黃龍江　(淮北師范大學(xué)，安徽淮北 235000)

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小麥形態(tài)與產(chǎn)量性狀世代平均數(shù)分析

黃龍江(淮北師范大學(xué)，安徽淮北 235000)

摘要[目的]進(jìn)一步改良小麥的形態(tài)、產(chǎn)量性狀。[方法]以性狀差別明顯的純度較高的濰麥8號(P1)、淮師0806(P2)為試驗材料，分析小麥形態(tài)性狀和產(chǎn)量性狀的基因效應(yīng)及這些性狀之間的相關(guān)性。[結(jié)果]P1和P2在株高、分蘗數(shù)、節(jié)間長形態(tài)性狀以及穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重產(chǎn)量性狀方面有明顯差異；F(1-10)、F(1-16)、F(2-10)、F(2-16)、回1、回2、回3和回4代各性狀與親本接近，且更偏向于母本；就方差和變異系數(shù)而言，各世代性狀差異明顯；各性狀之間具有相關(guān)性，株高與節(jié)間長密切相關(guān)，節(jié)間長之間密切相關(guān)，小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗長、穗重、株產(chǎn)量之間也存在密切的聯(lián)系。[結(jié)論]該研究可為育種工作提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞小麥；形態(tài)性狀；產(chǎn)量性狀；基因效應(yīng)；相關(guān)性

Generation Mean Analysis of Wheat Morphology and Yield Traits

HUANG Long-jiang

(Huaibei Normal University,Huaibei,Anhui 235000)

Abstract[Objective] To further improve the yield traits of wheat.[Method] With Weimai 8 (P1) and Huaishi 0806 (P2) as the research materials,we analyzed the correlation between genetic effects of wheat morphological traits and yield traits.[Result]P1and P2had significant differences in morphological traits (plant height,tillering number,internode length) and yield traits (ear length,spikelet number,seeds per ear,ear weight,plant yield and grain weight).F1-10、F1-16、F2-10、F2-16,backcross 1,2,3 and 4 had close traits with their parents,which were more in favor of the female parent.As for variance and variation coefficient,the generations showed significant differences in traits.There was correlation among traits and internode lengths; plant height and internode length had close correlation; there was also close correlation in spikelet number,seeds per ear,ear length,ear weight and plant weight.[Conclusion] This research provides scientific references for the breeding work of wheat.

Key wordsWheat; Morphological traits; Yield traits; Genetic effect; Correlation

小麥?zhǔn)鞘澜绺鞯貜V泛種植的、最早栽培的農(nóng)作物之一，它也是世界上分布最廣、面積最大、總產(chǎn)量第二、營養(yǎng)價值最高的糧食作物之一[1-9]。隨著人口增多和人們生活水平的不斷提高，糧食供不應(yīng)求，又因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整使糧田面積有所降低，這要求進(jìn)一步提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，而提高小麥產(chǎn)量與品質(zhì)必須與其他優(yōu)良性狀相結(jié)合，這樣才能使優(yōu)質(zhì)育種發(fā)揮最大效益，因此對小麥形態(tài)性狀的基因效應(yīng)和遺傳機(jī)制的研究尤為重要[10]。

小麥的形態(tài)性狀主要包括株高、分蘗、節(jié)間長，產(chǎn)量性狀由單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重、穗長、穗重和株產(chǎn)量構(gòu)成。這些性狀因素主要受品種遺傳特性和環(huán)境條件的影響，在生態(tài)環(huán)境不同的地區(qū)，小麥各性狀構(gòu)成因素也有一定的差異。小麥單個性狀的表達(dá)是由一個數(shù)量性狀的多基因系統(tǒng)控制的，其單個基因的效應(yīng)值較小，且易受環(huán)境影響，不足以表達(dá)該種性狀，因此一切數(shù)量性狀都可以用一個特定的多基因系統(tǒng)加上環(huán)境修飾而成。這種頻率分布特征可以用統(tǒng)計的方法如計算平均數(shù)、方差等來描述。此外，這些統(tǒng)計數(shù)在遺傳學(xué)上具有一定的意義，它們可以對多基因系統(tǒng)控制的數(shù)量性狀做出遺傳學(xué)分析。無論是在遺傳理論方面，還是在育種實(shí)踐方面，這種數(shù)量性狀的遺傳分析均具有十分重要的意義[11-12]。筆者以經(jīng)過兩代自交、純度較高的濰麥8號(P1)、淮師0806(P2)為親本，對小麥形態(tài)性狀、產(chǎn)量性狀以及各性狀之間的相關(guān)性進(jìn)行研究，以期為育種工作提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料試驗選用經(jīng)過兩代自交、純度較高的濰麥8號(P1)、淮師0806(P2)為親本，以濰麥8號(P1)為父本、以淮師0806(P2)為母本正交得到品系F1-10；以淮師0806(P2)為父本、以濰麥8號(P1)為母本反交得到品系F1-16。F1代經(jīng)自交得F2代(F2-10， F2-16)，以品系(F1-10)為父本，以P1、P2為母本進(jìn)行回交得到品系回1、回2；以品系F1-16為父本，以P1、P2為母本進(jìn)行回交得到品系回3、回4。通過以上過程獲得此次試驗的10種小麥品系。

1.2試驗設(shè)計與方法2014年秋季將該組合的P1、P2、F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1、回2、回3和回4種植于小麥育種試驗田，單行種植，行長5.0 m、行距1.2 m、株距0.4 m，采用營養(yǎng)缽育苗控制密度及株行距，無缺苗現(xiàn)象。2015年6月初對小麥進(jìn)行收割，在實(shí)驗室對小麥形態(tài)性狀、產(chǎn)量性狀進(jìn)行測定。

1.3性狀測試與數(shù)據(jù)處理形態(tài)性狀調(diào)查包括株高(PH)、分蘗數(shù)(TI)、節(jié)間長(IL)；產(chǎn)量性狀調(diào)查包括穗長(EL)、小穗數(shù)(SP)、穗粒數(shù)(SG)、穗重(PW)、株產(chǎn)量(PP)、粒重(GW)。

各性狀指標(biāo)取測定樣品的平均值，采用Excel2015和SPSS18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。

2結(jié)果與分析

2.1形態(tài)性狀基因效應(yīng)由表1可知，在親本中，濰麥8號(P1)的株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為78.13 cm、12.83個、23.10 cm、17.93 cm、11.27 cm、7.12 cm、4.56 cm、4.25 cm；淮師0806(P2)的株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為83.40 cm、15.57 cm、24.98 cm、19.39 cm、11.84 cm、7.31 cm、5.22 cm、2.93 cm，雙親8個形態(tài)性狀間均存在顯著差異。F1-10株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為77.80 cm、10.57個、23.93 cm、17.14 cm、10.96 cm、6.86 cm、4.01 cm、2.61 cm，F(xiàn)1-16株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為70.13 cm、14.07個、20.06 cm、16.11 cm、9.79 cm、5.95 cm、4.28 cm、2.69 cm，均與親本性狀平均值接近，且偏向于母本性狀平均值；F2-10株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為76.82 cm、11.07個、23.56 cm、17.31 cm、11.00 cm、6.94 cm、4.83 cm、3.41 cm；F2-16株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為82.87 cm、13.23個、26.78 cm、18.74 cm、11.33 cm、6.73 cm、4.49 cm、3.77 cm，都接近甚至大于雙親性狀平均值。在回交中，回1株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為83.37 cm、12.63個、23.93 cm、18.85 cm、11.86 cm、7.55 cm、5.49 cm、6.17 cm；回2株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為80.72 cm、14.33個、21.55 cm、17.72 cm、11.80 cm、7.45 cm、6.34 cm、4.26 cm；回3株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為75.75 cm、14.60個、22.03 cm、17.42 cm、10.84 cm、6.82 cm、5.27 cm、3.77 cm；回4株高、分蘗數(shù)、第1節(jié)間長、第2節(jié)間長、第3節(jié)間長、第4節(jié)間長、第5節(jié)間長和第6節(jié)間長平均值分別為76.78 cm、13.40個、23.38 cm、17.44 cm、11.07 cm、7.30 cm、4.75 cm、3.38 cm，都偏向于母本性狀[13]。

表1　各品系形態(tài)性狀與產(chǎn)量性狀指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果

注：S2為平均均方；M為平均值；V為變異系數(shù)。

Note:S2,MandVindicated mean square,mean value and variable coefficient,respectively.

根據(jù)P1、P2、F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1、回2、回3和回4形態(tài)性狀指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果(表1)可知，各品系之間在株高、分蘗數(shù)、節(jié)間長性狀上存在顯著差異。對株高等8個形態(tài)性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明各品系8個形態(tài)性狀均達(dá)到極顯著差異。各品系株高差異非常明顯。就變異系數(shù)來說，第5節(jié)間長、第6節(jié)間長、分蘗數(shù)的變異系數(shù)較大，表明各品系間這3個形態(tài)性狀差異明顯，可選擇范圍寬；變異系數(shù)較小的形態(tài)性狀有株高、第1～4節(jié)間長，表明品系間變異幅度并不大，可選擇范圍相對較窄。

2.2產(chǎn)量性狀基因效應(yīng)由表1可知，在親本中，濰麥8號(P1)的穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為9.20 cm、18.77個、55.49個、2.94 g、22.82 g、13.31 g；淮師0806(P2)的穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為9.84 cm、18.77個、63.42個、3.36 g、28.08 g、13.44 g，雙親6個產(chǎn)量性狀間均存在顯著差異。F1-10穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為9.73 cm、18.68個、57.27個、2.95 g、21.11 g、11.78 g，F(xiàn)1-16穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為8.11 cm、17.68個、64.80個、3.33 g、28.53 g、12.52 g，均與親本性狀平均值接近，且偏向于母本性狀平均值；F2-10穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為9.33 cm、18.47個、64.04個、3.28 g、23.70 g、12.41 g；F2-16穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為9.68 cm、18.91個、68.52個、3.69 g、33.18 g、13.32 g，都接近甚至大于雙親性狀平均值。在回交中，回1穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為13.97 cm、35.40個、28.50個、12.72 g、18.21 g、11.59 g；回2穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為8.82 cm、18.42個、58.22個、3.04 g、22.69 g、10.93 g；回3穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為8.99 cm、18.74個、62.07個、3.08 g、36.59 g、10.43 g；回4穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重平均值分別為9.75 cm、18.92個、59.99個、3.01 g、27.47 g、10.22 g，都偏向于母本性狀。

根據(jù)P1、P2、F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1、回2、回3和回4主要性狀指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果(表1)可知，各品系之間在穗長、穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重等性狀上存在顯著差異。對穗長等6個產(chǎn)量性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明各品系之間這6個性狀均達(dá)到極顯著差異。其中，小穗數(shù)、穗粒數(shù)和株產(chǎn)量這些性狀差異非常明顯[14-15]。就變異系數(shù)來說，6個產(chǎn)量性狀的變異系數(shù)均較大，表明各品系間差異極明顯，可選擇范圍寬。

2.3相關(guān)性各品系形態(tài)性狀與產(chǎn)量性狀的相關(guān)系數(shù)見表2。由表2可知，株高與第2節(jié)間長、第3節(jié)間長在0.01水平上顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.940、0.938，與第1節(jié)間長、第4節(jié)間長在0.05水平上顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.752、0.745，與其他性狀無相關(guān)性，說明株高與第1～4節(jié)間長有密切的關(guān)系；分蘗數(shù)與其他性狀均無相關(guān)性；第1節(jié)間長與第2節(jié)間長中度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.752；第2節(jié)間長與第3節(jié)間長呈顯著相關(guān)、與第4節(jié)間長中度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.860、0.660；第3節(jié)間長與第4節(jié)間長顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.912；第4節(jié)間長與第5節(jié)間長中度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.639；第5節(jié)間長與除第4節(jié)間長以外的其他性狀均無相關(guān)性，說明第1～5節(jié)間長相互之間有密切的聯(lián)系；第6節(jié)間長與小穗數(shù)、穗重呈顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與穗長呈中度相關(guān)；穗長與小穗數(shù)、穗重呈顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；小穗數(shù)與穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與穗重呈顯著正相關(guān)；穗粒數(shù)與穗重呈顯著負(fù)相關(guān)、與株產(chǎn)量中度相關(guān)，說明穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和穗重之間關(guān)系密切；穗重、株產(chǎn)量、粒重與其他性狀無相關(guān)性。

表2　各品系形態(tài)性狀與產(chǎn)量性狀的相關(guān)系數(shù)

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

Note: ** indicated significant correlation at 0.01 level; and * indicated significant correlation at 0.05 level.

3結(jié)論與討論

親本P1、P2在株高、分蘗數(shù)、節(jié)間長等形態(tài)性狀以及穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、株產(chǎn)量、粒重等產(chǎn)量性狀上均存在明顯差異，F(xiàn)1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1 、回2、回3和回4代性狀與親本性狀接近，且更偏向于母本性狀。方差分析結(jié)果表明，各品系株高、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和株產(chǎn)量4種性狀均達(dá)到極顯著差異；就變異系數(shù)而言，各品系第5節(jié)間長、第6節(jié)間長、分蘗數(shù)、穗重、小穗數(shù)、株產(chǎn)量、粒重、穗粒數(shù)的變異系數(shù)較大，表明各品系間差異極明顯，可選擇范圍寬。各性狀之間具有相關(guān)性，株高與節(jié)間長密切相關(guān)，節(jié)間長之間密切相關(guān)，小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗長、穗重、株產(chǎn)量之間也存在密切的聯(lián)系。

由于地域氣候等條件的影響，試驗代表性有限，對小麥相關(guān)性狀的世代平均數(shù)有待進(jìn)一步深入研究。

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中圖分類號S 512.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)06-054-03

收稿日期2016-01-29

作者簡介黃龍江(1989- )，男，安徽潛山人，從事植物遺傳學(xué)研究。