糯小麦新品种山农糯麦1 号的培育

邓志英 田纪春

（山东农业大学农学院小麦品质育种研究室，泰安 271000）

众所周知，自然界中存在天然全糯的水稻、玉米、高粱等谷类作物，但不存在天然全糯小麦[1]。目前，全糯小麦一般是通过人工培育的。淀粉是普通小麦籽粒的主要成分，包含直链淀粉和支链淀粉两种类型[2]。在普通小麦中，合成直链淀粉的关键酶是颗粒结合型淀粉酶Ⅰ（GBSS I，Granule-bound starch synthase I），又称蜡质蛋白或Waxy 蛋白，含有Wx-A1、Wx-B1 和 Wx-D1 3 种亚基[3-4]，由于Waxy蛋白控制着小麦籽粒中直链淀粉合成，Wx基因缺失、突变或遗传表达受阻会使胚乳中直链淀粉的含量减少，支链淀粉含量上升，小麦胚乳表现为糯性。缺失1 种或2 种Waxy 蛋白亚基的小麦，称为部分糯小麦，当3 种Waxy 蛋白亚基都缺失时，小麦籽粒淀粉中不含直链淀粉或直链淀粉含量很低（<1%），称为全糯小麦[5-6]。

糯小麦是一种新的小麦类型，籽粒贮存淀粉中支链淀粉含量≥99%（糯性），加工特性和营养品质独特，营养品质好，是一种新食品开发的优质原粮。糯小麦既在食品领域有较大的利用价值，可研发出多种新型食品，在非食品领域也有广泛的用途，有重要的工业价值。但是，目前国内外育成的糯小麦品种（系），农艺性状差、产量低，绝大多数产量仅在4500kg/hm2左右，甚至更低，很难大面积生产推广和供食品企业规模化开发应用。因此，需要培育农艺性状好且产量高的特殊用途的小麦新品种。本研究室利用农大糯麦1 号和高产品种潍麦8 号为杂交亲本，通过回交，创制出农艺性状优良且高产的全糯新品种。

1 亲本来源及选育过程

1.1 亲本材料母本农大糯麦1 号是中国农业大学培育的糯性小麦品种，2005 年通过北京市农作物品种审定委员会审定，产量水平5280kg/hm2左右。父本潍麦8 号是山东省审定的普通小麦高产品种，由山东省潍坊市农业科学院选育，2003 年通过山东省农作物品种审定委员会审定，区域试验平均产量8031.9kg/hm2。

1.2 选育过程山农糯麦1 号的杂交组合为农大糯麦1 号/潍麦8 号//潍麦8 号///潍麦8 号////潍麦8 号。2000 年以全糯小麦为母本，高产品种为父本配制组合，获得杂交F1，自F2分离世代起，用分子标记鉴定Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1，选取3 个基因位点全突变的穗子用高产亲本回交，收获籽粒后用淀粉KI-I2半粒染色法和Wx 蛋白电泳重复鉴定，确定3 个基因位点突变的全糯籽粒，播种出苗后重复上述进程，直至回交至BC3F1。2004-2009 年在BC3F1～BC3F5的自交分离世代中连续通过标记选择和淀粉组分分析选择优异糯麦单株。2010-2013年在继续生化标记选择的基础上，重点对近1000个糯麦株系进行株型等农艺性状和产量水平选择，2013 保留产量水平与父本潍麦8 号相当的6 个糯麦品系参加课题组的多点试验。2014-2015 年度选择山农0828 参加山东省预备试验；2015-2016 年度参加山东省高肥A 组区域试验；2016-2018 年度按国家和省区域试验办法规定，作为特殊类型品种自设区域试验和生产试验，于2018 年通过山东省农作物品种审定委员会审定，审定编号:鲁审麦20186028，定名为山农糯麦1 号。

1.3 辅助选择技术除田间常规的选择外，山农糯麦1 号选育过程中借助了较多实验室选择技术，如分子标记基因型鉴定、淀粉KI-I2半粒染色和Waxy蛋白电泳技术等，辅助和加速田间杂交和选育工作效率。

分子标记基因型鉴定 自F2分离世代起，用分子标记（表1）鉴定Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1的组合情况，选取3 个基因位点全突变的穗子用高产亲本回交或保留进代，淘汰基因型为野生型的植株。

淀粉KI-I2半粒染色法 收获籽粒后，破损籽粒毛冠，采用淀粉KI-I2溶液染色，通过断面颜色鉴定全糯籽粒（紫红色）；破损籽粒用无菌土育苗，3 叶期定植，选优良单株保留全部种子。

Waxy 蛋白电泳 收获籽粒后，通过Waxy 蛋白电泳重复鉴定，确定亚基缺失的全糯籽粒，方法参考翟红梅等[7]所用方法。

2 品种特征特性

2.1 农艺性状半冬性，幼苗半直立，株型半紧凑，叶色深绿，茎秆弹性好，穗层整齐，熟相较好（图1），长芒、白壳。2015-2016 年区域试验结果显示，生育期236d，熟期与对照济麦22 相当；株高81.1cm，最大分蘖76.9 万/667m2，有效穗29.6 万/667m2，分蘖成穗率40.8%；穗长方形，穗粒数47.0 粒，千粒重44.7g，容重792.3g/L。

图1 山农糯麦1 号及亲本潍麦8 号田间照片

2.2 品质性状山农糯麦1 号籽粒为白粒、粉质；淀粉KI-I2半粒染色法鉴定，胚乳断面显示紫红色（图2）；Wx基因分子标记鉴定显示3 个位点全缺失（图3）；Waxy 蛋白电泳鉴定显示Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1 蛋白全部缺失（图4）。2018 年经农业农村部谷物品质监督检验测试中心（泰安）测试，籽粒蛋白质含量16.6%，湿面筋36.2%，沉淀值32.0mL，吸水率74.3mL/100g，稳定时间2.1min，面粉白度82.2，支链淀粉含量99.1%，属糯质小麦品种。

图2 淀粉KI-I2 半粒染色法鉴定Waxy 蛋白

图3 Wx 基因分子标记鉴定电泳图

图4 山农糯麦1 号Waxy 蛋白电泳图

2.3 抗性2017 年经中国农业科学院植物保护研究所接种鉴定，中抗叶锈病，中感赤霉病，高感条锈病、白粉病和纹枯病。越冬抗寒性较好。抗倒伏性中等。

3 产量表现

3.1 区域试验2016-2017 年度自主进行山东省特殊类型小麦区域试验，以山农紫麦1 号和冀糯200为对照，设5 个试验点，即滨州、汶口、新泰、桓台和枣庄；山农糯麦1 号每hm2产量7563.1kg，而对照山农紫麦1 号为7033.7kg，山农糯麦1 号比对照山农紫麦1 号增产7.53%，5 个试验点均增产，增产幅度最高为23.33%（桓台）。对照冀糯200 每hm2平均产量为7062.8kg，山农糯麦1 号比对照冀糯200 增产7.08%，除汶口试验点减产外，其余试验点都增产，增产幅度最高达24.98%（桓台）。

3.2 生产试验2017-2018 年度自主开展山东省特殊类型小麦生产试验，设6 个试验点，即齐河、临沂、汶口、淄博、长清和滨州，山农糯麦1 号每hm2产量为7750.1kg，对照山农紫麦1 号的产量为7272.0kg，山农糯麦1 号比对照山农紫麦1 号增产6.58%，除临沂试验点减产外，其余5 个试验点均增产，增产幅度最高为20.47%；对照冀糯200 产量为7041.6kg，山农糯麦1 号比对照冀糯200 增产10.06%，6 个试验点都增产，增产幅度最高可达16.36%。

3.3 实打测产报告2020 年6 月11 日全国农业技术推广服务中心组织小麦专家对肥城市安驾庄镇种子合作社种植的山农糯麦1 号进行了现场实打验收，参照农业农村部小麦高产创建验收办法，实收1581m2（2.37 亩），按照13.0%含水量折算，平均每667m2产量694.96kg，折合10424.40kg/hm2，创国内外糯小麦高产记录，适合大量定单种植及面粉和食品加工利用。

4 推广前景

糯麦由于其特有的淀粉特性，在食品行业和非食品行业有重要的应用价值；但是由于绝大多数糯小麦育成品种农艺性状差、产量低，很难在市场上推广应用。张风琴等[8]培育的糯麦新品系临糯7387 在不同试点每hm2产量在1927.5～4299.0kg 之间；山西省农业科学院小麦研究所培育的临糯88 和晋麦99 号平均产量分别为4426.5kg 和5128.5kg；安徽农业大学培育的安农1012 生产试验产量为5819.55kg；毛瑞喜等[9]培育的济糯麦1 号平均产量为7712.4kg；Morris 等[10]培育的春性糯小麦品种USDA Lori 平均产量为3802kg；云南农业大学培育的春性糯小麦品种滇麦15 号平均产量为6000kg；而山农糯麦1 号生产平均产量为7741.5kg，实打验收产量高达10424.4kg，是国内外糯性小麦产量最高的冬小麦品种。山农糯麦1 号株型、穗型、茎秆强度、熟相等农艺性状较好，也是利于形成高产的重要因素。

山农糯麦1 号栽培技术要点同普通优质小麦品种，山东适宜播种期10 月中旬，基本苗18 万～20万/667m2。播种前施足底肥，12 月初浇冬水。拔节前后结合浇水每667m2施尿素20kg。抽穗前后注意病虫防治。其他管理措施同一般高产田。

由于山农糯麦1 号易于管理且糯质、高面筋、高产多抗，农民喜欢种植，加工企业高价收购。近2年国内广东、河南等省10 多家企业已开展定单种植1.3 万hm2（20 万亩）以上，收购10 万t，已开发生产出糯淀粉、糯小麦酒、糯质麦仁等多种功能性食品和食品原料。