张金民 崔桂宾

摘 要：从小麦的籽粒性状入手，探究小麦种子成分、种子形态特征以及种子活力与小麦成熟胚再生能力的关系。结果表明：小麦种子成分（粗蛋白含量、淀粉含量和水分含量等）、种子形态大小（长、宽和厚）和种子的萌发特性（发芽率和发芽势）与小麦成熟胚再生能力无显著相关性，说明影响小麦成熟胚再生能力的因素并不来源于小麦种子成分、种子形态和种子萌发活力这些性状。

关键词：小麦；成熟胚；籽粒性状；再生能力

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）20-0050-3

小麦是我国三大粮食作物之一，但其遗传转化的研究明显滞后于水稻和玉米，建立稳定、高效的遗传转化体系是提高小麦遗传转化效率的基础[1]。研究发现，小麦幼胚在遗传转化中具有较强的再生能力，被认为是相对较为理想的遗传转化材料，但种子中复杂的生理生化变化，可能会对幼胚的形成、发育和成熟产生影响，最终影响成熟胚的成分、形态结构、内源激素含量等，进而影响其脱分化和再生成苗能力。而种子的胚乳以及种子的其他性状包括种子成分、种子形状和种子活力等是否会影响小麦成熟胚的再生能力尚未见报道。因此，本研究对21份具有不同再生能力小麦品种（系）的种子成分、种子形态特征以及种子活力与小麦成熟胚再生能力的关系进行了分析，初步探讨了小麦成熟胚的再生能力与小麦籽粒性状的关系，以期为探索影响小麦高效再生基因型的筛选提供思路和借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验所用21份材料均由农业部西北地区小麦生物学与遗传育种重点实验室提供。

1.2 测定指标 采用近红外谷物品质分析仪测定小麦种子的水分含量、粗蛋白含量、湿基面筋含量、吸水率、淀粉含量等，每个品种（系）设置3个重复。采用滤纸培养的方式于12cm×12cm的培养皿中直接测定种子活力和发芽势等。利用游标卡尺对小麦的长度、宽度和厚度等形态指标进行测定，每个品种随机选取25粒小麦种子，3次重复。

1.3 数据分析与处理 利用Microsoft Office 2013和DPS6.55软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 小麦籽粒的品质 小麦籽粒的品质指标的变异由大至小分别是面团稳定时间、沉降值、淀粉含量、湿面筋含量、粗蛋白含量、含水量、吸水率、出粉率和容重。由表1可知，品质表现最好的材料是TC-5，其粗蛋白含量、湿面筋含量、稳定时间均达到国家优质小麦标准，为典型的强筋小麦。品质表现最差的是徐麦1-11，其蛋白含量、湿面筋含量均较低。

2.2 小麦籽粒的形态性状 由表2可知，不同小麦品种（系）的种子形态特征存在较大差异。21个小麦品种（系）的长、宽、高的平均值分别为0.671、0.343和0.302，變异系数分别为0.0506、0.0455和0.0472。小麦的长、宽、高的变异差异较小，小麦粒长的变异系数最大，籽粒宽度的变异系数最小，说明小麦形态特征中籽粒长度的变化辐度最大，其次是籽粒厚度，最后是籽粒宽度。

2.3 小麦种子的活力 由表2可知，所有参试材料的小麦发芽率的平均值为86.18%，发芽率为89.35%，变异系数分别为0.1791和0.1432，小麦发芽势的变异系数明显大于发芽率。在所有小麦材料中，表现较好的是渭科2号、山农60535和XN2112，其发芽势和发芽率均为100%，种子活力最佳。

2.4 小麦籽粒特征与小麦再生能力分析 对21个小麦品种的胚性愈伤率、分化率和成苗率进行聚类分析，将洛新988，HM等8个小麦品种（系）被聚为I类，该类小麦品种的愈性胚伤率、分化率和成苗率都在15%以下。山农60535，YS2等7个小麦品种（系）被聚为II类，其愈性胚伤率、分化率和成苗率中至少有2个反映成熟胚再生能力的指标都达到15%以上。鲁麦14，渭科2号等6个小麦品种（系）被聚为第III类，这类小麦成熟胚的再生能力最强，胚性愈伤率和分化率都在30%以上，成苗率在20%以上。由表3可知，3类成熟胚再生能力不同的小麦的胚性愈伤率、分化率和成苗率均具有极显著差异（P<0.01），表明聚类分析的结果是可靠的。但3类成熟胚再生能力不同的小麦的籽粒特征均无显著差异，表明籽粒特征对小麦成熟胚的再生能力没有影响。由表4可知，胚性愈伤率、分化率、成苗率与小麦的籽粒特征之间没有显著相关性。

3 结论与讨论

以成熟胚作为遗传转化的外植体在水稻、柳枝稷、玉米、小麦等作物中都有报道，且常将整粒种子放入诱导培养基中进行脱分化培养[2-4]，小麦种子中除了成熟胚以外的其他成分很可能会影响小麦愈伤组织的形成。小麦成熟胚的遗传转化受基因型的影响较大[5-7]，表明遗传因素在小麦遗传转化中扮演着重要角色，虽然小麦种子中遗传物质主要来源于小麦胚，但也不排除小麦胚乳或者种子中的其他因素对小麦胚发育的影响进而影响到成熟胚的再生能力。本次试验结果表明，小麦的种子成分包括蛋白质含量、淀粉含量和籽粒的水分含量等种子中的主要组成成分与成熟胚的再生无显著相关性，种子形态特征与小麦成熟胚再生能力亦无显著相关性。这表明试验中所关注的小麦的种子成分并不影响小麦成熟胚的再生能力，影响成熟胚再生能力的因素并不来源于小麦种子中的蛋白质、淀粉和含水量等因素，但也不排除其它的种子成分包括微量元素、可溶性糖、脂肪等的影响。此外，小麦的种子活力与小麦成熟胚再生能力也没有显著相关性，表明成熟胚的再生能力与种子的萌发能力无关，种子活力高的小麦品种成熟胚的再生能力并不一定强，种子活力低的小麦品种成熟胚的再生能力也不一定弱，可见种子活力与小麦成熟胚的再生能力是2个完全不同的性状，种子活力不能作为小麦成熟胚再生能力的鉴定指标。

参考文献

[1]Li J，Ye X，An B，et al.Genetic transformation of wheat： current status and future prospects[J].Plant Biotechnology Reports，2012，6（3）：183-193.

[2]岳润清.小麦成熟胚脱分化及其植株再生研究[D].郑州：河南农业大学，2006.

[3]刘燕蓉，岑慧芳，严建萍，等.农杆菌介导的柳枝稷遗传转化体系的优化[J].中国农业科学，2016，49（1）：80-89.

[4]王世玉，郑用琏，刘亚，等.玉米成熟胚胚性愈伤组织的诱导、高频再生及转化的研究[J].作物学报，2008，34（3）：423-428.

[5]Yu Y，Wang J，Zhu M L，et al.Optimization of mature embryo-based high frequency callus induction and plant regeneration from elite wheat cultivars grown in China[J].Plant Breeding，2008，127（3）：249-255.

[6]张东武，刘辉，赵惠贤.小麦成熟胚组织培养再生体系的优化及高再生率基因型的筛选[J].麦类作物学报，2011，31（5）：847-852.

[7]彭琳，张小红，闵东红，等.小麦成熟胚高频再生基因型筛选及再生体系研究[J].西北农业学报，2012，21（9）：37-44.

（责编：张宏民）