楊婷婷，崔嘉欣，王婷婷，張從宇*

(1.安徽科技學(xué)院，安徽 鳳陽 233100;2.安徽科技貿(mào)易學(xué)校，安徽 蚌埠 233080;3.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，河南 鄭州 450002）

小麥?zhǔn)鞘澜绶植甲顝V、栽培面積最大的主要糧食作物，其產(chǎn)量占世界糧食作物總產(chǎn)的30%左右，全球大約有43個(gè)國家、超過1/3的人口以小麥為主要糧食，小麥在國際糧食貿(mào)易中也占有重要地位。中國是世界最大的小麥生產(chǎn)國，近幾年小麥的單產(chǎn)及總產(chǎn)不斷提高，為保障國家糧食安全社會穩(wěn)定起到了非常重要的作用。用60Co－γ射線輻射產(chǎn)生優(yōu)良變異性狀的方法在小麥育種上已廣泛應(yīng)用[1－5]。目前對誘變性狀的評定大多是從產(chǎn)量、生育期、抗性等進(jìn)行比較，對多個(gè)性狀來綜合評價(jià)和分析的較少。隨著育種目標(biāo)的變化，在后代性狀選擇的過程中，有必要研究不同隨機(jī)變量的相關(guān)關(guān)系，以提高性狀選擇的科學(xué)性和針對性[6－8]。冀麥5418由河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧油所選育，1988年河南省農(nóng)作物品種審定委員會認(rèn)定，1991年全國農(nóng)作物品種審定的小麥品種，具有很好的抗逆性、豐產(chǎn)性和較強(qiáng)的抗病蟲性，近年來在黃淮麥區(qū)大面積推廣[9]。但是經(jīng)過20余年的推廣種植，其產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病蟲性等有所下降。如何進(jìn)一步挖掘此品種的潛力，成為擺在育種工作者面前的一個(gè)課題[4]。誘變育種相比其他傳統(tǒng)育種方式具有高效便捷及變異方向多等優(yōu)點(diǎn)[5]。為此，筆者用60Co－γ射線輻射冀麥5418干種子進(jìn)行輻射，對其后代的性狀進(jìn)行了考查、測定、統(tǒng)計(jì)分析，研究其變異規(guī)律，為科學(xué)選擇優(yōu)良種質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 種子來源

供試小麥品種為冀5418，由安徽科技學(xué)院遺傳實(shí)驗(yàn)室提供。用60Co－γ射線輻射干種子，劑量為200Gy，時(shí)間為 10min。

1.2 M1－M3代田間播種

輻射當(dāng)代為M1代，2012年10月28日種植于安徽科技學(xué)院種植科技園。播種方式為點(diǎn)播，行距25 cm，株距5cm，成熟后每株收1穗、脫粒。2013年11月2日種植M2穗行，種植方式同M1，成熟后每株收1穗，單脫。2014年10月29日種植M3，種成穗行，行長1.5米，行距25cm，株距5cm，每行定苗20株，M3代收獲500個(gè)穗行進(jìn)行性狀測定。

1.3 M3農(nóng)藝性狀考查

每行20株全部考查，然后取平均值?？疾樾誀?個(gè)，分別為株高[X(1)]、穗長[X(2)]、小穗數(shù)[X(3)]、退化小穗數(shù)[X(4)]、行粒重[X(5)]、千粒重[X(6)]。

1.4 品質(zhì)測定

用瑞典波通公司的DA7200近紅外分析儀對M3籽粒營養(yǎng)品質(zhì)性狀和加工品質(zhì)性狀進(jìn)行分析測定。性狀有濕面筋含量[X(7)]、干基蛋白含量[X(8)]、容重[X(9)]、面團(tuán)吸水率[X(10)]、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間[X(11)]、面團(tuán)形成時(shí)間[X(12)]、硬度指數(shù)[X(13)]、沉降值[X(14)]、出粉率[X(15)]、直鏈淀粉含量[X(16)]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用DPS軟件進(jìn)行基本數(shù)據(jù)處理和多元分析，以超過2倍的標(biāo)準(zhǔn)差為依據(jù)確定M3變異性狀，進(jìn)一步計(jì)算變異率[10－11]。主成分分析的特征值取累計(jì)貢獻(xiàn)率 85%[12－13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 M3主要性狀的變異分析

由表1可以看出，M3代的各種性狀均產(chǎn)生了不同程度的變異。農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)大小依次為退化小穗數(shù)＞穗長＞株高＞小穗數(shù);產(chǎn)量性狀的變異系數(shù)依次為行粒重＞千粒重;品質(zhì)性狀的變異系數(shù)依次為濕面筋含量＞干基蛋白質(zhì);加工性狀的變異系數(shù)依次為直鏈淀粉含量＞沉降值＞穩(wěn)定時(shí)間＞形成時(shí)間＞硬度系數(shù)＞出粉率＞吸水率＞容重。再從橫向進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)看出，退化小穗數(shù)、行粒重、直鏈淀粉含量、沉降值及千粒重變異系數(shù)較大，說明這五種指標(biāo)產(chǎn)生變異的可能性大，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較大;出粉率、硬度指數(shù)、吸水率及容重的變異系數(shù)較小，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較小。

表1 M3代主要性狀的變異分析Table 1 Variation of main agronomic traits of M3

2.2 M3代主要性狀的簡單相關(guān)分析

將M3代主要性狀統(tǒng)計(jì)分析得出的相關(guān)系數(shù)列入表2。由表2可以看出，株高與穗長、穗長與小穗數(shù)、濕面筋含量與干基蛋白質(zhì)、吸水率與干基蛋白質(zhì)、沉降值與干基蛋白質(zhì)、濕面筋含量與吸水率、濕面筋含量與沉降值、形成時(shí)間與容重、容重與出粉率、容重與直鏈淀粉含量、沉降值與吸水率、穩(wěn)定時(shí)間與形成時(shí)間、硬度指數(shù)與穩(wěn)定時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間與沉降值、直鏈淀粉含量與穩(wěn)定時(shí)間、硬度指數(shù)與沉降值、直鏈淀粉含量與出粉率之間呈極顯著正相關(guān);行粒重與千粒重、小穗數(shù)與株高、硬度指數(shù)與出粉率之間呈顯著正相關(guān);容重與干基蛋白質(zhì)、出粉率與干基蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量與干基蛋白質(zhì)、容重與濕面筋含量、出粉率與濕面筋含量、直鏈淀粉含量與濕面筋含量、吸水率與容重、沉降值與容重、吸水率與出粉率、吸水率與直鏈淀粉含量之間極顯著負(fù)相關(guān)。從結(jié)果可以看出，產(chǎn)量性狀中，除株高、穗長、小穗數(shù)間相關(guān)極顯著，行粒重與千粒重間相關(guān)極顯著外，其它性狀間差異均不顯著;品質(zhì)性狀間大多數(shù)性狀間相關(guān)顯著;而行粒重與營養(yǎng)品質(zhì)性狀(蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量)間相關(guān)不顯著;與加工品質(zhì)重要性狀的硬度相關(guān)不顯著。說明產(chǎn)量和品質(zhì)性狀間相關(guān)不密切，選擇時(shí)不可兼顧，選擇目標(biāo)是產(chǎn)量或品質(zhì)(相關(guān)系數(shù)臨界值:a=0.05時(shí)，r=0.3202;a=0.01 時(shí)，r=0.4128)。

表2 M3代主要性狀的簡單相關(guān)系數(shù)分析Table 2 Simple correlation coeffient of agronomic traits of M3

2.3 M3代主要性狀的主成分分析

表3 M3代主要性狀的主成分分析Table 3 Principle component analysis of agronomic traits of M3

根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85%的標(biāo)準(zhǔn)，有6個(gè)主成分入選，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為85.907%，已包含了大部分信息。

第一主成分特征值為4.8158，貢獻(xiàn)率為30.099%，對應(yīng)特征向量以干基蛋白質(zhì)、濕面筋含量、吸水率3個(gè)性狀分量的影響較大，但容重、直鏈淀粉含量和出粉率特征向量負(fù)值絕對值較大，即追求過高的干基蛋白質(zhì)、濕面筋含量含量，會降低直鏈淀粉含量和出粉率。因此，第一主成分值以居中為宜。

第二主成分特征值為2.8356，貢獻(xiàn)率為17.7266%，對應(yīng)特征向量以穩(wěn)定時(shí)間、硬度指數(shù)、沉降值、出粉率4個(gè)性狀分量的影響較大，但千粒重、退化小穗數(shù)及干基蛋白質(zhì)特征向量為負(fù)值且絕對值較大，即追求高穩(wěn)定時(shí)間、硬度指數(shù)、沉降值、出粉率，會降低千粒重及干基蛋白質(zhì)。因此，第二主成分值以居中為宜。

第三主成分特征值為2.2124，貢獻(xiàn)率為13.8274%，對應(yīng)特征向量以穗長、小穗數(shù)、株高、行粒重4個(gè)性狀分量的影響較大，但千粒重、形成時(shí)間及容重向量為負(fù)值且絕對值較大。因此，第三主成分值以居中或偏高為宜。

第四主成分特征值為1.5679，貢獻(xiàn)率為9.7992%，對應(yīng)特征向量以行粒重、形成時(shí)間、千粒重3個(gè)性狀分量的影響為主，但退化小穗數(shù)、直鏈淀粉含量及沉降值為負(fù)值。因此，第四主成分值偏高為宜。

第五主成分特征值為1.4078，貢獻(xiàn)率為8.7985%，對應(yīng)特征向量以形成時(shí)間、容重、退化小穗數(shù)3個(gè)性狀分量的影響較大，但硬度指數(shù)、千粒重、行粒重特征向量為負(fù)值。因此，第五主成分值以偏低為宜。

第六主成分特征值為0.905，貢獻(xiàn)率為5.6563%，對應(yīng)特征向量以退化小穗數(shù)、千粒重、株高、行粒重4個(gè)性狀分量的影響較大，但小穗數(shù)特征向量為負(fù)值。因此，第六主成分值居中為宜。

3 結(jié)論與討論

通過試驗(yàn)材料性狀的考查、統(tǒng)計(jì)分析說明，冀麥5418經(jīng)過60Co－γ射線誘變M3代發(fā)生了豐富的變異，這也符合誘變育種具有變異率大、可選擇后代材料廣泛等優(yōu)點(diǎn)[14]。通過誘變使小麥的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀及加工品質(zhì)性狀等產(chǎn)生了的廣泛變異，為我們選擇符合育種目標(biāo)的后代提供了豐富的材料資源。冀麥541860Co－γ射線誘變M3代農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)大小依次為退化小穗數(shù)＞穗長＞株高＞小穗數(shù);產(chǎn)量性狀的變異系數(shù)依次為行粒重＞千粒重;品質(zhì)性狀的變異系數(shù)依次為濕面筋含量＞干基蛋白質(zhì);加工性狀的變異系數(shù)依次為直鏈淀粉含量＞沉降值＞穩(wěn)定時(shí)間＞形成時(shí)間＞硬度系數(shù)＞出粉率＞吸水率＞容重。橫向進(jìn)行比較可以看出，退化小穗數(shù)、行粒重、直鏈淀粉含量、沉降值及千粒重變異系數(shù)較大，說明這五種指標(biāo)產(chǎn)生變異的可能性大，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較大;出粉率、硬度指數(shù)、吸水率及容重的變異系數(shù)較小，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較小。

蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量是小麥主要的營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，也是決定加工品質(zhì)的主要因素[15－16]，從本試驗(yàn)看，60Co－γ射線誘變小麥的后代，營養(yǎng)品質(zhì)與加工品質(zhì)性狀間大多數(shù)簡單相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著或極顯著水平，這與張從宇等[17－18]的研究結(jié)果相一致。但小麥面粉的加工品質(zhì)還與其高分子量谷蛋白亞基(HMWGS)的組分和表達(dá)量相關(guān)[19]，作者還將開展進(jìn)一步研究。

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