黃杰 劉文瑜 呂瑋 魏玉明 金茜 楊發(fā)榮

摘要：為了解藜麥種質(zhì)資源在甘肅省隴中旱作區(qū)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的關(guān)系，更高效的選育藜麥新品種，以38份藜麥種質(zhì)資源為材料，采用相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析方法對(duì)影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，藜麥產(chǎn)量與各個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)程度從高到低依次為冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高，全生育期與其余農(nóng)藝性狀均存在極顯著相關(guān)性。冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高等5個(gè)農(nóng)藝性狀可以歸為3個(gè)主成分因子，其累積貢獻(xiàn)率為76.657%，同時(shí)在類間距離為17.5處，將所有種質(zhì)資源可分為三大類群。

關(guān)鍵詞：藜麥;種質(zhì)資源;農(nóng)藝性狀;相關(guān)性分析;主成分分析;聚類分析

中圖分類號(hào)：S512.9? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2018）12-0072-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.12.022

藜麥（Chenopodium quinoa willd）又稱藜谷、南美藜、昆諾阿藜[1 ]，是莧科藜亞科藜屬一年生雙子葉草本植物，起源于南美洲安第斯山區(qū)，具有? 7 000多年的種植歷史[2 ]。因其營養(yǎng)均衡，近年來備受關(guān)注[3 ]。2011年我們首次將藜麥引進(jìn)甘肅，同時(shí)對(duì)藜麥的適種區(qū)域、品種引選、栽培技術(shù)、品種選育及副產(chǎn)品飼料化利用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究[4 - 7 ]。2017年甘肅省種植藜麥為0.6萬hm2左右，占全國藜麥種植面積的40%，是目前我國主要的藜麥生產(chǎn)區(qū)之一。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)藜麥品種的選育是提高藜麥產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的途徑之一，而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)藜麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)藜麥品種選育的基礎(chǔ)[8 - 9 ]。搜集、整理種質(zhì)資源，分析其農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，篩選優(yōu)異種質(zhì)，對(duì)藜麥新品種選育、品質(zhì)改良和培育有重要的實(shí)際意義。我們?cè)谝延醒芯康幕A(chǔ)上，對(duì)引進(jìn)和自育的38份國內(nèi)外藜麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行了研究，以期為藜麥優(yōu)良品種的選育提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在地處甘肅省中部的蘭州市永登縣上川鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)地理位置為東經(jīng)103° 52′ 67″，北緯36° 71′ 92″。當(dāng)?shù)睾０? 150 m，年均氣溫5.9 ℃，年均降水量290 mm，年均日照時(shí)數(shù)為2 659 h，平均無霜期121 d。耕層土壤含有機(jī)質(zhì)18.60 g/kg、有效磷19.2 mg/kg、速效鉀136.0? mg/kg、堿解氮57.0? mg/kg、全氮1.10 g/kg，全磷 0.88? g/kg，全鉀21.80 g/kg，pH為7.89。

1.2? ?供試材料

供試藜麥種質(zhì)資源共38份，其中QA003、QA004、QA006、QA012、QA013、QA018、QA022、QA024、QA026、QA036、QA039、QA040、QA042、QA043、QA045、QA046、QA050、QA051、QA055、QA057、QA058、QA061、QA064、QA065、QA088、QA097、QA099、QA108、QA109、QA135等30份由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源庫提供，SG-Q5、2015KL-Q5、Q2、2015KL-Q10、Q54、Q67、KL、2015KL-Q4等8份由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所提供。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每份種質(zhì)資源為1小區(qū)，重復(fù)3次，小區(qū)面積10.0 m2（1.0 m×10.0 m）每小區(qū)按行距50c m、行長10 m播種3行，小區(qū)間距1.0 m。于2017年5月8日開溝點(diǎn)播，每穴點(diǎn)播3粒種子，播種深度2 cm。于6葉期定苗，每穴定苗1株。

1.4? ?測(cè)定項(xiàng)目與方法

田間觀察記載全生育期（播種日至籽粒成熟收獲的天數(shù)）。收獲期每小區(qū)隨機(jī)選取5株進(jìn)行測(cè)定株高（測(cè)其自然高度，從地面量至植株生長的最高部位）、冠幅（以cm為單位測(cè)藜麥穗東西和南北方向的寬度）、單株產(chǎn)量（將取樣株成熟的種子收獲后曬干揚(yáng)凈稱重）、籽粒直徑（測(cè)量藜麥籽粒直徑時(shí)取橫向、縱向測(cè)量平均值）、千粒重（每份種質(zhì)資源隨機(jī)選取1 000粒種子稱重）。以上每項(xiàng)指標(biāo)均重復(fù)測(cè)量3次，取其平均值。

1.5? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?表觀性狀

從表1可以看出，38份藜麥種質(zhì)資源穗色為黃色的有15份，占供試材料總數(shù)的39.47%;穗色為橘紅色、米黃色的各有4份，分別占供試材料總數(shù)的10.53%;穗色為橘黃色的有8份，占供試材料總數(shù)的21.05%;穗色為玫紅色的有5份，占供試材料總數(shù)的13.16%，另有穗色為青黃色的2份，占供試材料總數(shù)的5.3%。稈色為全紅色和米黃色的各有2份，分別占供試材料總數(shù)的5.26%;全黃色的有19份，占供試材料總數(shù)的50.00%;黃稈莖節(jié)紅的有9份，占供試材料總數(shù)的23.68%;橘紅色的有1份，占試材料總數(shù)的2.63%，玫紅的5份，占試材料總數(shù)的13.16%。粒色為白色的有23份，占供試材料總數(shù)的60.53%;米白色的有2份，占供試材料總數(shù)的5.26%;灰白色的有9份，占供試材料總數(shù)的23.68%;灰黃色的有4份，占供試材料總數(shù)的10.53%。

2.2? ?農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性

由表2可以看出，藜麥產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)程度由大到小依次為：冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高。

各農(nóng)藝性狀之間全生育期與株高、冠幅均為極顯著正相關(guān)，與籽粒直徑、千粒重均為極顯著負(fù)相關(guān);冠幅與單株產(chǎn)量顯著相關(guān)，與籽粒直徑、千粒重均為顯著負(fù)相關(guān);籽粒直徑與千粒重為極顯著正相關(guān)。

2.3? ?農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的主成分分析

為了解在冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高等5個(gè)農(nóng)藝性狀中造成分散規(guī)律的主要成分，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析的結(jié)果（表3）表明。前3個(gè)因子的累積貢獻(xiàn)率為76.657%，第1個(gè)因子的貢獻(xiàn)率為38.419%，特征向量較大的性狀為全生育期、冠幅;第2個(gè)因子的貢獻(xiàn)率為21.484%，主要特征向量為單株產(chǎn)量;第3個(gè)因子的貢獻(xiàn)率為16.754%，其中株高為主要特征向量。

2.4? ?農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的聚類分析

為了解藜麥種質(zhì)資源的親緣關(guān)系，以平方歐式距離為測(cè)量區(qū)間，對(duì)38份種質(zhì)資源做了聚類分析（圖1）。從圖1可以看出，在類間距離25處，將38份藜麥種質(zhì)資源分為兩大類，其中僅有QA051與QA057為一個(gè)類群，屬于晚熟品種，全生育期較長，其余種質(zhì)資源均在第二個(gè)類群。在類間距離為17.5處，將所有種質(zhì)資源分為3類，其中，QA051與QA057仍為第一個(gè)類群，此外，Q2、2015KL-Q10與Q67為第二個(gè)類群，該3個(gè)種質(zhì)資源全生育期均較短，為早熟品種，單株產(chǎn)量較低，其余種質(zhì)資源均為第三個(gè)類群，單株產(chǎn)量與全生育期等其余農(nóng)藝性狀均介于上述兩個(gè)類群之間。

3? ?小結(jié)與討論

作物的種質(zhì)資源是其遺傳改良的基礎(chǔ)，篩選優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源是培育新品種的基本條件[10 - 11 ]。通過對(duì)甘肅省38份藜麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的分析可以看出，冠幅與藜麥單株產(chǎn)量的相關(guān)性程度最大，而冠幅的大小是藜麥主枝穗大小的表現(xiàn)指標(biāo)，可見藜麥的產(chǎn)量高低主要受主枝穗大小的影響，這與黃杰等[5 ]于2016年在臨夏的研究結(jié)果相同。全生育期與產(chǎn)量的相關(guān)程度僅次于冠幅，而與其余農(nóng)藝性狀的顯著性最大，與株高、冠幅呈極顯著正相關(guān)，與籽粒直徑、千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)。由此分析，在甘肅省隴中旱作區(qū)種植的藜麥，為獲得高產(chǎn)藜麥品種，可選育全生育期較長的晚熟品種，若為獲得商業(yè)性較高的大籽粒藜麥，可選育高品質(zhì)品種。這與呂樹鳴等[8 ]的研究結(jié)果存在差異，該研究認(rèn)為早熟品種的產(chǎn)量較高，可能是由于以下原因?qū)е碌?，一是供試資源不同，無法進(jìn)行同一品種的比較;二是供試地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

主成分分析的結(jié)果從側(cè)面印證了上述分析。貢獻(xiàn)率較大的第一個(gè)因子中，全生育期與冠幅為特征向量較大的性狀，可見全生育期與冠幅是影響單株產(chǎn)量的主要成分。

通過聚類分析，將38份藜麥種質(zhì)資源可分為三大類群，每個(gè)類群的農(nóng)藝性狀均具有不同特點(diǎn)，從不同方面影響產(chǎn)量。但主要聚類依據(jù)仍是全生育期的長短，早熟資源可劃分在一個(gè)類群，晚熟資源則均在另一個(gè)類群中。后期可根據(jù)藜麥種植的不同目的選育不同類群的種質(zhì)資源。

通過以上分析推斷可認(rèn)為，影響藜麥種質(zhì)資源產(chǎn)量高低的主要因素為冠幅與全生育期。本研究僅對(duì)38份藜麥種質(zhì)資源進(jìn)行了農(nóng)藝性狀分析，為篩選更優(yōu)質(zhì)的藜麥品種，需在今后加強(qiáng)進(jìn)行品質(zhì)性狀的研究，以便根據(jù)藜麥產(chǎn)業(yè)的不同用途選育出理想的藜麥新品種。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）