王鐵固,王澤河,張從宇

（1.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；2.現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心,河南新鄉(xiāng)453003；3.岳西縣職業(yè)技術(shù)教育中心,安徽岳西246600）

鄭麥9023的M3代性狀變異及典型相關(guān)分析

王鐵固1,2,王澤河3,張從宇3

（1.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；2.現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心,河南新鄉(xiāng)453003；3.岳西縣職業(yè)技術(shù)教育中心,安徽岳西246600）

利用60Co-γ射線對(duì)鄭麥9023干種子進(jìn)行輻射,并對(duì)M3代的產(chǎn)量性狀、營養(yǎng)性狀、農(nóng)藝性狀、加工性狀進(jìn)行典型相關(guān)分析和變異分析.結(jié)果表明：從變異系數(shù)看,行質(zhì)量>退化小穗數(shù)>直鏈淀粉>穗長(zhǎng)>穩(wěn)定時(shí)間>沉降值>形成時(shí)間>株高>千粒質(zhì)量>小穗數(shù)>蛋白質(zhì)干質(zhì)量>濕面筋>硬度>出粉率>吸水率>容重；簡(jiǎn)單相關(guān)分析表明,M3代各性狀中有21對(duì)呈極顯著正相關(guān),1對(duì)呈顯著正相關(guān),15對(duì)呈極顯著負(fù)相關(guān),7對(duì)呈顯著負(fù)相關(guān)；典型相關(guān)分析表明,加工性狀和營養(yǎng)性狀之間的相關(guān)極顯著.

鄭麥9023；60Co-γ射線；變異；簡(jiǎn)單相關(guān)分析

小麥?zhǔn)且环N世界性的重要的糧食作物.小麥品質(zhì)主要包括營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)以及形態(tài)品質(zhì).小麥加工品質(zhì)通常用出粉率、灰分含量、動(dòng)力消耗和面粉白度等磨粉品質(zhì)衡量,還包括烘焙品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)及制作品質(zhì)在內(nèi)的食品加工品質(zhì).小麥籽粒蛋白含量及其氨基酸組成的平衡程度決定小麥的營養(yǎng)價(jià)值,因此小麥各種品質(zhì)都與它所含蛋白質(zhì)的種類與含量有關(guān).對(duì)于小麥的一次加工品質(zhì),存在于小麥胚乳中的麥醇溶蛋白和麥谷蛋白是小麥面筋的主要成分,約占面筋總量的90%,評(píng)價(jià)小麥品質(zhì)不能忽略蛋白質(zhì)的質(zhì)與量[1].

提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)可以通過輻射誘變的方法,提高自然突變率,輻射誘變育種在20世紀(jì)發(fā)展迅速.資料證明,誘變小麥變異的幾率是自然變異的100~1 000倍[2-7].60Co-γ射線誘發(fā)作物突變作為常規(guī)育種的補(bǔ)充手段,已被育種學(xué)家重視和利用,并且取得顯著的成績(jī)[8-15].60Co-γ射線輻射小麥能產(chǎn)生性狀的廣泛變異,這是小麥誘變育種選擇的基礎(chǔ)[16-19].本試驗(yàn)對(duì)鄭麥9023誘變3代進(jìn)行了品質(zhì)鑒定,進(jìn)而分析射線處理對(duì)鄭麥9023產(chǎn)量和品質(zhì)的影響.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的為鄭麥9023 M3代種子,由安徽科技學(xué)院作物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供.

1.2 試驗(yàn)方法

2013年11月初至12月初,對(duì)岳西縣職業(yè)技術(shù)教育中心試驗(yàn)田進(jìn)行整地,人工精量播種,灌溉.播種密度為：行距25 cm,株距5 cm,行長(zhǎng)3 m.出苗后,對(duì)出苗率、麥苗健康狀況等進(jìn)行調(diào)查記錄.2014年3月中旬至4月中旬,使用質(zhì)量濃度為60 g/L的精噁唑禾草靈防除田間雜草,用藥量3 L/hm2.成熟后,對(duì)其株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、退化小穗數(shù)、千粒質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量和記錄.使用DA7200近紅外分析儀對(duì)M3代的蛋白質(zhì)干質(zhì)量、濕面筋含量、吸水率、容重、穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、沉降值、出粉率、直鏈淀粉含量進(jìn)行精密的測(cè)定和統(tǒng)計(jì).

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用DPS軟件進(jìn)行各項(xiàng)性狀的典型相關(guān)分析和變異分析.產(chǎn)量性狀和營養(yǎng)性狀、農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)性狀、產(chǎn)量性狀和加工性狀、農(nóng)藝性狀和加工性狀、營養(yǎng)性狀和加工性狀的相關(guān)性用t檢驗(yàn).

2 結(jié)果與分析

2.1 M3代性狀及變異分析

計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的M3代主要性狀的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、正向變異率、負(fù)向變異率、變異率等數(shù)據(jù),結(jié)果見表1.

表1 M3代主要性狀的變異分析結(jié)果Tab.1 The variation results ofmain characters ofM3

由表1可知,各項(xiàng)性狀的變異程度有所不同,變異系數(shù)的大小情況為：行質(zhì)量>退化小穗數(shù)>直鏈淀粉>穗長(zhǎng)>穩(wěn)定時(shí)間>沉降值>形成時(shí)間>株高>千粒質(zhì)量>小穗數(shù)>蛋白質(zhì)干質(zhì)量>濕面筋>硬度>出粉率>吸水率>容重.說明鄭麥9023的各項(xiàng)性狀誘變后M3代的誘變程度退化穗數(shù)和行質(zhì)量變化程度最大,而容重和吸水率的變化幅度比較輕微.從變異率的大小來看,硬度、行質(zhì)量、千粒質(zhì)量的變異率較大,而穗長(zhǎng)幾乎沒有變異.

2.2 M3代主要性狀的簡(jiǎn)單相關(guān)分析

將各項(xiàng)性狀分成4組,分別為產(chǎn)量性狀中的袋重、千粒質(zhì)量,農(nóng)藝性狀中的株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、退化小穗數(shù),營養(yǎng)性狀中的蛋白質(zhì)、濕面筋,加工性狀中的容重、穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、硬度、沉降值、出粉率、直鏈淀粉.將所測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制成表2.

表2 M3代主要性狀的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)Tab.2 The simple correlation ofmain characters ofM3

由表2可知,行質(zhì)量-穗長(zhǎng)、蛋白質(zhì)-濕面筋、蛋白質(zhì)-容重、濕面筋-容重、吸水率-穩(wěn)定時(shí)間、濕面筋-穩(wěn)定時(shí)間、容重-穩(wěn)定時(shí)間、濕面筋-形成時(shí)間、吸水率-形成時(shí)間、容重-形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間-形成時(shí)間、蛋白質(zhì)-硬度、蛋白質(zhì)-沉降值、濕面筋-沉降值、容重-沉降值、穩(wěn)定時(shí)間-沉降值、形成時(shí)間-沉降值、硬度-沉降值、吸水率-出粉率、硬度-出粉率、穩(wěn)定時(shí)間-直鏈淀粉之間呈極顯著正相關(guān).

退化小穗數(shù)-出粉率之間呈顯著正相關(guān).

行質(zhì)量-株高、穗長(zhǎng)-小穗數(shù)、蛋白質(zhì)-吸水率、退化小穗數(shù)-穩(wěn)定時(shí)間、蛋白質(zhì)-穩(wěn)定時(shí)間、退化小穗數(shù)-形成時(shí)間、蛋白質(zhì)-形成時(shí)間、濕面筋-硬度、退化小穗數(shù)-沉降值、蛋白質(zhì)-出粉率、濕面筋-出粉率、容重-出粉率、沉降值-出粉率、蛋白質(zhì)-直鏈淀粉、硬度-直鏈淀粉、吸水率-容重之間呈極顯著負(fù)相關(guān).

行質(zhì)量-千粒質(zhì)量、退化小穗數(shù)-濕面筋、千粒質(zhì)量-形成時(shí)間、容重-硬度、行質(zhì)量-沉降值、容重-直鏈淀粉、出粉率-直鏈淀粉之間呈顯著負(fù)相關(guān).

2.3 M3代性狀組間的典型相關(guān)分析

M3代各項(xiàng)性狀可以分為包括行質(zhì)量、千粒質(zhì)量的產(chǎn)量性狀,包括株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、退化小穗數(shù)的農(nóng)藝性狀,包括蛋白質(zhì)、濕面筋的營養(yǎng)性狀,包括容重、穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、硬度、沉降值、出粉率、直鏈淀粉的生產(chǎn)性狀.各組間典型相關(guān)系數(shù)及相關(guān)顯著或極顯著的典型變量列入表3.

表3 性狀組間的典型相關(guān)分析Tab.3 Canonical correlation analysis between trait groups

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出,產(chǎn)量性狀與農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀與營養(yǎng)性狀、產(chǎn)量性狀與加工性狀、農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)性狀、農(nóng)藝性狀與加工性狀之間相關(guān)不顯著,而營養(yǎng)性狀與加工性狀之間相關(guān)顯著.營養(yǎng)性狀和加工性狀中的第一對(duì)典型變量U1的濕面筋（x2）的系數(shù)最大,其次才是蛋白質(zhì)（x1）；V1的硬度（y5）系數(shù)最大,其次才是穩(wěn)定時(shí)間（y2）,由于產(chǎn)量性狀中的濕面筋和蛋白質(zhì)與加工性狀中的硬度和穩(wěn)定時(shí)間緊密相關(guān),導(dǎo)致產(chǎn)量性狀和加工性狀之間的關(guān)系顯著.

3 結(jié)論與討論

從鄭麥9023 M3的變異結(jié)果來看,行質(zhì)量和退化小穗數(shù)的變異系數(shù)較大,說明60Co-γ射線輻射鄭麥9023干種子可能會(huì)得到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的變異后代,為產(chǎn)量育種提供可能.另外直鏈淀粉和穩(wěn)定時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間-沉降值、沉降值-蛋白質(zhì)呈正相關(guān),直鏈淀粉的變異系數(shù)大,也會(huì)引起蛋白質(zhì)質(zhì)量和數(shù)量的改變,為品質(zhì)育種提供了可能性.從變異率來看,硬度、行質(zhì)量、千粒質(zhì)量較大,由于行質(zhì)量、千粒質(zhì)量影響著小麥的產(chǎn)量性狀,說明60Co-γ射線輻射鄭麥9023干種子可能會(huì)得到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的變異后代,擴(kuò)大了產(chǎn)量育種成功的可能性.從典型相關(guān)分析的結(jié)果來看,營養(yǎng)性狀和加工性狀之間的關(guān)系密切,而產(chǎn)量性狀和營養(yǎng)性狀、產(chǎn)量性狀和加工性狀、產(chǎn)量性狀和農(nóng)藝性狀、農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)性狀、農(nóng)藝性狀和加工性狀除個(gè)別相關(guān)顯著之外,多數(shù)相關(guān)不顯著.因此,60Co-γ射線輻射鄭麥9023干種子后代的產(chǎn)量和品質(zhì)不能同時(shí)兼顧,要分別考慮.這些與張從宇[13]等人的研究結(jié)果相似.未來全球?qū)π←湹男枨罅咳匀怀噬仙厔?shì),研究小麥的單株產(chǎn)量將會(huì)是小麥育種的發(fā)展方向,60Co-γ射線誘變育種將為解決這一問題提供重要參考.

[1]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.專用小麥品種品質(zhì)：GB/T17320—1998[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998：2-4.

[2]王旭輝,趙曉梅,葉凱,等.農(nóng)業(yè)航天誘變育種的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41（23）：9575-9576,9598.

[3]李新華,王文美,劉樹玉,等.誘變育種在山東省選育農(nóng)作物新品種中的應(yīng)用[J].核農(nóng)學(xué)通報(bào),1994,15（3）：126-128.

[4]郭向萌,押輝遠(yuǎn).離子輻射誘變小麥育種研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39（11）：6334-6335,6410.

[5]趙連芝,李文建,王勇,等.誘發(fā)突變選育小麥新品種的研究探討[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2010（5）：159-162.

[6]楊占良,褚巧緒,張醫(yī)樂,等.誘變與雜交結(jié)合選育超高產(chǎn)小麥品種的效果[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43（18）：37-40.

[7]甄東升,趙連芝,王勇.小麥誘變育種研究的回顧與展望[J].小麥研究,2010,31（2）：11-15.

[8]LIUL,van Zanten L.Officiallyreleased mutant varieties in China[J].Mutation BreedingReview,2004,14：1-62.

[9]金善寶.小麥育種學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,1996：381-416.

[10]王琳清.我國植物誘變育種剖析[J].核農(nóng)學(xué)通報(bào),1992,13（6）：282-295.

[11]黃可兵,祁志兵,邢國風(fēng),等.不同劑量60Co-γ射線輻照綿農(nóng)6號(hào)的效應(yīng)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37（7）：2923,2929.

[12]陸兆新.日本輻射誘變育種的最新研究進(jìn)展[J].核農(nóng)學(xué)通報(bào),1997,18（6）：296-299.

[13]龐伯良,萬賢國.γ射線與激光復(fù)合處理對(duì)水稻的誘變效果及其應(yīng)用[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),1998,12（1）：12-15.

[14]邱慶樹,李正超,申馥玉,等.花生激光和γ射線不同誘變處理的育種效果研究[J].花生科技,1999（增刊1）：116-118.

[15]彭琳,季良.氮離子束注入和鈷60伽瑪輻射對(duì)大豆生物學(xué)效應(yīng)研究初報(bào)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37（14）：6399-6402.

[16]張從宇,王敏,李文陽.60Co-γ射線誘變連麥2號(hào)M3代主要農(nóng)藝性狀的變異及多元分析[J].激光生物學(xué)報(bào),2011,20（6）：747-751.

[17]魏亦勤,李樹華,曾保安,等.60Co-γ射線在小麥育種上性狀改良的應(yīng)用研究[J].種子,2000（1）：49-50.

[18]張宏紀(jì),王廣金,孫巖,等.春小麥航天誘變?nèi)脒x后代的變異研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2007,21（2）：111-115.

[19]來德娥,趙平,王敏,等.60Co-γ射線誘變小麥品質(zhì)突變體的篩選及分子標(biāo)記[J].種子,2012,31（5）：5-10.

（責(zé)任編輯：鄧天福）

Analysis on generation trait variation and canonical correlation of M3of Zhengmai 9023

WANG Tiegu1,2,WANG Zehe3,ZHANG Congyu3
（1.Henan Institute ofScience and Technology,Xinxiang453003,China；2.Collaborative Innovation Center ofModern Biological BreedingofHenan Province,Xixiang453003,China；3.Vocational and Technical Education Center ofYuexi County,Yuexi 246600,China）

60Co-γ ray was used to radiate drying seeds of the Zheng 9023,the M3generations’yield traits,nutrition traits,agronomic traits,processing traits and canonical correlation.The analysis on variation were analyzed.The analysis results showed that those coefficient of variation were degraded spike row weight>number of degeneratedspikelets> straight chain starch>ear length>stable time>settlement value>formation time>plant height>TKW>spikelet number>protein dry weight>wet gluten>hardness>flour yield>water absorption>volume weight.According to the simple correlation analysis,21 pairs of the characters of the M3generation were extreme significantly positive correlation,only one was significantly positive correlation and 15 pairs were extreme significantly negative correlation, 7 pairs were significantly negative.correlation.Canonical correlation analysis showed that the correlation between the processing traits and the nutritional traits was extreme significantly positive correlation.

Zhengmai 9023；60Co-γray；variation；simple correlation analysis

S512.1

A

1008-7516（2016）03-0011-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.03.003

2016-01-17

王鐵固（1971―）,男,河南伊川人,博士,副教授.主要從事作物遺傳育種研究.