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本研究从我国黄淮冬麦区选出大面积种植的优质强筋小麦品种藁8901、豫麦34、郑麦9023、陕优225和优质中弱筋小麦品种温麦6号、豫麦18、豫麦50和扬麦9号,采用CNU设计组配正反交组合32个,共在4个环境下种植收获2年F<,1>和2年F<,2>及其亲本种子。对所得小麦种子分别进行制粉、测定品质指标并将F<,2>种子的面粉加工面包,采用简单相关、逐步回归分析方法,分析小麦品质性状之间的相关性,建立品质性状对面包体积性状的多元回归方程,并评选出影响面包体积的重要品质性状;同时采用裂一裂设计分析软件,分析种子各亲本的一般配合力效应值和各性状的一般配合力方差和细胞质效应方差;并分析了各组合的平均杂种优势和超亲杂种优势表现,又进一步采用3n胚乳、细胞质、母体效应混合模型计算出每个亲本的胚乳直接加性和显性效应、细胞质效应、母体加性和母体性效应,并预测了每个组合的总基因型效应和群体平均杂种优势率。
为了研究普通小麦胞质、T型和K型胞质对小麦品质性状及杂种优势的影响,本研究同时选用K型和T型雄性不育胞质的同核异质不育系及同型保持系与4个恢复系按NCⅡ设计组配杂交,经3年获得2年F<,1>种子和2年F<,2>种子,经制粉测定品质性状和F<,2>代面粉制作面包。对所测定品质性状数据按以上方法进行分析。两套试验设计的分析结果互相印证,为小麦品质育种提供了理论依据和实践指导。主要结论如下:
1.小麦品质性状对面包体积的相关中,面粉黄度、GMP含量、硬度、SIG值、沉降值、水保、酸保、糖保、吸水率、形成时间、稳定时间和评价值与面包体积呈显著正相关,面粉白度、直链淀粉比率、弱化度、糊化温度、峰值时间与面包体积显著呈负相关。
2.黄度、GMP含量、糖保、糊化温度和峰值时间建立的多元回归方程可以解释面包体积变异的63.4%,GMP含量和黄度建立的多元回归方程可以解释面包体积变异的53.4%,单一指标黄度可以解释面包体积变异的39.2%。
3.在常规品种间杂交设计中,多数品质性状的变异是由细胞核和细胞质遗传物质共同决定的,没有单独细胞质决定的品质性状。在不育系杂种后代中,细胞质对品质性状的影响比恢复系更普遍,并且发现,K型胞质对面包品质及相关性状的作用优于T型胞质和普通型胞质。
4.陕优225的GMP含量和面包体积的一般配合力效应值最高;郑麦9023的GMP含量和面包体积的一般配合力是强筋组亲本中最低的。
5.面包体积的杂种优势非常显著而且普遍存在,这对于面包小麦杂优利用育种非常有利。沉降值的杂种优势也非常普遍。沉降值不宜作为早代选择性状。
6.3n胚乳、细胞质和母体效应混合模型能够很好地解释胚乳种子品质性状的杂种优势产生的遗传原因。杂合显性效应与杂交组合杂种优势率、基因型值和表型值均达极显著的正相关。亲本的胚乳和母体加性基因效应值与亲本的一般配合力呈高度正相关。
7.藁8901仅适合作为纯系型优质面包小麦品种或育种亲本使用,陕优225可以作为杂交种型优质面包小麦的杂交亲本或育种资源来使用,也可兼作纯系型面包小麦品种或育种资源材料使用。郑麦9023不能作为纯系型面包小麦品种或育种资源使用。杂交组合陕优225x豫麦50和陕优225x温麦6号的胚乳和母体杂合显性效应值、杂种优势率、基因型值和表现型值均高,可能作为杂交种型优质面包小麦品种使用。