其余品种为50.44%—71.78%。

表1 扬麦系列品种籽粒硬度、蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量和面筋指数

Table 1 Kernel hardness, protein content, sedimentation value, wet gluten content and gluten index of Yangmai series wheat varieties


同列不同小写字母表示0.05水平显著差异。下同 Different small letters in the same column show significant difference at 0.05 level. The same as below

2.1.2 溶剂保持力 从表2可以看出，扬麦158水SRC最高，其次是扬麦4号、扬麦16、扬麦23、扬麦10号、扬麦17和扬麦11，为63.83%—78.56%，显著高于其他品种，其他品种差异较小，数值为54.69%—61.36%。扬麦158、扬麦10号、扬麦16、扬麦4号和扬麦23碳酸钠SRC相对较高，在99.14%—107.73%，其次是扬麦11和扬麦17，分别为88.55%和86.57%，上述品种显著高于其他品种（71.40%—80.55%）。扬麦2号、扬麦16、扬麦10号、扬麦11、扬麦23、扬麦158、扬麦4号和扬麦6号乳酸SRC较高，为118.83%—128.13%；扬麦20和扬麦22相对最低，分别为85.89%和89.65%；其余品种间基本无显著差异（100.86%—115.44%）。扬麦10号、扬麦16、扬麦158、扬麦11、扬麦4号和扬麦23蔗糖SRC相对较高，为118.48%—127.27%；扬麦20蔗糖SRC数值最低，为95.66%；其余品种数值为102.16%—117.59%。

综上，扬麦4号、扬麦158、扬麦10号、扬麦16和扬麦23的SRC较高，而扬麦1号、扬麦3号、扬麦5号、扬麦9号、扬麦12、扬麦13、扬麦15和扬麦20的SRC较低；乳酸SRC（反映面筋特性）易受环境影响，水SRC（反映面粉综合特性）、碳酸钠SRC（反映损伤淀粉含量）和蔗糖SRC（反映戊聚糖含量）基因型效应更大，依据水SRC、碳酸钠SRC和蔗糖SRC对扬麦进行分类结果较为一致，与依据硬度和沉淀值分类结果相似。

表2 扬麦系列品种的溶剂保持力

Table 2 Solvent retention capacity of Yangmai series wheat varieties


2.1.3 粉质仪参数 从表3可以看出，扬麦158和扬麦16粉质仪吸水率最高，其次是扬麦4号、扬麦10、扬麦23、扬麦17、扬麦6号和扬麦11，吸水率为60.67%—67.40%，显著高于其他品种；其他品种吸水率基本无显著差异（54.77%—59.20%），依据吸水率对扬麦分类与按照硬度分类结果基本一致。扬麦2号面团形成时间最长，其次是扬麦6号、扬麦14、扬麦17和扬麦16，面团形成时间均高于4 min；其余品种间面团形成时间无显著差异，在1.23—3.47 min。面团稳定时间以扬麦2号最高，其次是扬麦25和扬麦23，其余品种稳定时间无显著差异。面团弱化度以扬麦20、扬麦13和扬麦22相对最高，其次是扬麦5号，弱化度在70 FU以上；扬麦23、扬麦25和扬麦2号相对最低，弱化度在30 FU以下；其余品种弱化度差异不显著，数值在38.00—64.67 FU。面粉粉质质量指数以扬麦2号、扬麦23、扬麦25、扬麦16和扬麦17相对较高，其余品种无显著差异。

2.1.4 糊化特性参数 自扬麦6号以后扬麦品种峰值黏度均较高，多数在3 000 cP左右，仅早期品种扬麦3号、扬麦4号、扬麦5号和2个近年来育成的扬麦17、扬麦22峰值黏度较低，为2 108.33—2 613.33 cP，其他品种峰值黏度均较高，无显著差异（表4）。扬麦3号、扬麦4号、扬麦5号和扬麦22低谷黏度较低，为1 093.33—1 341.00 cP，其余品种低谷黏度无显著差异，均在1 523 cP以上。扬麦2号、扬麦6号、扬麦13、扬麦18和扬麦19稀懈值相对较高达1 300 cP以上；扬麦3号、扬麦4号和扬麦17稀懈值相对较低在1 000 cP左右；其余品种间基本无显著差异。扬麦3号、扬麦4号、扬麦5号、扬麦13和扬麦22最终黏度显著低于其他品种，其余品种基本无显著差异。扬麦3号、扬麦5号、扬麦6号、扬麦13和扬麦22回升值相对较低，其余品种相对较高且无显著差异。

表3 扬麦系列品种粉质仪参数

Table 3 Farinograph parameters of Yangmai series wheat varieties


2.2 扬麦系列品种品质性状聚类
以不同品质类型品种差异显著的性状硬度、面筋指数、碳酸钠SRC、水SRC、蔗糖SRC、吸水率、面团形成时间、峰值黏度和峰值温度为聚类分析变量对所有品种进行分层聚类，在遗传距离10水平处把扬麦品种分为2类（图1）。

第1类以弱筋小麦为主，主要包括扬麦1号、扬麦3号、扬麦5号、扬麦6号、扬麦9号、扬麦11、扬麦12、扬麦13、扬麦14、扬麦15、扬麦18、扬麦19、扬麦20、扬麦21、扬麦22、扬麦24和扬麦25。其中扬麦11的硬度值很低，但溶剂保持力和吸水率均很高，有待于进一步研究；其他品种硬度值为13.48—30.52，面筋指数为38.86%—80.19%，水SRC为54.69%—61.36%，碳酸钠SRC为71.40%—80.55%，蔗糖SRC为95.66%—117.59%，吸水率为54.77%—61.53%，面团形成时间为1.23—4.63 min，弱化度为25.67—105.00 FU，峰值黏度为2 108.33—3 062.00 cP，糊化温度为63.02—64.75℃。

第2类以中强筋小麦品种为主，包括扬麦4号、扬麦10、扬麦16、扬麦17、扬麦158和扬麦23，该类品种硬度值为54.31—62.12，面筋指数为48.81%—82.83%，水SRC为65.93%—78.56%，碳酸钠SRC为86.57%—107.73%，蔗糖SRC为108.68%—127.27%，吸水率为61.57%—67.40%，面团形成时间为2.67—4.50 min，弱化度30.00—64.67 FU，峰值黏度为2 355.67—3 026.00 cP，糊化温度61.57—62.73℃。

2.3 扬麦系列小麦品种系谱
通过对扬麦进行系谱分析（图2和表5），发现扬麦158是扬麦中强筋品种的品质遗传基础，扬麦23品质遗传于中强筋小麦扬麦16，扬麦16遗传于优质中筋小麦扬麦158优系扬91F138，扬麦17和扬麦10号也均为扬麦158衍生品种。扬80鉴3和宁麦9号为扬麦弱筋品种的品质遗传基础，扬麦15弱筋品质遗传于扬89-40，扬89-40遗传于扬80鉴3；扬麦20遗传于扬麦9号，扬麦9号也遗传于扬80鉴3；扬麦13弱筋品质遗传于扬88-84，扬88-84亲本之一也是扬80鉴3；扬麦18和扬麦21遗传于宁麦9号。

表4 扬麦系列品种糊化特性参数

Table 4 Pasting properties of Yangmai series wheat varieties


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图1 扬麦系列品种品质性状聚类分析图

Fig. 1 Cluster analysis of Yangmai series wheat varieties quality traits

表5 扬麦系列品种系谱表

Table 5 Pedigree of Yangmai series wheat varieties


3 讨论
3.1 扬麦系列品种品质遗传基础
扬麦4号、扬麦10号、扬麦16、扬麦17、扬麦158和扬麦23为中强筋小麦：硬度高，沉淀值高，SRC和吸水率高，面团形成时间长，糊化温度低，峰值黏度高。分子标记检测表明，该类品种除扬麦4号外均携有Pinb-D1b硬度突变基因；HMW-GS除扬麦4号为“Null，7+9，5+10”，其余品种为“1/Null，7+8/7+9，2+12”；LMW-GS为“Glu-A3c/d，Glu-B3g”；均不含1BL/1RS易位。众多研究表明Pinb-D1b突变类型材料磨粉和面条馒头加工品质优异[18-19]，这也是扬麦158、扬麦16和扬麦23等Pinb-D1b突变类型品种出粉率高的主要原因。关于HMW-GS对品质的影响，Glu-Al位点上，l与2*优于Null；Glu-B1位点上，7+8、17+18、13+16、14+15优于7+9和6+8；Glu-D1位点上，5+10优于2+12、4+12和3+12[20-22]，扬麦多数品种的亚基组成为“1/Null，7+8/7+9，2+12”。关于LMW-GS对品质的影响，Glu-A3b、c、d和Glu-B3b、d、g、i面筋质量好[23-26]。本研究除扬麦4号外几个中强筋品种均无5+10亚基，这可能是由于Pinb-D1b、LMW-GS和不同蛋白组分比例的品质改良效应完全弥补了2+12亚基对中强筋品质的弱化效应，Pinb-D1b硬度突变基因、LMW-GS类型Glu-A3c/d和Glu-B3g、不含1BL/1RS易位是扬麦系列中强筋类品种面团强度适中，面团弹性和延展性好的主要遗传基础。

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图2 扬麦系列品种的系谱图

Fig. 2 Pedigree of Yangmai series wheat varieties

扬麦1号、扬麦2号、扬麦3号、扬麦5号、扬麦6号、扬麦9号、扬麦11、扬麦12、扬麦13、扬麦14、扬麦15、扬麦18、扬麦19、扬麦20、扬麦21、扬麦22、扬麦24和扬麦25多数为弱筋品质类型：硬度低，沉淀值低，SRC和吸水率低。这类品种中，扬麦11、扬麦24和扬麦25硬度仅为27.19，但SDS沉淀值、溶剂保持力、吸水率和面筋指数等指标显著高于扬麦9号、扬麦13和扬麦20等弱筋小麦品种。这可能是由于扬麦24和扬麦25的亲本之一是扬麦11，而扬麦11是扬麦158抗白粉病回交所得，保留了部分扬麦158优异蛋白组分和比例。分子标记检测表明，该类品种硬度基因均为Pinb-D1a野生型；HMW-GS 为“1/Null，7+8/7+9，2+12”；LMW-GS为“Glu-A3c/d，Glu-B3g”；均不含1BL/1RS易位。由此可见，Pinb-D1a软质基因型、HMW-GS类型“Null，7+8/7+9，2+12”是扬麦系列弱筋品种的主要遗传基础。今后需对醇溶蛋白亚基和蛋白组分含量比例进行分析，进一步完善扬麦品种品质形成的遗传解析。

本研究表明扬麦6号之后的扬麦系列品种峰值黏度都较高，与刘建军等[7]研究结果一致。郭静[27]研究表明扬麦15和扬麦16FrⅠ型长B链淀粉含量高，FrⅠ型长B链淀粉含量与峰值黏度呈显著或极显著相关性；薛香等[28]研究表明扬麦16 α-淀粉酶活性低，面粉中的α-淀粉酶活性影响淀粉的糊化特性。由此推测，长B链淀粉含量高和α-淀粉酶活性低可能是扬麦系列品种尤其是扬麦16和扬麦158为代表的中筋类小麦品种淀粉糊化特性优异的原因。

3.2 小麦品质育种选择指标
小麦品质受基因型、环境以及二者互作效应的共同影响，但对于多数品质性状，基因型和环境效应的相对大小还取决于研究所用试验材料和环境变异幅度[29]。本研究表明，硬度、面筋指数、水SRC、碳酸钠SRC、蔗糖SRC、吸水率、形成时间和弱化度基因型效应大于环境效应。多数研究表明，硬度、溶剂保持力（SRC）以及反映蛋白质质量的性状主要受基因型影响，蛋白质含量受环境效应影响更大[30-33]。林作楫等[34]研究报道现有小麦品质评价标准中湿面筋含量和粉质仪稳定时间还不够全面。本研究结果表明利用粗蛋白含量、湿面筋含量和稳定时间不能对扬麦品种的品质类型进行合理分类，利用硬度、面筋指数、水SRC、碳酸钠SRC、蔗糖SRC、吸水率、形成时间等可以把扬麦品种分成2种类型，依据硬度对分类与利用硬度、沉淀值、吸水率、水SRC、碳酸钠SRC和蔗糖SRC进行分类结果一致，且硬度与沉淀值、吸水率、水SRC、碳酸钠SRC、蔗糖SRC的相关系数分别为0.68、0.84、0.88、0.82、0.55，达极显著水平。因此，育种中可以采用硬度指标进行初步选择，快速高效。何中虎曾提议修改中国强筋小麦和弱筋小麦的概念和分类方法，采用与国际接轨的硬麦和软麦概念（私人通信），本研究亦认为用硬度对小麦分类可行，更加方便小麦商品粮收购。

优质中强筋小麦选育需加强Pinb-D1b硬度基因筛选，选择硬度高、沉淀值高、SRC和吸水率高、面团形成时间长的材料；同时注重淀粉品质的改良，结合高峰值黏度和低糊化温度特征，提高面条和馒头品质。优质弱筋需加强Pinb-D1a硬度基因筛选，选择硬度低、吸水率低、沉淀值低、SRC低、饼干和糕点品质优的材料。

3.3 小麦品质改良的中心亲本
根据扬麦不同品质类型品种的系谱分析，中强筋品种的亲本都有中强筋类型，弱筋品种都有弱筋亲本。扬麦4号、扬麦10号、扬麦16、扬麦17、扬麦158和扬麦23为中强筋小麦，以扬麦158为亲本育成扬麦10号、扬麦16和扬麦17，以扬麦16为亲本培育出优质强筋小麦扬麦23；江苏丘陵地区农科所以扬麦158抗白粉病回交系99G56为亲本育成强筋小麦镇麦9号、镇麦10号和镇麦12号，江苏里下河地区农业科学研究所又以镇麦9号为亲本育成强筋小麦扬麦29。这与李爱国等[35]、李国枫等[36]研究报道优质强筋小麦育种至少有1个优质亲本一致。扬麦13、扬麦15、扬麦18、扬麦19、扬麦20、扬麦21、扬麦22、扬麦24和扬麦25为弱筋小麦，亲本中均有弱筋种质或品种，最原始弱筋亲本为扬鉴三、宁麦9号和豫麦18，它们的Pinb-D1a在上述弱筋品种中得到稳定遗传。因此，强筋小麦和弱筋小麦育种中必须利用相应类型的优质亲本，更应重视骨干亲本的利用。

4 结论
扬麦系列品种多数为弱筋小麦，部分品种如扬麦158、扬麦16和扬麦23等为中强筋小麦，淀粉品质优良。硬度可以作为品质育种高效实用选择指标，弱筋小麦和中强筋小麦品质育种中必须利用相应品质类型的亲本。

References

[1] 何中虎, 林作楫, 王龙俊, 肖志敏, 万富世, 庄巧生. 中国小麦品质区划的研究. 中国农业科学, 2002, 35(4): 359-364.

HE Z H, LIN Z J, WANG L J, XIAO Z M, WAN F S, ZHUANG Q S. Classification on Chinese wheat regions based on quality. Scientia Agricultura Sinica, 2002, 35(4): 359-364. (in Chinese)

[2] 王龙俊, 陈荣振, 朱新开, 杨力, 姜东, 陈维新, 李旭. 江苏省小麦品质区划研究初报. 江苏农业科学, 2002(2): 15-18.

WANG L J, CHEN R Z, ZHU X K, YANG L, JIANG D, CHEN W X, LI X. Classification on wheat regions based on quality in Jiangsu Province. Jiangsu Agricultural Sciences, 2002(2): 15-18. (in Chinese)

[3] 程顺和, 郭文善, 王龙俊. 中国南方小麦. 南京: 江苏科学技术出版社, 2012.

Cheng S H, Guo W S, Wang L J. Wheat in Southern China. Nanjing: Jiangsu Science and Technology Press, 2012. (in Chinese)

[4] SLADE L, LEVINE H. Structure-Function Relationships of Cookie and Cracker Ingredients. New York: The Science of Cookie and Cracker Press, 1994.

[5] GUTTIERI M J, BOWEN D, GANNON D, O’BRIEN K, SOUZA E. Solvent retention capacities of irrigated soft white spring wheat flours. Crop Science, 2001, 41(4): 1054-1061.

[6] 张岐军, 张艳, 何中虎, Pena R J.软质小麦品质性状与酥性饼干品质参数的关系研究. 作物学报, 2005, 31(9): 1125-1131.

ZHANG Q J, ZHANG Y, He Z H, Pena R J. Relationship between soft wheat quality traits and cookie quality parameters. Acta Agronomica Sinica, 2005, 31(9): 1125-1131. (in Chinese)

[7] 张晓, 张勇, 高德荣, 别同德, 张伯桥. 中国弱筋小麦育种进展及生产现状. 麦类作物学报, 2012, 32(1): 184-189.

Zhang X, Zhang Y, Gao D R, Bie T D, Zhang B Q. The development of weak-gluten wheat breeding and present situation of its production. Journal of Triticeae Crops, 2012, 32(1): 184-189. (in Chinese)

[8] 刘锐, 魏益民, 张波. 小麦蛋白质与面条品质关系的研究进展. 麦类作物学报, 2011, 31(6): 1183-1187.

Liu R, Wei Y M, Zhang B. Review on relationship between wheat protein and noodle quality. Journal of Triticeae Crops, 2011, 31(6): 1183-1187. (in Chinese)

[9] 刘锐, 魏益民, 邢亚楠, 张波, 张影全. 小麦淀粉与面条质量关系的研究进展. 麦类作物学报, 2013, 33(5): 1058-1063.

Liu R, Wei Y M, XING Y N, ZHANG B, ZHANG Y Q. Review on the relationship between starch and noodle quality in wheat. Journal of Triticeae Crops, 2013, 33(5): 1058-1063. (in Chinese)

[10] 刘爱华, 何中虎, 王光瑞, 王德森, 张艳, 周桂英. 小麦品质与馒头品质关系的研究. 中国粮油学报, 2000,15(2): 10-13.

Liu A H, He Z H, Wang G R, WANG D S, ZHANG Y, ZHOU G Y. Relationship between wheat quality and steamed bread quality. Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2000, 15(2): 10-13. (in Chinese)

[11] 刘建军, 何中虎, 杨金, 徐兆华, 刘爱峰, 赵振东. 小麦品种淀粉特性变异及其与面条品质关系的研究. 中国农业科学, 2003, 36(1): 7-12.

LIU J J, HE Z H, YANG J, XU Z H, LIU A F, ZHAO Z D. Variation of starch properties in wheat cultivars and their relationship with dry white Chinese noodle quality. Scientia Agricultura Sinica, 2003, 36(1): 7-12. (in Chinese)

[12] 高德荣, 郭文善, 程顺和, 封超年, 朱新开, 彭永欣. 扬麦系列品种的淀粉糊化特性及Wx蛋白缺失分析. 麦类作物学报, 2007, 27(1): 55-58.

GAO D R, GUO W S, CHENG S H, FENG C N, ZHU X K, PENG Y X. Paste property and Wx protein deficiency analysis of Yangmai wheat varieties. Journal of Triticeae Crops, 2007, 27(1): 55-58. (in Chinese)

[13] 张晓, 张伯桥, 江伟, 吕国锋, 张晓祥, 李曼, 高德荣. 扬麦系列品种品质性状相关基因的分子检测. 中国农业科学, 2015, 48(19): 3779-3793.

ZHANG X, ZHANG B Q, JIANG W, LV G F, ZHANG X X, LI M, GAO D R. Molecular detection for quality traits-related genes in Yangmai series wheat cultivars. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(19): 3779-3793. (in Chinese)

[14] 张晓, 李曼, 江伟, 张勇, 张伯桥, 别同德, 高德荣. 小麦品种扬麦16品质及其稳定性分析. 江苏农业科学, 2016, 44(12): 138-141.

ZHANG X, LI M, JIANG W, ZHANG Y, ZHANG B Q, BIE T D, GAO D R. Wheat quality and its stability analysis of Yangmai 16. Jiangsu Agricultural Sciences, 2016, 44(12): 138-141. (in Chinese)

[15] 孙辉, 欧阳姝虹, 段晓亮. 中国小麦品质的现状与挑战. 粮油食品科技, 2017, 25(2): 1-3.

SUN H, OUYANG S H, DUAN X L. Wheat quality in China-status and challenge. Science and Technology of Cereals, oils and Foods, 2017, 25(2): 1-3. (in Chinese)

[16] 胡学旭, 王步军. 我国小麦品质提升对策研究. 农产品质量与安全, 2017(4): 36-39.

HU X X, WANG B J. Strategies for improving wheat quality in China. Quality and Safety of Agro-products, 2017(4): 36-39. (in Chinese)

[17] 张晓, 李曼, 江伟, 朱冬梅, 高德荣. 小麦三个品质性状微量检测方法的应用与评价. 麦类作物学报, 2014, 34(12): 1651-1655.

ZHANG X, LI M, JIANG W, ZHU D M, GAO D R. Application and evaluation of three micro detection methods for process quality in wheat breeding. Journal of Triticeae Crops, 2014, 34(12): 1651-1655. (in Chinese)

[18] 陈锋. 中国和CIMMYT普通小麦puroindoline基因分子基因研究及其对加工品质的影响[D]. 北京: 中国农业科学院, 2006.

CHEN F. Research of molecular genetics of puroindoline and its effects on processing quality in Chinese and CIMMYT wheat[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2006. (in Chinese)

[19] 何中虎, 晏月明, 庄巧生, 张艳, 夏先春, 张勇, 王德森, 夏兰芹, 胡英考, 蔡民华, 陈新民, 阎俊, 周阳. 中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究. 中国农业科学, 2006, 39(6): 1091-1101.

HE Z H, YAN Y M, ZHUANG Q S, ZHANG Y, XIA X C, ZHANG Y, WANG D S, XIA L Q, HU Y K, CAI M H, CHEN X M, YAN J, ZHOU Y. Establishment of quality evaluation system and utilization of molecular methods for the improvement of Chinese wheat quality. Scientia Agricultura Sinica, 2006, 39(6): 1091-1101. (in Chinese)

[20] Weegels P L, Hamer R J, Schofield J D. Functional properties of wheat glutenin. Journal of Cereal Science, 1996, 23: 1-17.

[21] MacRitchie F, Lafiandra D. Use of near-isogenic wheat lines to determine protein composition-functionality relationships. Cereal Chemistry, 2001, 78: 501-506.

[22] 谢科军, 朱保磊, 孙家柱, 刘冬成, 陈树林, 任妍, 程西永, 薛辉, 常向楠, 詹克慧. 黄淮南片小麦高分子量谷蛋白亚基组成及其与品质的关系. 麦类作物学报, 2016, 36(5): 595-602.

XIE K J, ZHU B L, SUN J Z, LIU D C, CHEN S L, REN Y, CHENG X Y, XUE H, CHANG X N, ZHAN K H. Composition of high molecular weight glutenin subunits of wheat varieties (Lines) in Huanghuai Southern Region and their relationship with quality. Journal of Triticeae Crops, 2016, 36(5): 595-602. (in Chinese)

[23] Jin H, Zhang Y, Li G, Mu P, Fan Z, Xia X. Effects of allelic variation of HMW-GS and LMW-GS on mixograph properties and Chinese noodle and steamed bread qualities in a set of Aroona near-isogenic wheat lines. Journal of Cereal Science, 2013, 57: 146-152.

[24] He Z H, Liu L, Xia X C, LIU J J, PENA R J. Composition of HMW and LMW glutenin subunits and their effects on dough properties, pan bread, and noodle quality of Chinese bread wheat. Cereal Chemistry, 2005, 82: 345-350.

[25] LIU L, HE Z H, YAN J, ZHANG Y, XIA X C, PENA R J. Allelic variation at the Glu-1 and Glu-3 loci, presence of 1B.1R translocation, and their effects on processing quality in cultivars and advanced lines from autumn-sown wheat regions in china. Euphytica, 2005, 142: 197-204.

[26] 刘丽, 阎俊, 张艳, 何中虎, Pena R J, 张立平. 冬播麦区Glu-1和Glu-3位点变异及1B/1R易位与小麦加工品质性状的关系. 中国农业科学, 2005, 38(10): 1944-1950.

LIU L, YAN J, ZHANG Y, HE Z H, Pena R J, ZHANG L P. Allelic variation at the Glu-1 and Glu-3 loci and presence of 1B/1R translocation, and their effects on processing quality in cultivars and advanced lines from autumn-sown wheat regions in china. Scientia Agricultura Sinica, 2005, 38(10): 1944-1950. (in Chinese)

[27] 郭静. 品种、氮肥和温度对小麦籽粒淀粉结构及理化特性的影响[D]. 扬州: 扬州大学, 2010.

GUO J. Effects of genotype, nitrogen and temperature on grain starch structure and physicochemical parameters in wheat[D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2010. (in Chinese)

[28] 薛香, 郜庆炉, 杨忠强. 小麦籽粒降落数值的配合力及遗传分析. 江苏农业学报, 2010, 26(5): 910-913.

XUE X, GAO Q L, YANG Z Q. Inheritance and combining ability of grain falling number in winter wheat.Jiangsu Journal of Agricultural Sciences, 2010, 26(5): 910-913. (in Chinese)

[29] DENCIC S, MLADENOV N, KOBILJSKI B. Effects of genotype and environment on breadmaking quality in wheat. International Journal of Plant Production, 2011, 5(1): 71-82.

[30] 吴豪, 黄园园, 汪辉, 周玉, 沈家成, 张璨, 丁锦锋, 邹娟, 马尚宇, 郭文善, 郑文寅, 姚大年. 长江中下游地区小麦品种籽粒和面条品质分析. 中国农业科学, 2019, 52(13): 2193-2207.

WU H, HUANG Y Y, WANG H, ZHOU Y, SHEN J C, ZHANG C, DING J F, ZOU J, MA S Y, GUO W S, ZHENG W Y, YAO D N. Comprehensive analysis on grain and processing quality of several wheat varieties in the Middle and Lower Reaches of Yangtze River. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(13): 2193-2207. (in Chinese)

[31] 高德荣, 宋归华, 张晓, 张伯桥, 李曼, 江伟, 吴素兰. 弱筋小麦扬麦13品质对氮肥响应的稳定性分析. 中国农业科学, 2017, 50(21): 4100-4106.

GAO D R, SONG G H, ZHANG X, ZHANG B Q, LI M, JIANG W, WU S L. Quality consistency of soft wheat Yangmai 13 under different. Scientia Agricultura Sinica,2017, 50(21): 4100-4106. (in Chinese)

[32] KONG L A, SI J S, ZHANG B, FENG B, LI S D, WANG F H. Environmental modification of wheat grain protein accumulation and associated processing quality: a case study of China. Australian Journal of Crop Science, 2013, 7(2): 173-181.

[33] 李朝苏, 吴晓丽, 汤永禄, 杨武云, 吴元奇, 吴春, 马孝玲, 李式昭. 四川近十年小麦主栽品种的品质状况. 作物学报, 2016, 42(6): 803-812.

LI Z S, WU X L, TANG Y L, YANG W Y, WU Y Q, WU C, MA X L, LI S Z. Quality of major wheat cultivars grown in Sichuan Province in recent decade.Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(6): 803-812. (in Chinese)

[34] 林作楫, 雷振生, 杨攀, 王美芳. 中国小麦品质育种进展与问题. 河南农业科学, 2007, 36(2): 5-8.

LIN Z J, LEI Z S, YANG P, WANG M F. Progress and problems of wheat quality breeding in China. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2007, 36(2): 5-8. (in Chinese)

[35] 李爱国, 宋晓霞, 张文斐. 丰德存麦5号对优质强筋小麦品种选育的启示. 中国种业, 2018(3): 65-67.

LI A G, SONG X X, ZHANG W F. Breeding of a new wheat variety Fengdecun 5 with super quality and strong gluten. China Seed Industry, 2018(3): 65-67. (in Chinese)

[36] 李国枫, 张庆江, 李广新, 李萍, 田军珍, 姚振刚, 刘双梅, 牛庆坤. 高产优质超强筋小麦新品种藁优9415的选育与应用. 种子, 2005, 24(3): 70-72.

LI G F, ZHANG Q J, LI G X, LI P, TIAN J Z, YAO Z G, LIU S M, NIU Q K. Breeding and application of a new wheat variety Gaoyou 9415 with high yield and super strong gluten. Seed, 2005, 24(3): 70-72. (in Chinese)

Analysis of Quality Traits and Breeding Inspiration in Yangmai Series Wheat Varieties

ZHANG Xiao1, LI Man1, LIU DaTong1, JIANG Wei1, ZHANG Yong1, GAO DeRong1,2

(1Lixiahe Institute of Agricultural Sciences of Jiangsu /Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Improvement for Low＆Middle Yangtze Valley, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Yangzhou 225007, Jiangsu; 2 Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu)

Abstract: 【Objective】The objectives of this study were to evaluate the quality traits of Yangmai series wheat varieties and carry out quality classification , thus providing guidance for planting appropriate wheat varieties in the suitable areas and selecting proper parents for wheat quality breeding. Moreover, based on the analyses between the performances of quality traits and pedigree of different types of varieties, a simple and practical quality selection index and principle of parent selection were proposed. 【Method】A total of twenty-four Yangmai wheat varieties were planted in randomized complete blocks with two replications at the research station of Lixiahe Institute of Agricultural Sciences of Jiangsu during the 2016 and 2017 cropping seasons. Quality parameters, such as kernel hardness, grain protein content, wet gluten content, SDS sedimentation value, solvent retention capacity (SRC), farinograph parameters and rapid visco analyzer parameters were investigated after harvesting. 【Result】The hardness of tested wheat varieties were ranged from 13.48 to 62.12, those can be divided into soft wheat (lower than 32) and hard wheat (higher than 54); In addition, the values of sedimentation value, protein content, wet gluten content, gluten index, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC, absorption, development time, stability time, peak viscosity and pasting temperature were 6.33-13.75 mL, 12.60%-14.61%, 29.74%-38.13%, 38.86%-82.83%, 54.69%-78.56%, 71.40%-107.73%, 95.66%-127.27%, 54.77%-67.40%, 1.23-8.83 min, 2.20-13.17 min, 3 000 cP up and down, and 61.57-64.75℃, respectively. We found that Yangmai4, Yangmai10, Yangmai158, Yangmai16, Yangmai17 and Yangmai23 showed significantly higher hardness, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water absorption than other varieties based on the analysis. However, we did not find the significant different of protein content and wet gluten content between different varieties. Development time and stability time of Yangmai 2 was the longest, wherea no significant differences were observed among most varieties. The cluster analysis indicated that 24 varieties could be categorized into two major groups, which was in consistence with the results from pedigree analysis. 【Conclusion】Most of Yangmai series wheat varieties could be classified as weak gluten wheat with low hardness, gluten index, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water absorption. However, Yangmai4, Yangmai10, Yangmai158, Yangmai16, Yangmai17, and Yangmai23 were mid-strong gluten wheat with relatively high hardness, gluten index, water SRC, sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water absorption. Yangmai series wheat varieties generally showed high peak viscosity and low pasting temperature. Hardness can be used as an efficient and practical selection index for quality breeding. We recommend that wheat breeders have to use at least one corresponding quality cultivar/line as one of parent for making cross if you are going to develop good quality wheat variety.

Key words: common wheat; breeding; quality traits; cluster; pedigree

doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.07.002

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：width=42.5,height=42.5

收稿日期：2019-08-22；

接受日期：2019-11-01

基金项目：国家重点研发计划（2016YFD0100502）、江苏省基础研究计划（BK20160448）、江苏省现代农业重点研发计划（BE2018350）

联系方式：张晓，Tel：15861319710；E-mail：zx@wheat.org.cn。通信作者高德荣，Tel：13852707343；E-mail：gdr@wheat.org.cn

（责任编辑 李莉）