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  福建农业学报  2019, Vol. 34 Issue (7): 757-763    DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.07.002
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张扬, 蓝新隆, 黄旭旻, 等. 粒苗兼用型大麦新品种福大麦2号的选育[J]. 福建农业学报, 2019, 34(7): 757-763.
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ZHANG Y, LAN X L, HUANG X M, et al. Breeding of Grain-Sprout Dual-Utility Barley, Fudamai No. 2[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(7): 757-763.
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基金项目

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项(2017R1026-2);福建省农业科学院一般项目(AC2017-15);福建省农业科学院科技创新项目(A2015-1);福建省财政专项——福建省农业科学院科技创新团队建设项目(STIT2017-2-6);福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心平台建设项目(闽科计[2017]13号)

通讯作者

陈剑锋(1979-), 男, 助理研究员, 研究方向:大、小麦育种及其利用(E-mail:zywheat@163.com)

作者简介

张扬(1985-), 男, 助理研究员, 硕士, 研究方向:大、小麦育种及其利用(E-mail:309971949@qq.com)

文章历史

收稿日期: 2019-01-11 初稿
2019-06-30 修改稿
粒苗兼用型大麦新品种福大麦2号的选育
张扬 1,2, 蓝新隆 1,2, 黄旭旻 1,2, 肖卫洪 3, 张秋英 1,2, 陈剑锋 1,2     
1. 福建省农业科学院作物研究所, 福建 福州 350013;
2. 福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心, 福建 福州 350013;
3. 福建省周宁县农业局经作站, 福建 宁德 355400
摘要:【目的】 为促进大麦品种更新换代,满足种植业结构调整新需求,通过秋水仙素诱变育种选育出粒苗兼用型皮大麦新品种供推广种植。【方法】 2003年冬季采用秋水仙素溶液处理分蘖盛期的闽诱3号植株,2004年春季从其诱变后代变异群体中筛选优势单株为母本与父本莆大麦5号杂交,进行多年多点系谱选育,选育出粒苗兼用型皮大麦新品种福大麦2号。【结果】 2012-2014年连续2年参加福建省区试,第1年平均产量4 450.58 kg·hm-2,比对照品种(福大麦1号,下同)增产5.6%,增产达到极显著水平;第2年平均产量4 612.95 kg·hm-2,比对照品种增产5.2%,增产达到极显著水平;对白粉病、赤霉病和锈病的抗性都达到中抗以上水平,抗病性综合表现与对照品种相当。2014-2015年参加生产试验,平均产量4 662.95 kg·hm-2,比对照品种增产6.29%。2015年进行麦苗产量测产试验,福大麦2号的鲜麦苗产量为24 084.75 kg·hm-2,比对照品种增产8.42%;氨基酸总量为22.65 g·hg-1,比对照品种多9.0%;维生素C和蛋白质含量与对照品种相当。【结论】 福大麦2号分蘖力强,再生性好,有效穗数多,穗长粒大,籽粒产量高,抗病性较强,是具有推广价值的皮大麦新品种;其麦苗产量高、品质好,是作为加工麦苗粉或麦苗汁等保健食品的理想原料。该品种适宜在福建省及相似生态区推广种植。
关键词福大麦2号    粒苗兼用型品种    秋水仙素    诱变育种    
Breeding of Grain-Sprout Dual-Utility Barley, Fudamai No. 2
ZHANG Yang1,2, LAN Xin-long1,2, HUANG Xu-min1,2, XIAO Wei-hong3, ZHANG Qiu-ying1,2, CHEN Jian-feng1,2     
1. Institute of Crops, Academy of Fujian Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China;
2. Technical Research Center of Specialty Dry Crop Variety Breeding of Fujian, Fuzhou, Fujian 350013, China;
3. Cash Crop Management Station, Agriculture Bureau of Fujian Zhouning, Ningde, Fujian 355400, China
Abstract: 【Objective】 To develop a barley variety with the grains suitable either for food as it or for sprout production to meet the marketing demand. 【Method】 In the winter of 2003, the colchicine mutagenesis breeding method was employed to treat Minyou No. 3 during tiller development period. In the following spring, desirable mutants were crossed as female plant with the male Pudamai No. 5. The new hybrid barley was then cultivated after years of pedigree breeding to arrive at the finalized cultivar, Fudamai No. 2. 【Result】 In 2012-2014 district production trials in Fujian, Fudamai No. 2 delivered an average annual yield of 4 550.58 kg·hm-2 in the first year which was 5.6% higher than that of the reference, Fudamai No. 1, and 4 612.95 kg·hm-2 for the second year with a 5.2% increase over the reference (both at significant differences). Like the reference, the new variety exhibited above moderate resistances to the powdery mildew, scab, and rust. In the 2015 production trial, an average yield of 4 662.95 kg·hm-2 was obtained which represented a 6.29% increase over that of the reference. During the same year, the yield of fresh barley sprouts from Fudamai No. 2 in a trial was 24 084.75 kg·hm-2 representing an 8.42% increase over that of control. As compared with the reference, the sprouts contained 22.65 g·hg-1 of amino acids (an increase of 9%) and same levels on vitamin C and protein. 【Conclusion】 Fudamai No. 2 was strong in tiller generation, robust in renewable capability, productive on panicles, long on spike length, high in grain yield, and strong resistance to diseases with a promising commercial value. The sprouts from the seeds had the desirable quality of high yield and nutritional quality for marketing and/or processing as a health food product, such as fresh barley sprouts, sprout powder or juice. This new variety was deemed suitable for extended cultivation in Fujian and regions of similar ecological conditions.
Key words: Fudamai No. 2    grain-sprout type    colchicine    mutation breeding    
0 引言

【研究意义】世界谷类作物中,大麦的种植总面积和总产量次于小麦、水稻、玉米,居第四位[1]。目前,我国的大麦大多产于淮河流域及其以北地区[2]。福建省大麦种植面积较小,品种多年未进行升级换代;与此同时,福建省在大麦诱变育种和粒苗兼用型品种的选育与应用研究方面走在全国的前列[3-4]。随着市场上麦苗产品的种类增多,迫切需要适合生产麦苗保健产品的大麦新品种作为其加工原料。因此,继续选育粒苗兼用型大麦新品种具有重要的现实意义。【前人研究进展】日本最早从事对麦苗的营养利用研究,所开发的麦苗保健产品的加工工艺先进、种类丰富、营养价值高、市场潜力大[5],对我国的麦苗产品开发研究具有重要的借鉴与参考价值。张秋英等[6]的试验结果表明,用秋水仙素溶液处理分蘖盛期的二棱皮大麦根部分蘖,可以得到丰富的变异植株供作育种筛选材料,并由此选育出用秋水仙素诱变的第一个皮大麦新品种闽诱3号和国内第一个粒苗兼用型大麦新品种福大麦1号。现在秋水仙素主要用于染色体加倍育种,比如玉米、甜瓜和果树等等的单倍体加倍育种[7-10]。目前,纯麦苗保健产品主要有麦粒素、麦苗汁,以麦苗为原料的加工食品主要有大麦苗粉蛋糕、大麦苗粉面包、大麦苗粉饮料、大麦苗粉面条、大麦苗粉粥、大麦苗粉压片、大麦苗粉茶、麦绿素韧性饼干、大麦苗汁酸奶等产品。其中,麦绿素是目前开发最成功的大麦苗制品,麦绿素对人体的保健功效受到社会关注和认可,在日本等国家广泛推广,近年来我国对麦绿素的研究和开发也逐渐深入[11-12],为麦苗产品的推广打下重要基础。【本研究切入点】鉴于粒苗兼用型大麦新品种的选育成功和相关开发应用研究成果,可以为大麦产业的多元化发展提供重要的物质基础。本研究通过总结福大麦2号的选育过程、品种表现,尤其是对麦苗的品质分析,旨在为福建省大麦生产和麦苗产品开发提供理论依据。【拟解决的关键问题】选育出适宜在福建省及相似生态区推广种植的粒苗兼用型大麦新品种,并掌握该品种的特征特性及其利用价值。

1 材料与方法 1.1 试验材料

以经过秋水仙素处理的闽诱3号稳定株系为母本,莆大麦5号为父本。

1.2 试验方法

从2004年开始,在福州市晋安区新店镇埔垱试验基地进行试验,采用多年多点系谱选育方法,试验地面积0.87 hm2。数据分析采用DPS软件。

大田管理,播种前施足底肥,后期根据生长情况追2~3次肥料。注意避免水肥太多造成分蘖旺盛,诱发病害、倒伏等现象。在播种后第2 d清晨喷施乙草胺。注意保持土壤墒情适中,同时注意防控鸟害。

2 选育经过

福大麦2号系本课题组2004年用经秋水仙素处理的闽诱3号为母本与父本莆大麦5号杂交,经多年多点系谱选育而成的二棱皮大麦新品种(品种认定编号:闽认杂2016003)。

2003年冬季采用秋水仙素溶液处理分蘖盛期的闽诱3号植株,2004年春季从其诱变后代变异群体中筛选优势单株为母本与父本莆大麦5号杂交,获得38粒杂交种子(F1),于2004年冬季播种,2005年春季收获0.4 kg种子(F2),2005年冬季全部播种,2006年春季进行单株选择,选择株高小于95 cm、主穗长7.6 cm以上、结实正常的单株进行单穗采收,获得F3代种子。2006年冬种进行抗病性、籽粒转色选择,2007年春季获得F4代种子。2007年冬季继续择优进行单穗选择,2008年春季获得F5代种子。2008年冬季进行单穗播种,2009年春季获得F6代稳定穗行8个。2009年冬季进行综合性状比较试验,2010年春季获得分蘖力强、株高适中、病害轻、籽粒产量高、综合性状好的3个株系(F7)。于2010-2011年对这3个株系进行品比试验,筛选出1个新品系。2012-2014年将筛选出的新品系定名为福大麦2号,并参加福建省大麦联合区域试验,2014年冬季分别设在莆田秀屿区,泉州的泉港区,宁德蕉城区和福州晋安区进行生产试验,2015年春进行鲜麦苗测产试验。2016年通过福建省品种认定。选育过程详见图 1

图 1 福大麦2号选育过程 Fig. 1 Flowchart of Fudamai No. 2 breeding procedures
3 品种表现 3.1 籽粒产量 3.1.1 品比试验的籽粒产量

2010-2011年,对3个新品系进行品比试验,以闽诱3号和莆大麦5号作对照品种,5个参试材料平均产量分别为4 855、4 620、4 575、4 375和4 230 kg·hm-2。其中,最优品系(系1,后定名为福大麦2号),比闽诱3号(CK1)增产480 kg,增产率为10.97%;比莆大麦5号(CK2)增产530 kg,增产率为12.25%。方差分析结果,与两个对照品种的差异均达极显著水平(表 1)。

表 1 新品系籽粒产量比较 Table 1 Grain yields of new lines of barley
3.1.2 区域试验的籽粒产量

2012-2014年连续2年参加福建省大麦联合区域试验,第1年平均产量4 450.58 kg·hm-2,比对照品种福大麦1号(下同)增产5.6%;第2年平均产量4 612.95 kg·hm-2,比对照品种增产5.2%,两年增产均达到极显著水平(表 2)。

表 2 福大麦2号在福建省区域试验中的产量表现 Table 2 Statistics on yield of Fudamai No. 2 at regional trials in Fujian

根据福建省大麦联合区域试验2年的试验结果,比较分析福大麦2号和对照品种福大麦1号的丰产性和稳定性(表 3),2013年和2014年福大麦2号丰产效应值分别为0.278 3和0.048 3,而同年对照品种福大麦1号的丰产性效应值分别为-0.520 0和-0.373 3。表明福大麦2号丰产性比对照品种福大麦1号好。2013年福大麦2号的变异度为1.0313,福大麦1号为0.5817;2014年福大麦2号变异度为1.552 3,福大麦1号为1.750 6,两年表现情况有差异;但两年平均变异度福大麦2号为1.291 8,福大麦1号为1.166 2,表现相当。表明福大麦2号具有与对照品种相当的稳定性,均属变异度表现较好的品种。

表 3 福大麦2号丰产性及稳定性表现 Table 3 Yield and stability of Fudamai No. 2
3.1.3 生产试验的籽粒产量

参加2015年福建省生产试验,试点分别设在莆田秀屿区、泉州泉港区、宁德蕉城区和福州晋安区(表 4)。4个试点均比对照品种福大麦1号增产;平均产量4 662.95 kg·hm-2,比对照品种增产6.29%。进一步证明丰产性和稳产性均较好。

表 4 2015年福建省生产试验结果 Table 4 Yield of Fudamai No. 2 in Fujian Provincial Production Trial in 2015
3.2 麦苗产量

2015年分别在莆田秀屿区、泉州泉港区、宁德蕉城区和福州晋安区进行鲜麦苗产量测产试验(表 5)。在播种后37 d即5叶1心期,割鲜麦苗测产,4个点的福大麦2号鲜麦苗产量都比对照品种增产,福州点产量最高,达24 673 kg·hm-2,4个点平均产量为24 084.75 kg·hm-2,比对照品种增产8.42%。说明,福大麦2号的麦苗繁茂性比对照品种福大麦1号更好。

表 5 2015年麦苗生产测产试验结果 Table 5 Production trial on barley sprouts in 2015
3.3 形态特征

幼苗直立,株型紧凑,分蘖力强,后期转色好。株高95 cm左右,叶片数11~12叶,穗形长方形,顶部较钝,三联小穗着生密度中等,长芒,有锯齿。每公顷有效穗数412.5万穗,穗长7.6 cm,每穗结实粒数24粒,千粒重47.6 g。

3.4 营养品质 3.4.1 籽粒营养成分

经福建省农业科学院中心实验室分析,福大麦2号籽粒中淀粉含量为61.7 g·hg-1,比对照品种福大麦1号(59.6 g·hg-1)增加3.5%;蛋白质含量比对照品种低;其他营养成分与对照相当(表 6)。

表 6 福大麦1号和福大麦2号的籽粒与麦苗营养成分 Table 6 Nutritional contents of grains and sprouts of Fudamai No. 1 and Fudamai No. 2
3.4.2 麦苗营养成分

取分蘖盛期的干麦苗经福建省农业科学院中心实验室分析测定其维生素C、蛋白质和氨基酸含量。测定结果(表 6)表明,福大麦2号的维生素C含量与对照品种相当,蛋白质含量略低于对照;而氨基酸总量福大麦2号为22.62 g·hg-1,比对照品种(20.75 g·hg-1)多9.0%。

3.5 抗病性

在2013年和2014年进行的田间自然发病试验中,主要病害调查结果为:白粉病、赤霉病和锈病的抗性都达到中抗以上水平(表 7),未发现其他病害,福大麦2号的抗性表现与对照品种福大麦1号相当。

表 7 区域试验抗病性表现 Table 7 Resistance of varieties at regional trails
4 讨论

以大麦苗为原料的大麦茶和麦苗粉等营养保健品的研究和开发已成为国际绿色营养保健领域的研究热点。张秋英[16]的研究结果表明,麦苗营养有许多生理调节作用,人体每天摄入少量的麦苗粉,就可有效均衡人体营养、提高免疫力、维护身体健康。在日本等发达国家麦苗产品已成为大众的日常保健食品。而在我国,人们对麦苗营养的认识还处于初始阶段,近年来陆续有麦苗产品出现在市场上。

本课题组于2009年选育的福大麦1号是我国第一个粒苗兼用型大麦品种[10]。张扬等[14-15]以麦苗中的营养物质γ-氨基丁酸为研究对象,探讨了麦苗中γ-氨基丁酸的测定方法,并以此为营养检测指标,结合对割苗适期的研究,得出了麦苗产量与最佳营养的割苗适期是在播种后的35 d左右,即麦苗在5叶1心期割苗效果最佳。本研究在麦苗营养成分的测定中,是对最佳割苗期的麦苗进行的营养成分测定,得出福大麦2号与对照品种福大麦1号在麦苗产量和营养成分上的区别,福大麦2号在麦苗产量方面具有较大的优势,在营养成分方面比对照品种略优,主要表现在氨基酸总量比对照品种多9.0%。

福大麦2号属中熟品种,在福建省一般于11中下旬播种。以收籽粒为目的一般播种量为120~150 kg·hm-2,以收麦苗为目的一般播种量为225 kg·hm-2,实际播种量还可根据播种方式、施肥水平、地力条件等因素而定。

福大麦2号在籽粒和麦苗产量上比福大麦1号有优势,籽粒淀粉含量达到61.7 g·hg-1,麦苗繁茂性好,含有丰富的维生素C、蛋白质和氨基酸,营养价值高[16]。大麦都是在冬季种植,温度低,无须喷施农药,可以达到生态绿色的生产要求。目前市场上出现的麦苗粉末、麦苗饮料,以及用麦苗粉加工成的其他食品等,其营养品质的高低与原料品种的麦苗营养品质紧密相关,福大麦2号作为优质粒苗兼用型新品种,为高品质麦苗产品的开发奠定了重要的物质基础。

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