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小麦淀粉糊化特性的配合力分析

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作者:原作原创  来源:网络转载  发布时间:2018-02-08 09:53:00

  摘要:采用NCII设计分析了8个小麦品种淀粉糊化特性的配合力、遗传力及各糊化特性间的相关性。结果表明,品种间6个糊化特性的一般配合力差异均较大,但杂交组合间的特殊配合力差异均不显著;同时这些糊化特性均具有较高的狭义遗传力,表明糊化特性主要受基因加性效应影响;另外,峰值黏度与糊化温度外的其他糊化特性均呈极显著正相关。济麦20、郑麦366、百农矮抗58、花培5号糊化特性的一般配合力较高,可用作优质面条小麦育种的亲本。 
  关键词:小麦;糊化特性;配合力;遗传力;面条品质 
  中图分类号: S512.103文献标志码: A 
  文章编号:1002-1302(2017)15-0077-03 
  小麦面粉中含量最高的生物大分子为淀粉及蛋白质,其蛋白质的含量、亚基组成以及淀粉的含量、组分、糊化特性等均对小麦加工品质有重要影响[1-5],其中淀粉的糊化特性主要影响小麦的面条加工品质。研究表明,峰值黏度与面条的色泽、光滑性、食味、总评分呈显著或极显著正相关,是评价面条品质的重要因素[6-9]。关于衰减值、最低黏度、回生值等性状与面条品质相关性研究结果不尽相同。其中,张剑等认为,最终黏度、回升值、最低黏度对面条品质影响极显著,糊化温度、峰值时间、衰减值的影响不显著[7]。赵登登等研究认为,衰减值与鲜湿面条的弹性、感官总得分呈显著正相关,而糊化温度与面条的弹性、感官总得分呈显著负相关[8]。郑学玲等研究认为,糊化温度与面条感官指标间无显著相关性[9]。配合力分析可有效帮助育种者评选亲本,提高配组合的效率。本研究选用8个小麦品种组配4×4 NCII杂交,分析糊化特性的配合力、遗传力及各糊化特性间的相关性等遗传学特征,旨在为选育优质面条专用小麦新品种提供理论依据。 
  1材料与方法 
  1.1材料 
  2012年5月,笔者以强筋小麦品种西农979、藁优9415、济麦20、郑麦366为母本,中筋小麦品种周麦18号、花培5号、百农矮抗58、弱筋小麦品种郑麦004为父本,按照NCII设计配制4×4杂交,共16个组合。2012年10月,将杂交种子及其亲本共24个处理播种于河南教育学院荥阳试验基地,采用随机区组设计,3次重复,每小区2行,行长2 m,行距 25 cm,株距10 cm,管理方式同大田。2013年6月按小区收获,保存4个月后使用LYM-1型实验磨粉机(河南郑州良源分析仪器有限公司)制粉,过100目筛备用。 
  1.2测试方法 
  采用澳大利亚Newport科学仪器公司的RVA Super3型快速黏度仪测定淀粉的糊化特性。选用仪器配套程序TCW2.6 中预设的standard1,参照GB/T 24853-2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定快速粘度仪法》进行测定,软件自动记录糊化温度(pasting temp,T)、峰值黏度(peak visc,PV)、峰值时间(peak time,PT)、最低黏度(trough visc,TV)、最终黏度(final visc,FV)、衰减值(breakdown,BD)、回生值(setback,SB)等糊化特性的指标。 
  1.3分析方法 
  采用Excel软件进行数据整理和杂种优势分析;采用DPS 9.50数据处理系统进行方差、相关性及配合力(遗传交配设计——NCII模型)分析;杂种优势指标选用中亲优势。 
  2结果与分析 
  2.1亲本糊化特性的差异 
  经方差分析及新复极差检验,各亲本间除糊化温度外,其余6个性状均差异显著,但不同筋力亲本间的糊化特性的差异性无规律(表1)。例如在峰值黏度中,强筋亲本西农979与中筋亲本百农矮抗58、周麦18号间无显著差异;最低黏度中,强筋亲本西农979与中筋亲本周麦18号、百农矮抗58间无显著差异,强筋亲本郑麦366、济麦20与弱筋亲本郑麦004间也无显著差异,在其余4个性状中也有类似现象,表明糊化特性受面筋强度的影响较小。在7个糊化特性的性状中,糊化温度的变异系数最小,仅为0.37%;衰减值的变异系数最大,为15.46%,其余性状的变异系数均不高于10.00%。 
  2.2配合力方差分析 
  方差分析结果(表2)表明,各糊化特性在不同区组间差异不显著,表明糊化特性不易受环境影响。除糊化温度外,其余糊化特性在不同组合间均差异极显著,这些差异全部归因于父本、母本间一般配合力(general combining ability,GCA)的差异,杂交组合间所有糊化特性的特殊配合力(special combining ability,SCA)均不显著。其中,父本间峰值黏度、峰值时间、最低黏度和最终黏度的一般配合力均差异极显著,衰减值的一般配合力达到显著差异;母本间6个糊化特性的一般配合力均差异极显著。因此,在优质面条小麦育种中,通过配合力分析进行亲本选择是有效的。 
  2.3一般配合力效应分析 
  同一糊化性状不同亲本间的一般配合力效应差异较大(表3),例如济麦20、花培5号、百农矮抗58最终黏度的一般配合力较高,藁优9415、郑麦004则较低。郑麦366回生值的一般配合力最低,可降低后代的回生值,但有利于提高鲜面条的货架寿命[10]。 
  不同亲本间,济麦20、郑麦366、百农矮抗58、花培5号在多数糊化特性上均表现出较高的一般配合力,可用作优质面条小麦育种的亲本;藁优9415、郑麦004、周麦18号、西农979的峰值黏度或多数糊化特性一般配合力均较低,不宜用于优质面条小麦育种。 
  2.4糊化特性的遗传力分析 
  糊化特性的遗传参数分析结果(表4)表明,除峰值黏度外,母本的一般配合力方差均大于父本,表明糊化特性有傾母遗传现象,可能与胚乳三倍体特征有关,因此在优质面条小麦育种中,配合力高的亲本更适合用作母本。本研究中一般配合力方差的比重和狭义遗传力均较高,表明糊化特性主要受基因加性效应影响,基因的显性作用不明显,同时较高的遗传力表明这些性状遗传稳定性好,适合在育种中进行早代选择。

 2.5糊化特性的相关分析 
表5结果表明,糊化温度与其他糊化性状间的相关系数均不显著,峰值黏度与峰值时间、最低黏度、衰减值、最终黏度、回生值间均呈极显著正相关,因此峰值黏度可作为标志性状用来评价育种亲本;峰值时间、最低黏度、最终黏度也与多数性状间呈显著或极显著正相关。 
3结论与讨论 
前人研究表明,不同小麦品种间糊化特性的一般配合力存在显著或极显著差异, 但关于不同杂交组合间糊化特性特殊配合力的研究结论存在分歧[11-13],本研究与薛香等的研究结果[11]较一致。这表明糊化特性普遍受基因加性效应影响,而显性效应仅在特定的亲本组合中表现,在目前小麦育种以纯系品种为主的前提下,一般配合力更为重要。本研究中,济麦20、郑麦366、百农矮抗58、花培5号糊化特性的一般配合力较高,可以在优质面条小麦育种中应用,同时糊化特性的遗传力均较高,可作为早代选择的依据。 
本研究中,亲本间糊化温度无显著差异,同时该性状的一般配合力及特殊配合力在亲本间、杂交组合间均不显著,可能因为亲本间的有关基因等位变异较少,杂种优势不明显。陈建省等通过配粉分析了面筋蛋白对糊化特性的影响,结果表明,不同筋力面筋蛋白、不同面筋含量对糊化温度的影响均不明显[14-15]。章绍兵等通过糯小麦淀粉配粉分析了不同直链淀粉含量对糊化特性的影响,结果表明,直链淀粉含量从217%升高到30.0%,对糊化温度影响不显著[16]。师凤华等对糯小麦、非糯小麦及部分糯小麦(缺失1~2个Wx基因)的研究结果表明,直链淀粉含量(2.14%~17.75%)与糊化温度呈正相关,但相关性不显著[17]。这些研究尚未明确糊化温度的遗传机理,因此相关研究有待进一步深入。 
由于淀粉属胚乳的一部分,母本基因占2/3,父本基因占1/3,母本基因可能会因剂量效应影响试验结果,今后对糊化特性或其他胚乳性状的研究中,建议使用完全双列杂交或在NCII设计的同时安排一组反交试验,以获得更加详实的数据。 
参考文献: 
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