張廣旭 樊繼偉 孫中偉 王康君 郭明明 李強 陳鳳

摘 要：為進一步豐富江蘇徐淮地區(qū)小麥種質資源，從澳大利亞引進了46份小麥種質，進行了穗粒數(shù)、株高等8個主要農(nóng)藝性狀的調(diào)查分析。結果表明，引進資源的農(nóng)藝性狀存在豐富的遺傳變異，具有穗粒數(shù)較多、千粒重高、株高高等特點。對材料間農(nóng)藝性狀間相關性分析，共有10對性狀達到顯著性相關。該套資源在歐氏距離6.50處可將供試材料分為Ⅵ大類群，為進一步配置雜交組合提供選擇基礎。為充分利用好這套資源，應從分子遺傳學方面對其品質抗性等進一步分析。

關鍵詞：小麥；農(nóng)藝性狀；相關性分析；聚類分析；澳大利亞

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）20-0123-3

小麥是我國三大糧食作物之一，為保障我國糧食生產(chǎn)安全做出了重大貢獻[1]。小麥新品種的選育突破主要依靠于特殊種質資源的發(fā)現(xiàn)、開拓及其利用，小麥種質資源為小麥新品種的選育提供了豐富的遺傳多樣型基礎。從國外引進優(yōu)異種質資源，對豐富我國小麥遺傳資源及促進新品種的培育具有重要意義[2]。澳大利亞小麥育種在世界上有著較大的影響，其育種手段及種質資源的分類研究比較系統(tǒng)，培育出的小麥品種品質優(yōu)良[3]。筆者單位從澳大利亞引進小麥種資資源46份，通過對其8個農(nóng)藝性狀進行調(diào)查統(tǒng)計分析，并進行了基于農(nóng)藝性狀多樣性分析與聚類，旨在為利用好該套小麥種質資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 通過Murdoch University引進46份澳大利亞小麥種質資源，該套材料于2017年12月5日在連云港市農(nóng)業(yè)科學院試驗基地溫室種植，行長2m，行間距25cm，每品種種植1行，每行種植50粒。其他管理條件同當?shù)卦耘喙芾怼?/p>

1.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查 在材料成熟收獲前進行穗下節(jié)間長及株高的測量，每份材料隨機取5株；收獲后取樣進行室內(nèi)考種，每份資源取10穗，調(diào)查不育小穗數(shù)、小穗數(shù)、穗長、穗粒數(shù)和穗密度等；收獲曬干后，測量籽粒千粒重[4]。

1.3 數(shù)據(jù)分析 利用Excel 2007和DPS7.05軟件對該套材料農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)進行整理和分析，計算各性狀的極差、極值、均值、變異系數(shù)、相關系數(shù)等。對各性狀的農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)進行標準化處理，計算供試材料間的遺傳距離，多態(tài)性信息量（PIC）并進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀 從表1可以看出，46份引進種質資源材料的8個農(nóng)藝性狀的多態(tài)性信息量（PIC）依次為株高（0.978）>穗下節(jié)間長（0.977）>穗長（0.975）>穗粒數(shù)（0.971）>小穗數(shù)（0.958）>千粒重（0.950）>不孕小穗數(shù)（0.915）>穗密度（0.918）。穗長均值為10.32cm，變幅為7.71～12.50cm，變異系數(shù)10.41%；穗長在10cm以下的材料有16份，表明此套種質資源多表現(xiàn)為長穗型。小穗數(shù)均值19.43個，變幅為15.10～22.40個，變異系數(shù)9.44%，小穗數(shù)差異較大。穗密度均值為1.90個/cm，變幅在1.80～2.30個/cm，變異系數(shù)9.84%；在小穗著生稀密程度具有一定的差異，但多數(shù)表現(xiàn)為密穗類型；不育小穗數(shù)均值為2.56個，變幅0.90～4.70個，變異系數(shù)32.29%；該套材料有23份不育小穗數(shù)在2.50個以上，在育種應用上應避免較少不育小穗數(shù)提高結實率。穗粒數(shù)均值41.80粒，變幅為27.30～57.40粒，變異系數(shù)16.81%；穗粒數(shù)在40粒以上的有27份，為改良國內(nèi)增加穗粒數(shù)提供重要保障。穗下節(jié)間長均值33.23cm，變幅為24.99～39.14，變異系數(shù)為11.57%，穗下節(jié)間長有豐富的變異。株高均值為88.47cm，變幅為79.58～97.38cm，變異系數(shù)為5.43%；株高在85cm以上材料34份，整體株高偏高，抗倒伏能力較差，在育種上應當與矮桿抗倒伏能力強的育種材料結合利用。千粒重均值為46.49g，變幅為42.60～52.80g，變異系數(shù)5.52%；千粒重高于45.0g材料有34份，資源整體千粒重較為偏高，為我國小麥改良千粒重提供了豐富的遺傳基礎。以上對8個農(nóng)藝性狀分析結果表明，引進46份澳大利亞種種質資源在農(nóng)藝性狀上具有較大的變異潛力，這些資源與我國小麥遺傳資源互補性較強，這為我國小麥育種新品種選育提供豐富遺傳多樣型基礎。

2.2 相關分析 對引進的46份資源8個重要農(nóng)藝性狀間進行相關性分析，結果如表2。由表2可知，穗長與小穗數(shù)、穗下節(jié)間長和穗粒數(shù)3個農(nóng)藝性狀均呈極顯著的正相關，穗長與穗密度呈極顯著的負相關；小穗數(shù)與穗密度、穗粒數(shù)和不育小穗數(shù)3個農(nóng)藝性狀均呈顯著或極顯著的正相關；穗密度與穗下節(jié)間長呈極顯著的負相關；穗粒數(shù)與穗下節(jié)間長呈顯著正相關，穗粒數(shù)與千粒重呈顯著負相關；其他性狀之間沒有顯著的相關性。穗長的增加促進了小穗數(shù)與穗粒數(shù)的增加，而穗粒數(shù)與千粒重之間存在一定的矛盾，穗粒數(shù)的增加導致千粒重減小；小穗數(shù)與穗密度的增加，也會導致千粒重減小，但未達到顯著水平。

2.3 聚類分析 采用DPS 7.05軟件對46份引進澳大利亞小麥種質資源的8個主要農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)以歐氏距離最短距離法進行聚類分析，在歐氏距離6.50處可將供試材料分為Ⅵ大類群（圖1）。第Ⅰ類群包括5份材料，在Ⅵ大類群中該類群穗粒數(shù)均值最多，為54.74粒，株高是在Ⅵ大類群中表現(xiàn)為最矮的，千粒重較低，該類群材料為較矮桿、多穗粒數(shù)類型；第Ⅱ類群1份特異材料，該份材料穗長較長，小穗數(shù)多，穗粒數(shù)較多，千粒重較高，該材料為長穗、多小穗數(shù)、多穗粒數(shù)和千粒重高類型；第Ⅲ類群34份材料，該類群材料較多，從整體聚類結果來看，其農(nóng)藝性狀豐富多樣型關系較近，該類群材料不育小穗數(shù)均值最高，穗粒數(shù)偏少，株高偏高；第Ⅳ類群1份特異材料，該份材料穗長均值最短，小穗數(shù)和穗密度最小，穗粒數(shù)偏少，株高偏高，千粒重中等偏上，該類群材料為穗短、穗粒數(shù)少類型；第Ⅴ類群3份材料，該類群材料穗長最長，不育小穗數(shù)最少，穗粒數(shù)較多，株高偏高，千粒重均值最小，該類群材料為長穗、結實率高、多穗粒數(shù)、千粒重低類型；第Ⅵ類群1份特異資源，該資源穗長最短，小穗數(shù)數(shù)目正常而穗密度最大，穗粒數(shù)最少因其不育小穗數(shù)也較多，第1節(jié)間最短，但株高最高，千粒重最高，為短穗、高稈、高千粒重類型。因此，在江蘇徐淮地區(qū)小麥育種中，利用該套材料小麥作親本時與改良當?shù)夭牧蠒r，應根據(jù)目標性狀優(yōu)缺點互補的原則，在不同的類群中篩選材料。

3 討論

老育種家的小麥新品種選育實踐證明，高效合理利用國外小麥資源是拓寬我國小麥遺傳基礎、提高品種產(chǎn)量、抗性等有效手段[5]，國外引進的種質在當?shù)胤N植時，其農(nóng)藝性狀表現(xiàn)會與選育地出現(xiàn)一定的差異，農(nóng)藝性狀多數(shù)屬于數(shù)量性狀，由環(huán)境和遺傳信息共同作用表現(xiàn)出來。本研究中46份澳大利亞種質資源整體株高偏高，絕大多數(shù)屬于高稈，進而限制了其直接利用，應與國內(nèi)矮稈資源進行中間材料創(chuàng)制后加以利用。不育小穗數(shù)在調(diào)查的農(nóng)藝性狀中變異程度最大，結實率不穩(wěn)定進而導致了穗粒數(shù)差異也較大，其原因可能是環(huán)境和基因的共同作用。對穗粒數(shù)較多的品系可進一步創(chuàng)建遺傳群體進行挖掘控制穗粒數(shù)基因；整套資源的株高和千粒重的差異相對較小，說明其穩(wěn)定性較好，千粒重整體偏高，可進一步對千粒重高材料進行遺傳分析。

對材料8個農(nóng)藝性狀進行性狀間相關性分析，有10對性狀相關達到顯著性，穗粒數(shù)與千粒重之間存在顯著負相關，穗粒數(shù)的增加進而會導致千粒重的降低，與前人對波蘭小麥[6]，西藏小麥等[7]研究結果較為一致。引進46份澳大利亞小麥資源農(nóng)藝性狀間存在復雜的相關性，材料間性狀是相互影響的，受多個遺傳信息影響，在選擇利用中關注目標性狀的同時也要兼顧其它性狀。

采用歐式最短距離聚類分析法，將該套種質資源分為具有各自特點的Ⅵ個類群，改良穗粒數(shù)應選擇Ⅰ類群材料，注重同時改良穗粒數(shù)和千粒重應用Ⅱ類群特異材料，在改良國內(nèi)小麥穗長兼顧穗粒數(shù)可在第Ⅴ類群材料中選擇。本文聚類分析的依據(jù)是遺傳距離，其計算依賴調(diào)查性狀的表型數(shù)據(jù)，農(nóng)藝性狀是數(shù)量性狀，其由環(huán)境因素和遺傳因素共同決定的，為了更準確地把握該套資源的遺傳多樣性基礎，通過聚類分析與分子標記[8]相結合的方法會更加精確的評價種質資源。

傅曉藝等[9]對引進澳大利亞小麥種質資源進行HMW-GS分析，發(fā)現(xiàn)以“5+10”和“1，7+8，2+12”為主要類型，進而說明澳大利亞小麥具有良好的烘烤品質；劉三才等[3]對其引進的16份澳大利材料品質分析表明蛋白值含量和沉淀值高，粉質特性較好；澳大利亞材料Sunco成株期具有較好的條銹病抗性，楊恩年等對其進行遺傳分析發(fā)現(xiàn)其抗性是由1對主效基因和2對微效基因聯(lián)合作用的結果[10]；胡鐵柱[11]等進行了澳大利亞小麥和黃淮麥區(qū)小麥遺傳多樣性研究，在比較2地品種的等位位點時發(fā)現(xiàn)2區(qū)域均存在相對特異等位位點。以上研究表明，澳大利亞小麥在品質及抗病性等性狀具有較多的優(yōu)點，下一步應結合分子遺傳學等先進方法對引進材料進行較為細致地研究，進一步挖掘其特性，為國內(nèi)小麥育種提供更多理論基礎。

參考文獻

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（責編：張宏民）