王光祿，劉志宏，程倩倩，馮盛燁，閆樹平，于 洋，趙 楊，王懷恩，孫允超

(1.聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東聊城 252000； 2.東阿縣農(nóng)業(yè)局，山東東阿 252200)

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94份國外小麥種質(zhì)材料的主要農(nóng)藝性狀分析

王光祿1，劉志宏2，程倩倩1，馮盛燁1，閆樹平1，于 洋1，趙 楊1，王懷恩1，孫允超1

(1.聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東聊城 252000； 2.東阿縣農(nóng)業(yè)局，山東東阿 252200)

為篩選優(yōu)異外源小麥種質(zhì)材料，分析了94份引進小麥種質(zhì)的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等7個主要農(nóng)藝性狀的變異情況及它們間的相關(guān)性，并以7個主要農(nóng)藝性狀為指標，對94份小麥種質(zhì)進行了聚類分析。結(jié)果表明，除了容重外，94份小麥材料的其他6個主要農(nóng)藝性狀均表現(xiàn)出較大的變異性，以不孕小穗數(shù)的變異系數(shù)(62.07%)最大；有效穗數(shù)、株高與產(chǎn)量的相關(guān)性達到極顯著水平，有效穗數(shù)與千粒重極顯著負相關(guān)；通過聚類分析，將供試材料分為9個類群，其中第Ⅱ類群的g-1020、g-1043、09A452等6份種質(zhì)的產(chǎn)量三要素極為協(xié)調(diào)，產(chǎn)量水平與不孕小穗數(shù)也表現(xiàn)較好，可以用作配置雜交組合的親本。

國外小麥種質(zhì)；農(nóng)藝性狀；聚類分析

小麥是世界主要的糧食作物之一，占全年糧食總產(chǎn)的20%以上[1]。小麥產(chǎn)量的提高離不開新品種的培育，相關(guān)研究表明，品種對作物增產(chǎn)的貢獻率為30.9%。作物育種的進展和突破與所需種質(zhì)資源的發(fā)現(xiàn)、開拓及其利用密切相關(guān)[2]。研究發(fā)現(xiàn)中國半個多世紀的育種使小麥品種的遺傳基礎(chǔ)日趨狹隘，拓寬遺傳基礎(chǔ)是十分必要和迫切的[3]。國外引進小麥品種因為原產(chǎn)地氣候環(huán)境等方面的差異，含有豐富的外源基因[4]，國外種質(zhì)的利用對豐富中國小麥遺傳資源、促進新品種的培育做出了重要貢獻[5]。但引入的國外種質(zhì)在國內(nèi)種植時，通常表現(xiàn)出較差的適應(yīng)性，需要對其進行篩選并對農(nóng)藝性狀進行鑒定分類。聚類分析方法現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用于研究作物品種資源的分類與遺傳多樣性上[6-13]。聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自2010年至今從法國、墨西哥引進小麥種質(zhì)資源356份，淘汰抗寒性差、成熟期晚的小麥種質(zhì)262份，從2013年開始對剩余94份種質(zhì)的產(chǎn)量等主要農(nóng)藝性狀進行研究，以期為篩選優(yōu)異小麥種質(zhì)、合理高效配置雜交組合、提高育種效率提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為94份小麥品種(系)，其中09A448、09A450等55份來自法國，g-1011、g-1012等39份來自墨西哥。

1.2試驗設(shè)計

試驗在山東省聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科技示范園內(nèi)進行，土壤為粘土，土壤有機質(zhì)12.600 g·kg-1，全氮1.100 g·kg-1，速效磷0.031 g·kg-1，速效鉀0.085 g·kg-1。于2014年10月13日人工播種，每份材料種植3行，行長2 m，行距25 cm，每行種植50粒種子。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次，試驗地四周設(shè)保護行?；└炫＜S60 m3·hm-2，尿素225 kg·hm-2，磷酸二銨500 kg·hm-2，起身至拔節(jié)期間追施尿素255 kg·hm-2。

1.3農(nóng)藝性狀的調(diào)查

隨機選取25株小麥植株調(diào)查穗粒數(shù)、不孕小穗數(shù)、株高；選取均勻的2行調(diào)查有效穗數(shù)，3行全部收獲計算產(chǎn)量，考種得出千粒重、容重。

1.4數(shù)據(jù)處理

運用SPSS 19.0和Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析。

2　結(jié)果與分析

2.1供試材料農(nóng)藝性狀的變異情況

從表1可以看出，94份供試材料的7個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)依次為不孕小穗數(shù)(62.07%)>有效穗數(shù)(13.84%)>穗粒數(shù)(12.76%)>產(chǎn)量(11.44%)>株高(7.50%)>千粒重(7.03%)>容重(1.69%)。說明94份種質(zhì)材料在部分農(nóng)藝性狀上具有較大的變異潛力，這可能與材料來源地距離較遠有關(guān)。

2.2供試材料農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性

從表2中可以看出，這批引進材料中，產(chǎn)量與有效穗數(shù)(0.461**)呈極顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)、千粒重的相關(guān)性不顯著，這說明產(chǎn)量構(gòu)成三要素中，有效穗數(shù)對產(chǎn)量的貢獻最大；株高與產(chǎn)量(0.379**)、有效穗數(shù)(0.409**)呈極顯著正相關(guān)，這說明供試材料中較高的株高有利于有效穗數(shù)和產(chǎn)量的增加；有效穗數(shù)與千粒重、不孕小穗數(shù)呈極顯著負相關(guān)，可見，有效穗數(shù)的增加會減小千粒重，但不孕小穗數(shù)不會隨之增加。

表1　供試材料農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)Table 1　Variation coefficient of agronomic characters of tested materials

圖1　聚類分析樹狀圖Fig.1　Dendrogram of cluster analysis

2.3供試材料聚類分析

以有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等7個農(nóng)藝性狀為指標，在距離為10時，將94份供試材料分為9個類群(圖1、表3)。從表4中看出，第Ⅴ、Ⅵ兩個類群材料的產(chǎn)量性狀表現(xiàn)均不好，可利用價值不大。

第Ⅰ類群的55份材料和第Ⅳ類群的5份材料株高變化范圍為75～80 cm，育種應(yīng)用時可作為改良株高的中間親本。

第Ⅱ類群共有6份種質(zhì)，其有效穗數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)表現(xiàn)協(xié)調(diào)，產(chǎn)量較高，不孕小穗僅為0.6個，因此育種上可以作為豐產(chǎn)性材料加以利用。

表2　供試材料農(nóng)藝性狀間的相關(guān)系數(shù)Table 2　Correlation coefficients of agronomic characters of tested materials

*和**分別表示在0.05和0.01水平下顯著相關(guān)

* and ** mean significant correlation at 0.05 and 0.01 levels，respectively

表3　聚類分析結(jié)果Table 3　Cluster analysis results

表4　9組小麥種質(zhì)的農(nóng)藝性狀Table 4　Agronomic characters of 9 groups wheat germplasm

第Ⅲ類群共有22份材料，該類群有效穗數(shù)、穗粒數(shù)兩性狀表現(xiàn)較好，但千粒重明顯偏低，產(chǎn)量水平也不如第Ⅱ類群，因此，需再經(jīng)過篩選，部分材料可以用于改良穗粒數(shù)。

第Ⅶ、Ⅷ兩個類群均只有一份材料，其有效穗數(shù)均較高，且第Ⅷ類材料的產(chǎn)量達到了9 669 kg·hm-2，是這些類群中產(chǎn)量最高的，但不孕小穗?yún)s達到了6.4個，第Ⅶ類群材料的株高達到了94 cm，因此這兩份材料可以作為改良親本某一特定性狀的材料利用。

第Ⅸ類群也僅有一份材料，其特點是穗粒數(shù)(49.8個)最高，株高(59 cm)最低，但產(chǎn)量水平較低，因此可以作為改良穗粒數(shù)的材料使用。

3　討 論

種質(zhì)資源的遺傳多樣性是小麥遺傳改良的基礎(chǔ)，搜集遺傳差異大的種質(zhì)加以篩選、引進和利用是拓寬小麥遺傳基礎(chǔ)、選育優(yōu)異種質(zhì)材料、提高育種效率的重要途徑。柴永峰等[14]對146份小麥種質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，18個農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀指標平均變異系數(shù)為10.9%，產(chǎn)量、主莖穗長、穗粒數(shù)等性狀變異系數(shù)較大，遺傳多樣性指數(shù)高。本試驗對引進國外的94份小麥種質(zhì)材料的7個主要農(nóng)藝性狀的分析發(fā)現(xiàn)，不孕小穗的變異系數(shù)為62.07%，有效穗數(shù)為13.84%，穗粒數(shù)為12.76%，產(chǎn)量為11.44%，株高為7.50%，千粒重為7.03%，容重為1.69%，除了容重外，其他農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)都較大，其中不孕小穗的變異系數(shù)最大，這與陳天青等[15]、張雪婷等[16]對國內(nèi)小麥品種主要農(nóng)藝性狀遺傳多樣性的研究結(jié)果一致，說明這批小麥種質(zhì)材料性狀差異明顯，遺傳多樣性豐富，可以加以篩選利用，用作配置雜交組合的親本。

劉新月等[17]發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量構(gòu)成因素中與產(chǎn)量相關(guān)程度以有效穗數(shù)(0.834)為最大，本試驗對7個主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析顯示，與產(chǎn)量的相關(guān)性最大的也為有效穗數(shù)(0.461**)，表明育種過程中，在產(chǎn)量構(gòu)成三要素的選擇上，應(yīng)優(yōu)先考慮有效穗數(shù)這一性狀。本試驗結(jié)果顯示株高與有效穗數(shù)的相關(guān)性達到極顯著正相關(guān)，說明小麥群體越大，株高越高，符合生產(chǎn)實際情況；試驗同時發(fā)現(xiàn)株高與產(chǎn)量也極顯著正相關(guān)，具體原因需要進一步明確，與產(chǎn)量協(xié)調(diào)的最佳株高也需要作進一步的研究。本試驗研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，有效穗數(shù)與千粒重、不孕小穗數(shù)極顯著負相關(guān)，可見，有效穗數(shù)的增加會減小千粒重，但不孕小穗數(shù)不會隨之增加。不孕小穗的多少是否受種質(zhì)基因遺傳影響最大，有待進一步研究明確。

聚類分析方法在研究作物品種資源的差異和分類已廣泛應(yīng)用，本試驗通過對94份材料7個農(nóng)藝性狀的聚類分析將材料分為9個類群，各類群差異明顯。其中第Ⅱ類群的6份材料的產(chǎn)量三要素表現(xiàn)出良好的協(xié)調(diào)性且產(chǎn)量水平也較高，可以在育種中作為豐產(chǎn)性材料加以利用。其他類群的材料部分農(nóng)藝性狀表現(xiàn)突出，可以作為改良某一特定性狀的材料利用。由于本試驗僅分析了材料的產(chǎn)量等7個主要農(nóng)藝性狀，并未對其抗病性與品質(zhì)性狀進行鑒定，因此應(yīng)對這些材料進行品質(zhì)、抗病性方面鑒定后，以篩選出綜合性狀較好的材料。

本試驗是在大田條件下對本批種質(zhì)進行的初步研究，今后應(yīng)結(jié)合分子標記技術(shù)等先進方法對小麥種質(zhì)材料進行較為細致的研究，以期準確了解材料，提高育種效率。

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Analysis on Main Agronomic Characters of 94 Foreign Wheat Germplasms

WANG Guanglu1,LIU Zhihong2,CHENG Qianqian1,FENG Shengye1,YAN Shuping1,YU Yang1,ZHAO Yang1,WANG Huai’en1,SUN Yunchao1

(1.Liaocheng Academy of Agricultural Science,Liaocheng,Shandong 252000,China;2.Dong’e County Agricultural Bureau,Dong’e,Shandong 252200,China)

In order to screen parental materials with excellent genes and utilize them in wheat breeding programs,seven major agronomic traits,such as effective ears,grain number per ear,and thousand kernel weight ect. of 94 foreign wheat germplasms were investigated and the dates were analyzed by cluster analysis and correlation analysis.The results showed that except for bulk density,all the other six traits showed a great degree of variation,while the sterile spikelet showed the greatest variance coefficient (62.07%). Effective ears and plant height showed the extremely significant positive correlation with yield while effective ears was extremely significant negative correlation with thousand kernel weight. These materials can be divided into nine groups through cluster analysis. The group II with six wheat varieties including g-1020,g-1043 and 09A452 presented high yield and fewer sterility spikelet,and the yield components of which act more synergistically. Therefore varieties in the group II can be used as breeding parents.

Foreign wheat germplasms; Agronomic characters; Cluster analysis

時間：2016-05-10

2015-12-07

2015-12-22

山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院地科技合作引導(dǎo)計劃項目(2015YDHZ01)；山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系小麥創(chuàng)新團隊資助項目(SDAIT-04-022-17)；聊城市科技發(fā)展計劃項目(2014GJH32)

E-mail：lcnkyxmyjs@163.com

S512.1；S330

A

1009-1041(2016)05-0577-06

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