呂建珍 任 瑩 王宏勇 張庭軍 馬建萍 趙 凱

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，030031，山西太原；2新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，831300，新疆五家渠）

谷子[Setaria italica(L.)P.Beauv.]又名粟，屬禾本科（Gramineae）狗尾草屬（Setaria Beauv.）。谷子抗旱、耐瘠、耐鹽堿，與高粱和玉米等作物相比具有更高的水分利用率，是旱作農(nóng)業(yè)的理想作物，是我國雜糧作物的首要作物，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[1-3]。目前，谷子主要分布在我國北方13個(gè)省、市、自治區(qū)，其中內(nèi)蒙古、山西和河北種植面積占全國種植面積的67.1%[4]。20世紀(jì)50至80年代，谷子經(jīng)歷了3次品種更新。第1次在20世紀(jì)50年代，由于糧食短缺，谷子育種的主要目標(biāo)是高產(chǎn)，主要針對農(nóng)家種進(jìn)行選擇改良，此次更新使我國谷子的生產(chǎn)水平得到了大幅度提高，谷子單產(chǎn)水平達(dá)到990～1170kg/hm2，總產(chǎn)量比新中國成立之前提高了1倍。20世紀(jì)70年代中后期，雜交育種開始開展，品種的抗倒、抗旱和抗病性等明顯增強(qiáng)。單交、復(fù)交、多親本綜合雜交和跨緯度異地選擇等多種育種手段也相繼利用，且至今仍發(fā)揮重要作用。20世紀(jì)80至90年代，谷子育種有較大提升，以日本60日和土龍為親本選育的豫谷1號在5個(gè)省跨區(qū)推廣，推動(dòng)我國谷子產(chǎn)量跨上了新臺階；以鄭矮2號為矮源選育的鄭谷737青和矮88實(shí)現(xiàn)了矮化與株型育種相結(jié)合，是谷子育種史上的一個(gè)新突破，其中矮88已成為現(xiàn)代谷子矮稈育種的骨干親本[5-7]；同時(shí)以晉谷21號和沁州黃為代表的優(yōu)質(zhì)谷子品種逐漸受到重視，至今仍大面積種植。進(jìn)入21世紀(jì)后，育成品種數(shù)量迅速增加。2021年8月底，中國完成谷子品種登記497個(gè)[7]，品種特點(diǎn)轉(zhuǎn)向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)且適于輕簡化；同時(shí)，一些優(yōu)質(zhì)品種正在進(jìn)行市場開發(fā)階段，如山西的晉谷21號、河北的冀谷19和黑龍江的龍谷25，并涌現(xiàn)了汾州香和金谷米等許多優(yōu)質(zhì)小米品牌。谷子品種能否更新?lián)Q代，優(yōu)質(zhì)是首位，同時(shí)兼顧輕簡栽培，生產(chǎn)上的傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)品種正在被新育成的優(yōu)質(zhì)、抗病品種所取代，谷子正處在品種類型更新?lián)Q代的關(guān)鍵時(shí)期[4]。

隨著生產(chǎn)上對谷子新品種的需求，系統(tǒng)開展谷子品種（系）表型多樣性研究，深入挖掘不同類型谷子群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)，對種質(zhì)創(chuàng)新及新品種選育有重要的支撐作用。表型性狀是結(jié)構(gòu)基因的功能表現(xiàn)，是種質(zhì)資源收集、保存、鑒定和利用的基礎(chǔ)，是育種家可直接利用的種質(zhì)信息。利用表型性狀進(jìn)行多樣性分析能夠全面掌握資源的基本情況，為育種中親本選擇提供詳細(xì)的信息支撐。目前，通過表型特征分析研究作物種質(zhì)資源已廣泛應(yīng)用于水稻[8]、玉米[9]、棉花[10]和大豆[11]等主要農(nóng)作物。谷子作為一種古老的糧食作物，表型性狀遺傳變異豐富。王海崗等[12]對來自世界各國的878份谷子核心種質(zhì)的15個(gè)表型性狀進(jìn)行了遺傳多樣性綜合評估，發(fā)現(xiàn)育成品種的遺傳多樣性較農(nóng)家種顯著下降，由于育種選擇壓力使育成品種株高和穗長均有一定程度的降低。田伯紅[13]對河南、河北和山東等來源地的谷子品種進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)谷子育成品種多數(shù)農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性水平低于地方品種，育成品種的株高也顯著降低，但穗重和穗粒重顯著提高。相吉山等[14]對東北地區(qū)的120份地方品種和育成品種在新疆表型鑒定發(fā)現(xiàn)，育成品種穗重、穗粒重及產(chǎn)量顯著大于地方品種，育成品種主要通過增加穗粒數(shù)來增產(chǎn)。通過對不同生態(tài)區(qū)谷子品種在內(nèi)蒙古赤峰進(jìn)行表型鑒定及遺傳多樣性分析顯示，不同生態(tài)區(qū)谷子品種的生育期、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀差異顯著[15]。丁銀燈等[16]對274份不同類型谷子材料的16個(gè)農(nóng)藝性狀在新疆表型鑒定發(fā)現(xiàn)，數(shù)量性狀遺傳變異最豐富。王曉娟等[17]對甘肅省谷子地方種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主莖長度、主穗長度和千粒重等性狀的變異較大，遺傳較豐富。劉思辰等[18]對山西省谷子地方品種進(jìn)行了表型性狀及品質(zhì)的遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)地方品種聚類結(jié)果與地理來源一致。楊慧卿等[19-20]對分蘗型谷子資源及山西省11個(gè)骨干品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了遺傳多樣性分析和研究，鑒定了10份優(yōu)勢分蘗型谷子種質(zhì)，提出穗粒重是高產(chǎn)品種選育的關(guān)鍵。屈洋等[21]對31個(gè)谷子材料的農(nóng)藝性狀多樣性指數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，分級性狀株型、穗型和穗密度遺傳多樣性指數(shù)較高，產(chǎn)量性狀單穗重、穗粒重和株高遺傳多樣性指數(shù)較高，生育期和出谷率多樣性較差。閆鋒等[22]對41份谷子材料的7個(gè)農(nóng)藝性狀研究發(fā)現(xiàn)，株高的遺傳多樣性指數(shù)最高。

谷子作為C4模式作物在作物遺傳育種中越來越受重視，其遺傳多樣性評價(jià)是育種材料選擇的有效手段[23-24]。國內(nèi)外有關(guān)谷子表型的遺傳多樣性研究主要是針對不同地理來源和生態(tài)類型的品種，本研究通過對264份近年來育成品種（系）及農(nóng)家種的29個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合鑒定評價(jià)，更加全面地探究不同谷子品種在山西的表型特征及遺傳多樣性，為谷子育種目標(biāo)的制定和資源利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院自育谷子新品種（系）68份及省內(nèi)外的育成品種（系）及農(nóng)家種196份，共264份（表1）。

表1 供試谷子品種（系）Table 1 The varieties(lines)of foxtail millet

續(xù)表1 Table 1(continued)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)晉中榆次東陽試驗(yàn)基地（112°42′E，37°36′N）進(jìn)行。試驗(yàn)地為水澆地，壤土，前茬作物玉米，肥力中等。整個(gè)生育期澆2次水，播種前1次，拔節(jié)灌漿期1次；施基肥和種肥，基肥為羊糞（67.5m3/hm2），種肥為復(fù)合肥磷酸二銨（300kg/hm2）。每份材料種2行，行長3.0m，行距37cm，根據(jù)不同品種的分蘗特性設(shè)置株距。

1.3 田間性狀調(diào)查

參考《谷子種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[25]調(diào)查參試材料的9個(gè)質(zhì)量性狀，包括幼苗葉鞘色、花藥色、葉枕色、剛毛長度、剛毛色、穗型、穗頸形狀、粒色和米色，并用數(shù)字予以賦值（表2）。通過測定數(shù)值獲得15個(gè)數(shù)量性狀，包括分蘗數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、主莖直徑、株高（主莖長度）、葉長（倒2葉）、葉寬（倒2葉）、穗長、穗頸長（穗下節(jié)間長度）、穗粗（主穗直徑）、單穗碼數(shù)、單碼粒數(shù)、單穗重、穗粒重和千粒重，并計(jì)算出谷率（出谷率=穗粒重/單穗重），每份材料調(diào)查5株，最后取平均值。記錄整個(gè)生育期每份材料的出苗、抽穗、開花及成熟時(shí)間，并計(jì)算出苗至抽穗、抽穗至開花、開花至成熟和全生育期（出苗至成熟）的天數(shù)。

表2 谷子9個(gè)質(zhì)量性狀及調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Investigate norm and nine traits from foxtail millet

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007和SPSS 24.0進(jìn)行描述性和頻次分布統(tǒng)計(jì)，完成農(nóng)藝性狀平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和多樣性指數(shù)的計(jì)算。遺傳多樣性指數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)：首先計(jì)算參試材料某一性狀的總體平均數(shù)（X）和標(biāo)準(zhǔn)差（σ），然后從第1級（Xi＜X-2σ）到第10級（Xi≥X+2σ）劃分為10級，中間每級相差0.5σ，每一級中觀察值個(gè)體數(shù)相對于總個(gè)數(shù)的比例用于計(jì)算遺傳多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener diversity index，H′），H′=-∑PilnPi，式中Pi為某一性狀第i級別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比。采用DPS 7.05進(jìn)行主成分分析，計(jì)算各主成分得分并獲得綜合得分。利用R語言繪制相關(guān)性熱圖和聚類圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 表型性狀遺傳多樣性

2.1.1 質(zhì)量性狀遺傳多樣性 9個(gè)質(zhì)量性狀的平均H′為0.7293，僅穗型和粒色H′高于1.0000，穗頸形狀H′最低，僅為0.1963。幼苗葉鞘75.00%為綠色，17.05%為淺紫色，少數(shù)為紫色（7.95%）；葉枕色各類型比例與葉鞘色一致?；ㄋ幰渣S色（54.55%）和白色（40.90%）為主，少數(shù)為褐色，僅占4.55%。剛毛以短剛毛為主，占79.17%，長剛毛最少（9.09%）。剛毛色以綠色為主，占78.79%，其他為紫色。穗型以紡錘形為主，占61.74%，其次是筒形（17.05%）和雞嘴形（12.88%），棍棒形占8.33%。穗頸形狀以彎曲為主，占95.08%。粒色以黃色（56.44%）和白色（30.30%）為主，其次為紅色，少數(shù)褐色、灰色和黑色。米色以淺黃（79.92%）和黃（16.67%）為主，少數(shù)為灰綠、白色和灰色。

總體來看，幼苗葉鞘綠色、紡錘形穗、穗頸彎曲、綠色短剛毛、籽粒黃色或白色、米色淺黃是參試材料的主要特征。

2.1.2 數(shù)量性狀遺傳多樣性 由表3可知，15個(gè)數(shù)量性狀的平均H′為2.0078，不同數(shù)量性狀H′差異較小，變幅為1.5942（分蘗數(shù)）～2.0841（穗粒重）。不同性狀標(biāo)準(zhǔn)差存在一定差異，其中單碼粒數(shù)最高，達(dá)38.12，這表明單碼粒數(shù)數(shù)據(jù)較分散，其次為株高和單穗碼數(shù)，分別為18.48和16.16。主莖節(jié)數(shù)、穗莖長、葉長、主穗長、穗粗、單穗重、穗粒重和出谷率標(biāo)準(zhǔn)差居中。分蘗數(shù)、葉寬、主莖直徑和千粒重標(biāo)準(zhǔn)差較低，均小于1.00，數(shù)據(jù)分布較集中。

表3 參試材料的數(shù)量性狀變化Table 3 Variation of quantitative traits in tested materials

2.1.3 生育期遺傳多樣性 參試材料5個(gè)生長期平均H′為1.6620，變幅為0.7922（播種至出苗期）～2.0387（開花至成熟期）（表4），其中全生育期H′為1.9851。參試材料全生育期變幅為97～137d，其中全生育期≤100d的材料有4份，100d＜全生育期≤110d的有51份，110d＜全生育期≤120d的有73份，120d＜全生育期≤130d的有94份，＞130d的有42份。

表4 參試材料的生育期及H′Table 4 The growth period and H′of tested materials

2.2 相關(guān)性和主成分分析

2.2.1 表型性狀相關(guān)性分析 參試材料29個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析（圖1）表明，15個(gè)數(shù)量性狀間64個(gè)相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著或極顯著水平，其中單穗重和穗粒重相關(guān)系數(shù)最高（0.988），且二者與多數(shù)性狀相關(guān)性達(dá)顯著水平。分蘗數(shù)與多數(shù)性狀呈負(fù)相關(guān)，與穗頸形狀負(fù)相關(guān)系數(shù)最高（-0.341）；主莖節(jié)數(shù)和株高相關(guān)系數(shù)達(dá)0.656，且二者與其他性狀相關(guān)系數(shù)均較高，與全生育期相關(guān)性達(dá)極顯著水平；穗頸長與株高相關(guān)系數(shù)最高（0.435）；葉長和葉寬均與出苗至成熟、出苗至抽穗2個(gè)生長期相關(guān)系數(shù)較高，且葉長與主穗長相關(guān)系數(shù)達(dá)0.636；主穗長與葉長、單穗重、穗粒重、穗型及單穗碼數(shù)等性狀均達(dá)極顯著水平；穗粗與單穗重相關(guān)系數(shù)最高（0.476），同時(shí)與19個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)性均達(dá)顯著水平；主莖稈直徑與主莖節(jié)數(shù)相關(guān)系數(shù)最高（0.535）；單穗碼數(shù)、碼粒數(shù)和千粒重僅與部分性狀相關(guān)性達(dá)顯著水平；出谷率與穗粒重相關(guān)系數(shù)相對較高，達(dá)0.312。

圖1 參試材料性狀的相關(guān)性分析Fig.1 Correlative analysis of tested materials

9個(gè)質(zhì)量性狀與其他性狀間相關(guān)系數(shù)不高。剛毛長與出苗至抽穗天數(shù)呈最高負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.509；穗頸形狀與分蘗數(shù)負(fù)相關(guān)較高，與穗頸長呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.250。質(zhì)量性狀間葉鞘色與葉枕色相關(guān)系數(shù)最高（0.776）；粒色與米色相關(guān)性達(dá)極顯著水平，米色與其他性狀相關(guān)系數(shù)均不高。

5個(gè)生長期指標(biāo)中，出苗至抽穗期、開花至成熟期和全生育期與其他性狀間均具有較高的相關(guān)系數(shù)，其中開花至成熟期與株高相關(guān)系數(shù)為0.423；各生長階段間，全生育期與開花至成熟期相關(guān)系數(shù)最高（0.842），與出苗至抽穗期次之（0.757）。

2.2.2 表型性狀的主成分分析 不同表型性狀間相關(guān)性大小不同，這對種質(zhì)資源的評價(jià)具有一定影響，為了消除此類影響，對參試材料采用主成分分析進(jìn)行綜合評價(jià)。由表5可知，前13個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)80.6475%，表明這13個(gè)主成分代表了參試材料表型性狀80.6475%的遺傳信息。第1主成分的貢獻(xiàn)率最大，為19.9336%，其中出苗至成熟期、出苗至抽穗期和單穗重、穗粒重的特征向量值最高，說明第1主成分是與生長期和產(chǎn)量相關(guān)的主要性狀；第2主成分的貢獻(xiàn)率為9.3731%，穗頸長、穗頸形狀和葉枕色得分較高，說明第2主成分是穗頸和葉枕性狀的綜合反映；第3主成分的貢獻(xiàn)率為7.8326%，其中葉鞘色和剛毛色特征向量值最高，說明第3主成分是葉鞘和剛毛顏色因子；第4主成分的貢獻(xiàn)率為7.2001%，其中出谷率和開花至成熟特征向量絕對值大于其他性狀，說明第4主成分綜合了出谷率和開花至成熟天數(shù)；第5主成分的貢獻(xiàn)率為5.7997%，主穗長、單穗碼數(shù)、剛毛長和葉長得分最高，說明第5主成分是穗長、剛毛及葉片的綜合性狀；第6主成分的貢獻(xiàn)率為4.6923%，其中千粒重具有較高的正向載荷，分蘗具有較高的負(fù)向載荷，說明第6主成分是千粒重和分蘗的綜合反映；第7主成分的貢獻(xiàn)率為4.5196%，米色和粒色得分最高，說明第7主成分是籽粒因子；第8主成分的貢獻(xiàn)率為4.2763%，花藥色和碼粒數(shù)得分最高，說明第8主成分綜合了花藥色和碼粒數(shù)；第9主成分的貢獻(xiàn)率為3.9981%，其中抽穗至開花和穗粗的載荷絕對值最大，說明第9主成分代表了抽穗至開花天數(shù)和穗部性狀；第10主成分貢獻(xiàn)率為3.6978%，主莖直徑具有較高的特征向量值，為主莖直徑因子；第11主成分貢獻(xiàn)率為3.5176%，主莖節(jié)數(shù)和株高得分較高，說明第11主成分由主莖節(jié)數(shù)和株高組成；第12主成分貢獻(xiàn)率為3.1712%，播種至出苗特征向量值最高，為谷子出苗因子；第13主成分貢獻(xiàn)率為2.6354%，穗型和葉寬特征向量值相對較高，說明第13主成分為穗型和葉寬因子。

表5 參試材料29個(gè)表型性狀的主成分分析Table 5 Principal component analysis based on 29 phenotypic traits of tested materials

2.3 參試材料表型性狀的綜合評價(jià)

將參試材料29個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)代入13個(gè)主成分中，計(jì)算各主成分得分，再利用模糊隸屬函數(shù)對各主成分歸一化處理，計(jì)算出各主成分的權(quán)重系數(shù)（0.2472、0.1162、0.0971、0.0893、0.0719、0.0582、0.0560、0.0530、0.0496、0.0459、0.0436、0.0393、0.0327），最后計(jì)算各個(gè)材料的綜合得分（F值），利用F值對參試材料進(jìn)行綜合評價(jià)，F(xiàn)值越高，綜合表型性狀越好。結(jié)果（表6）表明，大部分性狀與F值呈顯著或極顯著相關(guān)，其中20個(gè)性狀達(dá)極顯著水平；數(shù)量性狀與F值相關(guān)系數(shù)高于不同生長期及質(zhì)量性狀，其中葉長、單穗重、穗粒重和主穗長與F值相關(guān)系數(shù)均大于0.60，株高、主莖節(jié)數(shù)及主莖直徑與F值相關(guān)系數(shù)均超過0.55；不同生長期中，出苗至抽穗、全生育期與F值相關(guān)系數(shù)較高；質(zhì)量性狀中，葉鞘色、穗型及穗頸形狀與F值相關(guān)系數(shù)較高。

表6 29個(gè)表型性狀與表型綜合值（F值）的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficients between 29 phenotypic traits and comprehensive value(F-value)

2.4 參試材料的聚類分析

基于29個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)的聚類分析（圖2）顯示，聚類結(jié)果與材料的地理來源未表現(xiàn)出一致性。參試材料可劃分為3個(gè)類群（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ），類群Ⅰ包含25份材料，主要以春谷區(qū)材料為主；類群Ⅱ包含66份材料，該類群包含了不同生態(tài)區(qū)材料，其中春谷材料比例較高；類群Ⅲ包含173份材料，占全部材料的65.53%，該類群又分為2個(gè)亞群，類群Ⅲ-1和類群Ⅲ-2，其中類群Ⅲ-1包含85份，類群Ⅲ-2包含88份材料，各亞群材料類型豐富多樣。

圖2 參試材料系統(tǒng)聚類圖Fig.2 Clustering dendrogram of tested materials

3個(gè)類群材料表型性狀的顯著性分析（表7）顯示，15個(gè)數(shù)量性狀有7個(gè)指標(biāo)達(dá)顯著或極顯著水平，2個(gè)生育期指標(biāo)達(dá)顯著或極顯著水平。類群Ⅰ和類群Ⅱ的穗粗、單碼粒數(shù)、單穗重和穗粒重差異均達(dá)到極顯著水平，主莖節(jié)數(shù)差異達(dá)顯著水平；類群Ⅰ和類群Ⅲ的株高、穗頸長度、穗粗、單碼粒數(shù)、單穗重和穗粒重差異達(dá)極顯著水平，生育期中開花至成熟天數(shù)差異達(dá)極顯著水平，全生育期達(dá)顯著水平；類群Ⅱ和類群Ⅲ性狀間差異性相對較小，僅單碼粒數(shù)差異達(dá)極顯著水平，株高、單穗重和穗粒重達(dá)顯著水平，生育期中開花至成熟和全生育期差異均達(dá)顯著水平。由此表明，類群Ⅰ以中晚熟高稈、大穗品種為主；類群Ⅱ中矮稈、小穗品種為主，具有較低的穗粗、單穗重和穗粒重，且單碼粒數(shù)極低；類群Ⅲ以生育期較短、矮稈和主莖節(jié)數(shù)較少的材料居多。

表7 3個(gè)類群的農(nóng)藝性狀比較Table 7 The phenotypic traits between three groups of tested materials

3 討論

3.1 育成品種（系）的遺傳多樣性水平

遺傳多樣性一般是指種內(nèi)個(gè)體之間或一個(gè)群體內(nèi)不同個(gè)體的遺傳變異總和[26]。隨著時(shí)間的推移，植物的遺傳多樣性水平不斷降低，而且伴隨著現(xiàn)代育種的商業(yè)化發(fā)展和育種實(shí)際，人們更注重市場需要，盡可能快地育出商業(yè)化品種，從而使品種的遺傳背景變得狹窄，遺傳多樣性越來越低。本研究中，谷子主要育成品種（系）的29個(gè)表型性狀中，通過測定數(shù)值獲得的15個(gè)農(nóng)藝性狀平均H′高達(dá)2.0078，其中穗粒重最高；9個(gè)質(zhì)量性狀H′相對較低，僅穗型和粒色H′超過1.0000；不同生長期中開花至成熟的H′最高。這些結(jié)果與以往谷子資源的研究[12-14,17,21-22]結(jié)果類似。幼苗葉鞘綠色、紡錘形穗、穗頸彎曲、綠色短剛毛、籽粒黃色或白色、米色淺黃是本研究材料的主要特征，也是近年來谷子育種性狀選擇的主要方向。

3.2 育成品種（系）的綜合評價(jià)

本研究相關(guān)性分析中，15個(gè)數(shù)量性狀間相關(guān)系數(shù)有64個(gè)達(dá)顯著水平，其中單穗重和穗粒重相關(guān)系數(shù)最高；多數(shù)質(zhì)量性狀間相關(guān)系數(shù)較低，幼苗葉鞘色和葉枕色間除外；生育階段開花至成熟與全生育期相關(guān)系數(shù)最高，開花至成熟的天數(shù)是影響品種全生育期的關(guān)鍵生長階段，全生育期差異主要由開花至成熟的天數(shù)決定；株高與生育期各階段相關(guān)系數(shù)均較高，通過降低株高可以一定程度上縮短生育期；不同性狀間具有不同程度的相關(guān)性，在品種選育過程中要達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，使品種綜合性狀優(yōu)良。

對種質(zhì)資源表型性狀進(jìn)行主成分分析，利用主成分得分可以評價(jià)某一品種的綜合表型，這一方法在植物種質(zhì)資源評價(jià)中已廣泛應(yīng)用[8,10,12,27-28]。本研究前13個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)80.6475%，通過13個(gè)主成分的得分計(jì)算隸屬函數(shù)值獲得每份種質(zhì)的綜合表型F值。參試材料的平均綜合得分F值（0.529）與878份谷子核心種質(zhì)的F值（0.555）和山西谷子地方品種12個(gè)表型性狀和3個(gè)品質(zhì)性狀的綜合得分（0.521）相近[12,18]，其中排名靠前的汾選8號、竹葉青和粘谷等品種（系）綜合表型性狀良好，為親本選擇和遺傳研究提供了參考信息。

3.3 表型聚類與品種來源的關(guān)系

豐富的植物遺傳資源能夠?yàn)樽魑镉N和遺傳研究提供種質(zhì)基礎(chǔ)。對種質(zhì)資源進(jìn)行聚類分析，劃分成不同的類群，更加有利于資源保護(hù)、開發(fā)和利用。Jia等[29]將我國近60年的谷子育成品種分為春播型和夏播型；Wang等[30]將我國谷子地方品種分為早春播型、春播型、春夏兼播型和南方型。本研究依據(jù)29個(gè)表型性狀將參試材料劃分為3個(gè)類群，聚類結(jié)果與品種的地理來源相關(guān)性較低，這與相吉山等[14]的研究結(jié)果一致，與丁銀燈等[31]依據(jù)表型和分子標(biāo)記的聚類結(jié)果均具有一定地域特征的結(jié)論不同，表明谷子現(xiàn)代育種已打破地理生態(tài)類型，且育種家對品種的選擇趨向于表型特征的綜合評價(jià)。

4 結(jié)論

264個(gè)谷子育成品種（系）的29個(gè)表型鑒定中，15個(gè)數(shù)量性狀H′高于5個(gè)不同生育階段遺傳多樣性，生育期H′又高于9個(gè)質(zhì)量性狀。依據(jù)F值篩選出汾選8號和竹葉青等綜合性狀較好的材料，為谷子育種親本選擇提供了一定的參考。表型聚類結(jié)果的地理特征不顯著，不同生態(tài)類型和優(yōu)良表型特征的品種間基因交流重組逐步加大。谷子新品種選育具有較大的提升空間，中矮稈、大穗、生育期適中、品質(zhì)優(yōu)和適合機(jī)械化收獲是目前谷子育種的主要方向；好看、好吃和好煮的廣適性谷子新品種是當(dāng)前谷子育種的主要目標(biāo)。依據(jù)親本材料的綜合評價(jià)，借助現(xiàn)代生物育種手段，提升谷子新品種選育效率是目前亟需開展的工作。