一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法

摘要

本发明利用小麦“趋利避害”的保护机制，提供了一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，属于小麦育种技术领域，包括如下步骤：在品种(品系)鉴定圃中，分别于小麦扬花后35、38和40天随机选取各品种(品系)的麦穗；依次测定各品种(品系)不同天数的麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速率；计算不同天数各品种的综合耐穗发芽值并进行大小排列；选取各品种(品系)的最小耐穗发芽值进行评估，从而对小麦品种(品系)的耐穗发芽性进行鉴定评价。本发明将减缓穗发芽危害的指标纳入小麦品种(品系)耐穗发芽性的评价标准，进而筛选的耐穗发芽小麦品种(品系)贴近于农业生产。

权利要求

1.一种耐穗发芽小麦品种/品系的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：S1在品种/品系鉴定圃中，分别于小麦扬花后35、38和40天，随机选取每品种/品系的15个麦穗，分为三组，每组5个穗子，分别记为I组、II组和III组，3次重复；

S2利用I组麦穗测定籽粒吸水速率和籽粒脱水速率；所述小麦品种/品系的籽粒吸水速率是通过1h的籽粒吸水率来评价；籽粒脱水速率是通过吸水籽粒自然脱水1h的籽粒脱水率来评价；

S3利用II组麦穗测定麦穗载水率和浸水麦穗脱水时间；所述小麦品种/品系的麦穗载水率是通过(饱和载水麦穗重量‑未浸水麦穗重量)/未浸水麦穗重量评价；浸水麦穗脱水时间是通过饱和载水麦穗自然除去所浸水分需要的时间进行评价；

S4利用III组麦穗测定籽粒鼓泡需水率和籽粒吸胀阶段所需时间；所述小麦品种/品系籽粒鼓泡需水率是通过(鼓泡籽粒重量‑未浸水籽粒重量)/未浸水籽粒重量评价，其中，鼓泡状态的评价标准以种皮变软鼓起或破裂进行判断；籽粒吸胀阶段所需时间以籽粒水分培养开始至达到鼓泡状态需要的时间进行评价；

S5利用综合耐穗发芽值对小麦品种/品系的耐穗发芽性进行评价和筛选，按照以下公式计算品种/品系的综合耐穗发芽值：D＝b/a+t1/t2+v2/v1；

其中，D、b、a、t1、t2、v1和v2分别表示品种/品系的综合耐穗发芽值、籽粒鼓泡需水率、麦穗载水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速率；

S6对各品种/品系不同天数取穗的D值进行大小排列，并选取每个品种/品系的最小D值进行比较，D值越大，受到的降雨危害越小，品种/品系的耐穗发芽性越强；D值越小，受到的降雨危害越大，品种/品系的耐穗发芽性越弱；

所述籽粒吸水速率和籽粒脱水速率测定的具体操作为：将I组的麦穗进行脱粒，用千分之一天平称取未浸水籽粒重量，然后用湿纱布包裹籽粒，保持湿润状态1h后迅速取出籽粒，用吸水纸将籽粒表面的水分吸干，并用千分之一天平称取吸水1h后籽粒重量；将吸水籽粒置于干燥培养皿中，使其水分自然挥发1h后，用千分之一天平称取吸水籽粒脱水1h后重量，按照下列公式计算籽粒吸水速率和籽粒脱水速率：v1＝[(m2‑m1)/m1]/1h；v2＝[(m2‑m3)/m2]/1h；

其中，v1、v2、m1、m2和m3分别表示籽粒吸水速率、籽粒脱水速率、未浸水籽粒重量、吸水1h后籽粒重量和吸水籽粒脱水1h后重量；

所述麦穗载水率测定的具体操作为：将II组麦穗的下端小穗基部以下部分去掉，用千分之一天平称取未浸水麦穗重量，然后将麦穗完全浸入水中湿透后取出，用吸水纸将穗子表面多余的水分吸干，以穗部表面无水珠为宜，此时的麦穗即为饱和载水麦穗，用千分之一天平称取饱和载水麦穗重量；

所述麦穗浸入水中的时间为1‑3min；

所述浸水麦穗脱水时间测定的具体操作为：将饱和载水麦穗置于干燥培养皿中，使其水分自然挥发1h后，用千分之一天平称取饱和载水麦穗脱水1h后重量，按照下列公式计算浸水麦穗脱水时间：

t2＝(m5‑m4)/(m5‑m6‑v1×1h)；

其中，m5、m4、m6和v1分别表示饱和载水麦穗重量、未浸水麦穗重量、饱和载水麦穗脱水1h后重量和籽粒吸水速率；

所述籽粒鼓泡需水率测定的具体操作为：将III组的麦穗进行脱粒，用千分之一天平称取未浸水籽粒重量，然后将其进行催芽处理，待有85％以上籽粒吸胀阶段完成达到鼓泡状态时，用吸水纸将鼓泡籽粒表面的水分吸干，并用千分之一天平称其重量。

2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，不同天数小麦品种/品系的D值越高，则品种/品系的综合耐穗发芽性越强。

3.根据权利要求1或2所述的筛选方法，其特征在于，同一天取穗的不同品种在测定麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速率时，一定要保证温度、湿度和光照条件相同。

说明书

一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法

技术领域

[0001] 本发明涉及小麦育种技术领域，具体涉及一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法。

背景技术

[0002] 小麦穗发芽是成熟期遭遇阴雨潮湿气候时，籽粒在穗上发芽的现象。穗发芽不仅引起小麦产量降低，还会造成品质变劣，甚至会丧失食用价值和种用价值。据联合国粮农组
织统计，每年因穗发芽造成的损失约占世界小麦总产量的20％，相当于我国年小麦年总产
量。在我国，有85％的产麦区存在穗发芽灾害隐患，其中，黄淮麦区和长江中下游麦区曾多
次发生过大面积穗发芽灾害，西南冬麦区和东北春麦区穗发芽灾害也频繁发生。穗发芽是
一种世界性的气候灾害，其发生的外因是连续阴雨和潮湿的气候环境，内因则是小麦品种
自身的抗性。目前，利用科技手段影响控制气候的能力有限，唯有利用小麦品种自身抗性，
选育并种植耐(抗)穗发芽小麦品种成为抵御穗发芽灾害的重要手段。

[0003] 开展穗发芽研究的首要工作就是要解决品种(品系)穗发芽耐(抗)性的筛选或鉴定问题。目前，关于小麦耐(抗)穗发芽性鉴定(筛选)的现有技术方案主要是“田间采穗鉴定
法”，即在小麦扬花后35‑40天，小麦的蜡熟后期，分批从田间采取麦穗，在室内的“人工发芽
床”或“人工气候箱”中人工模拟连续阴雨的潮湿气候环境，培养一段时间后(一般为5‑7d)，
对鉴定的麦穗进行剥粒，调查统计麦穗的发芽率，根据发芽率的高低来评价品种(品系)的
耐(抗)穗发芽能力的强弱。

[0004] 由上述现有技术方案的实施过程可以看出，其核心内容在于麦穗置于湿润状态并持续保持5‑7天，根据麦穗籽粒的发芽情况来判断品种(品系)的耐(抗)穗发芽性强弱。其弊
端是：麦穗籽粒长时间的处于湿润环境状态会造成选择压偏大，脱离了田间自然降雨环境
条件。这是因为：在实际生产中，出现连续5‑7天降雨的天气并不多见，连续5‑7天的湿润状
态脱离了田间自然选择压。在鉴定筛选品种(品系)过程中，利用现有技术方案：一方面会因
大量优良材料的穗发芽耐(抗)性达不到预期效果而被淘汰，即使达到预期效果入选的材料
也会因其他农艺性状表现欠佳而不能应用于生产；另一方面，其鉴定结果不能更准确的反
映品种(品系)田间真实的耐(抗)穗发芽性。例如：通过现有技术方案鉴定，由河南省农业科
学院选育的小麦品种“郑麦9023”是一个极易穗发芽的品种。然而，该品种具有优质高产的
特性，曾在河南、湖北、安徽、江苏和陕西五省大面积推广多年，成为我国黄淮麦区南片和长
江中下游麦区的主导品种，在推广年份并未造成穗发芽灾害的发生，鉴于表现突出，在2004
年获得国家科技进步一等奖。因此，现有技术方案脱离了田间自然环境，在鉴定或筛选耐
(抗)穗发芽小麦品种方面具有一定局限性。

[0005] 水是诱导穗发芽灾害的关键因素。在成熟收获期小麦遭遇阴雨潮湿气候时，为缓解穗发芽灾害的发生，处于本能的反应，小麦会产生“趋利避害”的应激响应，而且在长期的
选择过程中已经形成了减缓水分胁迫伤害的保护机制，主要是通过减少穗部载水率和缩短
穗部水分胁迫时间以及增加籽粒鼓泡需水率、延长吸胀阶段所需时间、消弱籽粒吸水速率
和增强籽粒脱水速率来实现。

[0006] 针对不同基因型品种(品系)间对穗发芽耐性的差异，为了克服现有技术方案的缺陷，本发明提供了一种贴近于自然降雨的小麦耐穗发芽品种(品系)筛选方法，巧妙的利用
小麦在遭遇阴雨灾害时所产生“趋利避害”的应激响应，对不同品种(品系)的穗发芽耐性进
行综合评价，进而筛选出适合于农业生产的耐穗发芽小麦品种(品系)，能有效地解决现有
技术方案存在的弊端。

发明内容

[0007] 为了解决现有技术方案存在的问题，本发明提供了一种小麦品种(品系)耐穗发芽性筛选方法，通过麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时
间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速率，对小麦品种(品系)的综合耐穗发芽性进行鉴定评价。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0009] 1.一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0010] S1在品种(品系)鉴定圃中，分别于小麦扬花后35、38和40天，随机选取每品种(品系)的15个麦穗，分为三组，每组5个穗子，分别记为I组、II组和III组，3次重复；

[0011] S2利用I组麦穗测定籽粒吸水速率和籽粒脱水速率；所述小麦品种(品系)的籽粒吸水速率是通过1h的籽粒吸水率来评价；籽粒脱水速率是通过吸水籽粒自然脱水1h的籽粒
脱水率来评价；

[0012] S3利用II组麦穗测定麦穗载水率和浸水麦穗脱水时间；所述小麦品种(品系)的麦穗载水率是通过(饱和载水麦穗重量‑未浸水麦穗重量)/未浸水麦穗重量评价；浸水麦穗脱
水时间是通过饱和载水麦穗自然除去所浸水分需要的时间进行评价；

[0013] S4利用III组麦穗测定籽粒鼓泡需水率和籽粒吸胀阶段所需时间；所述小麦品种(品系)籽粒鼓泡需水率是通过(鼓泡籽粒重量‑未浸水籽粒重量)/未浸水籽粒重量评价，其
中，鼓泡状态的评价标准以种皮变软鼓起或破裂进行判断；籽粒吸胀阶段所需时间以籽粒
水分培养开始至达到鼓泡状态需要的时间进行评价；

[0014] S5利用综合耐穗发芽值对小麦品种(品系)的耐穗发芽性进行评价和筛选，按照以下公式计算品种(品系)的综合耐穗发芽值：

[0015] D＝b/a+t1/t2+v2/v1；

[0016] 其中，D、b、a、t1、t2、v1和v2分别表示品种(品系)的综合耐穗发芽值、籽粒鼓泡需水率、麦穗载水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速
率；

[0017] S6对各品种(品系)不同天数取穗的D值进行大小排列，并选取每个品种(品系)的最小D值进行比较，D值越大，受到的降雨危害越小，品种(品系)的耐穗发芽性越强；D值越
小，受到的降雨危害越大，品种(品系)的耐穗发芽性越弱。

[0018] 2.根据权利要求1所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，所述籽粒吸水速率和籽粒脱水速率测定的具体操作为：将I组的麦穗进行脱粒，用千分之一天
平称取籽粒重量(未浸水籽粒重量)，然后用湿纱布包裹籽粒，保持湿润状态1h后迅速取出
籽粒，用吸水纸将籽粒表面的水分吸干，并用千分之一天平称其重量(吸水1h后籽粒重量)；
将吸水籽粒置于干燥培养皿中，使其水分自然挥发1h后，用千分之一天平称其重量(吸水籽
粒脱水1h后重量)，按照下列公式计算籽粒吸水速率和籽粒脱水速率：

[0019] v1＝[(m2‑m1)/m1]/1h；v2＝[(m2‑m3)/m2]/1h；

[0020] 其中，v1、v2、m1、m2和m3分别表示籽粒吸水速率、籽粒脱水速率、未浸水籽粒重量、吸水1h后籽粒重量和吸水籽粒脱水1h后重量。

[0021] 3.根据权利要求1所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，所述麦穗载水率测定的具体操作为：将II组麦穗的下端小穗基部以下部分去掉，用千分之一
天平称取麦穗的重量(未浸水麦穗重量)，然后将麦穗完全浸入水中湿透后取出，用吸水纸
将穗子表面多余的水分吸干，以穗部表面无水珠为宜，此时的麦穗即为饱和载水麦穗，用千
分之一天平称其重量(饱和载水麦穗重量)。

[0022] 4.根据权利要求3所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，所述麦穗浸入水中的时间为1‑3min。

[0023] 5.根据权利要求1所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，所述浸水麦穗脱水时间测定的具体操作为：将饱和载水麦穗置于干燥培养皿中，使其水分自
然挥发1h后，用千分之一天平称其重量(饱和载水麦穗脱水1h后重量)，按照下列公式计算
浸水麦穗脱水时间：

[0024] t2＝(m5‑m4)/(m5‑m6‑v1×1h)；

[0025] 其中，m5、m4、m6和v1分别表示饱和载水麦穗重量、未浸水麦穗重量、饱和载水麦穗脱水1h后重量和籽粒吸水速率。

[0026] 6.根据权利要求1所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，所述籽粒鼓泡需水率测定的具体操作为：将III组的麦穗进行脱粒，用千分之一天平称取籽粒
重量(未浸水籽粒重量)，然后将其进行催芽处理，待有85％以上籽粒吸胀阶段完成达到鼓
泡状态时，用吸水纸将鼓泡籽粒表面的水分吸干，并用千分之一天平称其重量。

[0027] 7.根据权利要求1所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，不同天数小麦品种(品系)的D值均较高，则品种(品系)的综合耐穗发芽性最强，可作为农业生
产上的重点耐穗发芽品种加以利用。

[0028] 8.根据权利要求1至6任一项所述一种耐穗发芽小麦品种(品系)的筛选方法，其特征在于，同一天取穗的不同品种在测定麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时
间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速率时，一定要保证温度、湿度和光照等
环境条件相同。

[0029] 本发明具有以下有益效果：

[0030] 本技术方案提供了一种贴近于自然降雨的小麦耐(抗)穗发芽品种(品系)的筛选方法，解决了现有技术方案筛选(鉴定)小麦耐(抗)穗发芽品种(品系)的选择压偏大，且不
能准确反映品种(品系)在田间真实的耐(抗)穗发芽性问题弊端，通过小麦对自然降雨的应
激反应，产生的“趋利避害”效应，巧妙的利用小麦通过减少穗部载水率、缩短穗部水分胁迫
时间、增加籽粒鼓泡需水率、延长吸胀阶段所需时间、消弱籽粒吸水速率和增强籽粒脱水速
率来减缓穗发芽危害纳入小麦耐(抗)穗发芽育种的选择标准，通过综合评价小麦品种(品
系)的耐(抗)穗发芽性，进而筛选出贴近于农业生产的耐(抗)穗发芽小麦品种(品系)，有效
地减缓小麦穗发芽灾害造成的损失。

具体实施方式

[0031] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发
明。

[0032] 实施例：

[0033] S1在品种(品系)鉴定圃中，分别于2019年6月6日(扬花后35天)、6月9日(扬花后38天)和6月11日(扬花后40天)，随机选取品系168、品系215、品系233、品系235和品系258的麦
穗，每品系15个麦穗，分为三组，每组5个穗子，分别记为I组、II组和III组，3次重复；

[0034] S2利用I组麦穗测定籽粒吸水速率和籽粒脱水速率；将I组的麦穗进行脱粒，用千分之一天平称取籽粒重量(未浸水籽粒重量)，然后用湿纱布包裹籽粒，保持湿润状态1h后
迅速取出籽粒，用吸水纸将籽粒表面的水分吸干，并用千分之一天平称其重量(吸水1h后籽
粒重量)；然后将吸水后的籽粒置于干燥培养皿中，使其水分自然挥发1h后，用千分之一天
平称其重量(吸水籽粒脱水1h后重量)，按照下列公式计算籽粒吸水速率和籽粒脱水速率：

[0035] v1＝[(m2‑m1)/m1]/1h；v2＝[(m2‑m3)/m2]/1h；

[0036] 其中，v1、v2、m1、m2和m3分别表示籽粒吸水速率、籽粒脱水速率、未浸水籽粒重量、吸水1h后籽粒重量和吸水籽粒脱水1h后重量；

[0037] S3利用II组麦穗测定麦穗载水率和浸水麦穗脱水时间；去掉下端小穗基部以下的部分，利用千分之一天平称取II组麦穗的重量(未浸水麦穗重量)，然后将麦穗完全浸入水
中1‑3min，待麦穗浸透水分后取出，用吸水纸将穗子表面多余的水分吸干，以穗部表面无水
珠为宜，此时的麦穗即为饱和载水麦穗，并用千分之一天平称其重量(饱和载水麦穗重量)，
然后将麦穗置于干燥培养皿中，使其水分自然挥发1h后，用千分之一天平称其重量(饱和载
水麦穗脱水1h后重量)，然后计算麦穗载水率，麦穗载水率＝(饱和载水麦穗重量‑未浸水麦
穗重量)/未浸水麦穗重量；按照下列公式计算浸水麦穗脱水时间：

[0038] t2＝(m5‑m4)/(m5‑m6‑v1×1h)；

[0039] 其中，m5、m4、m6和v1分别表示饱和载水麦穗重量、未浸水麦穗重量、饱和载水麦穗脱水1h后重量和籽粒吸水速率；

[0040] S4利用III组麦穗测定籽粒鼓泡需水率和籽粒吸胀阶段所需时间；将III组的麦穗进行脱粒，用千分之一天平称取重量(未浸水籽粒重量)，然后将其进行催芽处理，待有85％
以上籽粒吸胀阶段完成达到鼓泡状态时，记录时间，然后用吸水纸将鼓泡籽粒表面的水分
吸干，并用千分之一天平称其重量；小麦品种(品系)籽粒鼓泡需水率是通过(鼓泡籽粒重
量‑未浸水籽粒重量)/未浸水籽粒重量评价，其中，鼓泡状态的评价标准以种皮变软鼓起或
破裂进行判断；籽粒吸胀阶段所需时间以籽粒水分培养开始至达到鼓泡状态需要的时间进
行评价；

[0041] S5利用综合耐穗发芽值对小麦品种(品系)的耐穗发芽性进行评价和筛选，按照以下公式计算品种(品系)的综合耐穗发芽值：

[0042] D＝b/a+t1/t2+v2/v1；

[0043] 其中，D、b、a、t1、t2、v1和v2分别表示品种(品系)的综合耐穗发芽值、籽粒鼓泡需水率、麦穗载水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率和籽粒脱水速
率；

[0044] 品系168、品系215、品系233、品系235和品系258在35天、38天和40天的各项参数分别见表1、表2和表3；

[0045] 表1小麦扬花后35天时不同品系的各项参数

[0046]

[0047] 注：a、b、t1、t2、v1和v2和D分别表示品种(品系)的麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率、籽粒脱水速率和综合耐穗发芽
值；表2小麦扬花后38天时不同品系的各项参数

[0048]

[0049] 注：a、b、t1、t2、v1和v2和D分别表示品种(品系)的麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率、籽粒脱水速率和综合耐穗发芽
值；表3小麦扬花后40天时不同品系的各项参数

[0050]

[0051] 注：a、b、t1、t2、v1和v2和D分别表示品种(品系)的麦穗载水率、籽粒鼓泡需水率、籽粒吸胀阶段所需时间、浸水麦穗脱水时间、籽粒吸水速率、籽粒脱水速率和综合耐穗发芽
值；

[0052] S6对品系168、品系215、品系233、品系235和品系258于扬花后35d、38d和40d取穗测定的D值进行大小排列，并选取各品系最小的D值进行比较，由表1、表2和表3可以看出，品
系168、品系215、品系233和品系258均选用扬花后38d取穗的D值，品系235选用扬花后40天
取穗的D值，其D值大小顺序为品系258＞品系215＞品系168＞品系233＞品系235，即：耐穗
发芽性由强到弱的顺序为品系258＞品系215＞品系168＞品系233＞品系235。

[0053] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。