新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (4): 847-854.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.04.008
• 作物遗传育种·分子遗传学·耕作栽培·种质资源 • 上一篇 下一篇
收稿日期:
2021-07-13
出版日期:
2022-04-20
发布日期:
2022-04-24
通信作者:
季良
作者简介:
聂石辉(1987-),男,河南人,助理研究员,研究方向为作物遗传育种,(E-mail) 250303063@qq.com
基金资助:
NIE Shihui(), WANG Xian, PENG Lin, JI Liang()
Received:
2021-07-13
Online:
2022-04-20
Published:
2022-04-24
Correspondence author:
JI Liang
Supported by:
摘要:
【目的】运用多年田间试验及种质遗传多样性分析筛选出100份抗旱性表现优异种质为参试材料,结合田间抗旱鉴定构建鹰嘴豆抗旱核心资源库,为鹰嘴豆抗旱种质利用提供基础材料。【方法】比较随机取样、位点优先取样、偏离度取样策略及取样比例,采用均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率以及变异系数变化率评价各核心子集农艺性状的变异保有量,筛选构建抗旱核心库。利用主成分分析确定鹰嘴豆抗旱种质核心库。【结果】采用的位点优先取样方法40%取样比例下构建的核心种质与原种质在多样性上无显著差异。并且检验种质各性状的均值与原种质符合率均大于96.33%,变异系数符合率大于97.25%,优于其它2种取样策略。主成分分析4个主成分包含各质量性状85%以上遗传多样性信息,确定构建的40份核心种质资源能够代表原种质资源遗传多样性。【结论】位点优先取样策略下,40%的取样比例所建立的鹰嘴豆抗旱核心种质资源库可以代表原种质资源的遗传多样性。
中图分类号:
聂石辉, 王仙, 彭琳, 季良. 基于农艺性状鹰嘴豆抗旱核心种质库构建[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(4): 847-854.
NIE Shihui, WANG Xian, PENG Lin, JI Liang. Preliminary Construction of Chickpea Drought Resistance Core Germplasm Based on Agronomic Traits[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(4): 847-854.
编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
YZ-1 | 1.132 | YZ-21 | 1.263 | YZ-41 | 1.330 | YZ-61 | 1.419 | YZ-81 | 1.520 |
YZ-2 | 1.135 | YZ-22 | 1.267 | YZ-42 | 1.334 | YZ-62 | 1.420 | YZ-82 | 1.524 |
YZ-3 | 1.160 | YZ-23 | 1.267 | YZ-43 | 1.334 | YZ-63 | 1.425 | YZ-83 | 1.525 |
YZ-4 | 1.182 | YZ-24 | 1.268 | YZ-44 | 1.348 | YZ-64 | 1.425 | YZ-84 | 1.537 |
YZ-5 | 1.189 | YZ-25 | 1.271 | YZ-45 | 1.351 | YZ-65 | 1.428 | YZ-85 | 1.550 |
YZ-6 | 1.193 | YZ-26 | 1.272 | YZ-46 | 1.354 | YZ-66 | 1.429 | YZ-86 | 1.556 |
YZ-7 | 1.195 | YZ-27 | 1.276 | YZ-47 | 1.356 | YZ-67 | 1.442 | YZ-87 | 1.569 |
YZ-8 | 1.204 | YZ-28 | 1.283 | YZ-48 | 1.360 | YZ-68 | 1.443 | YZ-88 | 1.571 |
YZ-9 | 1.206 | YZ-29 | 1.284 | YZ-49 | 1.360 | YZ-69 | 1.457 | YZ-89 | 1.574 |
YZ-10 | 1.208 | YZ-30 | 1.289 | YZ-50 | 1.362 | YZ-70 | 1.461 | YZ-90 | 1.577 |
YZ-11 | 1.212 | YZ-31 | 1.294 | YZ-51 | 1.362 | YZ-71 | 1.485 | YZ-91 | 1.592 |
YZ-12 | 1.216 | YZ-32 | 1.299 | YZ-52 | 1.363 | YZ-72 | 1.488 | YZ-92 | 1.592 |
YZ-13 | 1.235 | YZ-33 | 1.307 | YZ-53 | 1.365 | YZ-73 | 1.493 | YZ-93 | 1.607 |
YZ-14 | 1.238 | YZ-34 | 1.309 | YZ-54 | 1.379 | YZ-74 | 1.494 | YZ-94 | 1.610 |
YZ-15 | 1.240 | YZ-35 | 1.311 | YZ-55 | 1.379 | YZ-75 | 1.496 | YZ-95 | 1.626 |
YZ-16 | 1.247 | YZ-36 | 1.313 | YZ-56 | 1.380 | YZ-76 | 1.500 | YZ-96 | 1.640 |
YZ-17 | 1.251 | YZ-37 | 1.322 | YZ-57 | 1.381 | YZ-77 | 1.507 | YZ-97 | 1.644 |
YZ-18 | 1.258 | YZ-38 | 1.324 | YZ-58 | 1.413 | YZ-78 | 1.512 | YZ-98 | 1.646 |
YZ-19 | 1.259 | YZ-39 | 1.324 | YZ-59 | 1.413 | YZ-79 | 1.513 | YZ-99 | 1.654 |
YZ-20 | 1.260 | YZ-40 | 1.326 | YZ-60 | 1.415 | YZ-80 | 1.515 | YZ-100 | 1.659 |
表1 参试材料编号及抗旱指数
Table 1 Participating material number and drought resistance index
编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI | 编号 No. | 抗旱指数 DI |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
YZ-1 | 1.132 | YZ-21 | 1.263 | YZ-41 | 1.330 | YZ-61 | 1.419 | YZ-81 | 1.520 |
YZ-2 | 1.135 | YZ-22 | 1.267 | YZ-42 | 1.334 | YZ-62 | 1.420 | YZ-82 | 1.524 |
YZ-3 | 1.160 | YZ-23 | 1.267 | YZ-43 | 1.334 | YZ-63 | 1.425 | YZ-83 | 1.525 |
YZ-4 | 1.182 | YZ-24 | 1.268 | YZ-44 | 1.348 | YZ-64 | 1.425 | YZ-84 | 1.537 |
YZ-5 | 1.189 | YZ-25 | 1.271 | YZ-45 | 1.351 | YZ-65 | 1.428 | YZ-85 | 1.550 |
YZ-6 | 1.193 | YZ-26 | 1.272 | YZ-46 | 1.354 | YZ-66 | 1.429 | YZ-86 | 1.556 |
YZ-7 | 1.195 | YZ-27 | 1.276 | YZ-47 | 1.356 | YZ-67 | 1.442 | YZ-87 | 1.569 |
YZ-8 | 1.204 | YZ-28 | 1.283 | YZ-48 | 1.360 | YZ-68 | 1.443 | YZ-88 | 1.571 |
YZ-9 | 1.206 | YZ-29 | 1.284 | YZ-49 | 1.360 | YZ-69 | 1.457 | YZ-89 | 1.574 |
YZ-10 | 1.208 | YZ-30 | 1.289 | YZ-50 | 1.362 | YZ-70 | 1.461 | YZ-90 | 1.577 |
YZ-11 | 1.212 | YZ-31 | 1.294 | YZ-51 | 1.362 | YZ-71 | 1.485 | YZ-91 | 1.592 |
YZ-12 | 1.216 | YZ-32 | 1.299 | YZ-52 | 1.363 | YZ-72 | 1.488 | YZ-92 | 1.592 |
YZ-13 | 1.235 | YZ-33 | 1.307 | YZ-53 | 1.365 | YZ-73 | 1.493 | YZ-93 | 1.607 |
YZ-14 | 1.238 | YZ-34 | 1.309 | YZ-54 | 1.379 | YZ-74 | 1.494 | YZ-94 | 1.610 |
YZ-15 | 1.240 | YZ-35 | 1.311 | YZ-55 | 1.379 | YZ-75 | 1.496 | YZ-95 | 1.626 |
YZ-16 | 1.247 | YZ-36 | 1.313 | YZ-56 | 1.380 | YZ-76 | 1.500 | YZ-96 | 1.640 |
YZ-17 | 1.251 | YZ-37 | 1.322 | YZ-57 | 1.381 | YZ-77 | 1.507 | YZ-97 | 1.644 |
YZ-18 | 1.258 | YZ-38 | 1.324 | YZ-58 | 1.413 | YZ-78 | 1.512 | YZ-98 | 1.646 |
YZ-19 | 1.259 | YZ-39 | 1.324 | YZ-59 | 1.413 | YZ-79 | 1.513 | YZ-99 | 1.654 |
YZ-20 | 1.260 | YZ-40 | 1.326 | YZ-60 | 1.415 | YZ-80 | 1.515 | YZ-100 | 1.659 |
性状 Trait | 遗传多样性指数 H' | 频率分布Ratio of distribution | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
株型 Plant type | 0.920 5 | 8 | 22 | 33 | 23 | 14 | - | - |
复叶叶型 Compound leaf type | 0.608 5 | 79 | 11 | 10 | - | - | - | - |
花色 Flower color | 0.972 7 | 28 | 13 | 11 | 20 | 25 | 2 | 1 |
粒型 Seed shape | 0.671 7 | 17 | 69 | 14 | - | - | - | - |
粒色 Seed coat color | 0.937 2 | 9 | 45 | 12 | 8 | 15 | 11 | - |
种子表面 Seed surface shape | 0.735 4 | 21 | 25 | 54 | - | - | - | - |
表2 鹰嘴豆种质资源6个质量性状的遗传多样性
Table 2 Genetic diversity analysis of six quality traits of chickpea germplasm resources
性状 Trait | 遗传多样性指数 H' | 频率分布Ratio of distribution | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
株型 Plant type | 0.920 5 | 8 | 22 | 33 | 23 | 14 | - | - |
复叶叶型 Compound leaf type | 0.608 5 | 79 | 11 | 10 | - | - | - | - |
花色 Flower color | 0.972 7 | 28 | 13 | 11 | 20 | 25 | 2 | 1 |
粒型 Seed shape | 0.671 7 | 17 | 69 | 14 | - | - | - | - |
粒色 Seed coat color | 0.937 2 | 9 | 45 | 12 | 8 | 15 | 11 | - |
种子表面 Seed surface shape | 0.735 4 | 21 | 25 | 54 | - | - | - | - |
性状 Trait | 平均值 Average | 最小值 Min | 最大值 Max | 标准差 s | 极差 Range | 变异系数 CV/% |
---|---|---|---|---|---|---|
株高 Plant height ( cm ) | 45.61 | 28.73 | 76.13 | 14.558 | 47.40 | 16.32 |
单株一级分枝数 Number of prmary branches | 5.66 | 3.22 | 9.80 | 1.698 | 6.58 | 18.41 |
单株荚数 Pods per palnt | 138.64 | 22.26 | 296.45 | 76.911 | 274.19 | 48.80 |
每果节荚数 Pods per node | 0.55 | 0.22 | 1.04 | 0.265 | 0.82 | 27.98 |
荚长 Pod length ( cm ) | 1.44 | 1.20 | 2.11 | 0.281 | 0.91 | 8.98 |
单株粒数 Seeds per plant | 186.20 | 27.86 | 400.19 | 120.657 | 372.33 | 47.30 |
单株粒重 Seed yield per plant ( g ) | 36.89 | 8.43 | 76.38 | 21.763 | 67.95 | 40.50 |
百粒重 100-seed weight ( g ) | 19.74 | 6.67 | 38.71 | 10.290 | 32.04 | 23.21 |
产量 Yield per hectare ( kg/hm2 ) | 2 039.45 | 1 126.65 | 3 561.73 | 56.695 | 2 435.08 | 12.23 |
表3 鹰嘴豆抗旱性相关的9个数量性状值
Table 3 Values of 9 quantitative traits related to drought resistance of chickpeas
性状 Trait | 平均值 Average | 最小值 Min | 最大值 Max | 标准差 s | 极差 Range | 变异系数 CV/% |
---|---|---|---|---|---|---|
株高 Plant height ( cm ) | 45.61 | 28.73 | 76.13 | 14.558 | 47.40 | 16.32 |
单株一级分枝数 Number of prmary branches | 5.66 | 3.22 | 9.80 | 1.698 | 6.58 | 18.41 |
单株荚数 Pods per palnt | 138.64 | 22.26 | 296.45 | 76.911 | 274.19 | 48.80 |
每果节荚数 Pods per node | 0.55 | 0.22 | 1.04 | 0.265 | 0.82 | 27.98 |
荚长 Pod length ( cm ) | 1.44 | 1.20 | 2.11 | 0.281 | 0.91 | 8.98 |
单株粒数 Seeds per plant | 186.20 | 27.86 | 400.19 | 120.657 | 372.33 | 47.30 |
单株粒重 Seed yield per plant ( g ) | 36.89 | 8.43 | 76.38 | 21.763 | 67.95 | 40.50 |
百粒重 100-seed weight ( g ) | 19.74 | 6.67 | 38.71 | 10.290 | 32.04 | 23.21 |
产量 Yield per hectare ( kg/hm2 ) | 2 039.45 | 1 126.65 | 3 561.73 | 56.695 | 2 435.08 | 12.23 |
因子 Factor | 特征值 Eigen value | 贡献率 Average (%) | 累计贡献率 Accumulating contribution rate(%) |
---|---|---|---|
1 | 4.232 | 40.590 | 40.590 |
2 | 2.733 | 24.214 | 64.804 |
3 | 1.194 | 12.467 | 77.271 |
4 | 1.040 | 10.221 | 87.492 |
表4 鹰嘴豆抗旱性相关的数量性状主成分
Table 4 Principal component analysis of quantitative traits related to drought resistance of chickpea
因子 Factor | 特征值 Eigen value | 贡献率 Average (%) | 累计贡献率 Accumulating contribution rate(%) |
---|---|---|---|
1 | 4.232 | 40.590 | 40.590 |
2 | 2.733 | 24.214 | 64.804 |
3 | 1.194 | 12.467 | 77.271 |
4 | 1.040 | 10.221 | 87.492 |
取样策略 Sampling method | 种质资源库 Germplasm resources bank | 取样比例 Sampling ratio(%) | 均值差异 MD(%) | 方差差异 VD(%) | 变异系数变化 CR(%) | 极差符合率 VR(%) |
---|---|---|---|---|---|---|
随机取样 Random sampling strategy | R1 | 15 | 1 | 14 | 71 | 89 |
R2 | 20 | 1 | 18 | 61 | 86 | |
R3 | 25 | 1 | 15 | 57 | 80 | |
R4 | 30 | 1 | 13 | 52 | 103 | |
R5 | 35 | 0 | 24 | 89 | 109 | |
R6 | 40 | 0 | 17 | 88 | 100 | |
位点优先 取样 Allele preferred sampling strategy | S1 | 15 | 1 | 62 | 82 | 37 |
S2 | 20 | 1 | 71 | 87 | 51 | |
S3 | 25 | 0 | 76 | 81 | 69 | |
S4 | 30 | 0 | 82 | 81 | 72 | |
S5 | 35 | 0 | 77 | 81 | 85 | |
S6 | 40 | 0 | 101 | 98 | 110 | |
偏离度取样 Deviation sampling | D1 | 15 | 1 | 15 | 54 | 88 |
D2 | 20 | 1 | 18 | 61 | 87 | |
D3 | 25 | 0 | 18 | 90 | 105 | |
D4 | 30 | 1 | 13 | 77 | 100 | |
D5 | 35 | 1 | 12 | 85 | 92 | |
D6 | 40 | 0 | 17 | 89 | 103 |
表5 不同策略取样的种质资源与原种质性状差异
Table 5 Differences in traits between germplasm resources and original germplasm sampled by different strategies
取样策略 Sampling method | 种质资源库 Germplasm resources bank | 取样比例 Sampling ratio(%) | 均值差异 MD(%) | 方差差异 VD(%) | 变异系数变化 CR(%) | 极差符合率 VR(%) |
---|---|---|---|---|---|---|
随机取样 Random sampling strategy | R1 | 15 | 1 | 14 | 71 | 89 |
R2 | 20 | 1 | 18 | 61 | 86 | |
R3 | 25 | 1 | 15 | 57 | 80 | |
R4 | 30 | 1 | 13 | 52 | 103 | |
R5 | 35 | 0 | 24 | 89 | 109 | |
R6 | 40 | 0 | 17 | 88 | 100 | |
位点优先 取样 Allele preferred sampling strategy | S1 | 15 | 1 | 62 | 82 | 37 |
S2 | 20 | 1 | 71 | 87 | 51 | |
S3 | 25 | 0 | 76 | 81 | 69 | |
S4 | 30 | 0 | 82 | 81 | 72 | |
S5 | 35 | 0 | 77 | 81 | 85 | |
S6 | 40 | 0 | 101 | 98 | 110 | |
偏离度取样 Deviation sampling | D1 | 15 | 1 | 15 | 54 | 88 |
D2 | 20 | 1 | 18 | 61 | 87 | |
D3 | 25 | 0 | 18 | 90 | 105 | |
D4 | 30 | 1 | 13 | 77 | 100 | |
D5 | 35 | 1 | 12 | 85 | 92 | |
D6 | 40 | 0 | 17 | 89 | 103 |
性状 Traits | 均值 Mean | 变异系数 Coefficient of variation | t值 t-value | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
原种质 Primary germplasm | 核心种质 Core collection | 符合率 Coincidence Rate(%) | 原种质 Primary germplasm | 核心种质 Core collection | 符合率 Coincidence rate | ||
株高 Plant height (cm) | 45.61 | 46.12 | 101.12 | 15.04 | 14.93 | 99.27 | -1.21 |
单株一级分枝数 Number of prmary branches | 5.66 | 5.57 | 98.41 | 16.95 | 16.80 | 99.12 | 1.05 |
单株荚数 Pods per palnt | 138.64 | 133.55 | 96.33 | 44.95 | 44.87 | 99.82 | 0.96 |
每果节荚数 Pods per node | 0.55 | 0.57 | 103.64 | 25.77 | 26.01 | 100.93 | 0.55 |
荚长 Pod length (cm) | 1.44 | 1.47 | 102.08 | 8.27 | 8.31 | 100.48 | -0.34 |
单株粒数 Seeds per plant | 186.20 | 185.05 | 99.38 | 51.74 | 51.32 | 99.19 | 1.11 |
单株粒重 Seed yield per plant (g) | 36.89 | 36.03 | 97.67 | 44.30 | 43.08 | 97.25 | 1.32 |
百粒重 100-seed weight (g) | 19.74 | 19.77 | 100.15 | 25.39 | 24.99 | 98.42 | 0.75 |
产量 Yield per hectare (kg/hm2) | 2 039.45 | 2 015.14 | 98.81 | 13.38 | 14.11 | 105.46 | 0.83 |
表6 原种质资源与构建的核心种质多样性比较
Table 6 Comparison of original germplasm resources and core germplasm diversity
性状 Traits | 均值 Mean | 变异系数 Coefficient of variation | t值 t-value | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
原种质 Primary germplasm | 核心种质 Core collection | 符合率 Coincidence Rate(%) | 原种质 Primary germplasm | 核心种质 Core collection | 符合率 Coincidence rate | ||
株高 Plant height (cm) | 45.61 | 46.12 | 101.12 | 15.04 | 14.93 | 99.27 | -1.21 |
单株一级分枝数 Number of prmary branches | 5.66 | 5.57 | 98.41 | 16.95 | 16.80 | 99.12 | 1.05 |
单株荚数 Pods per palnt | 138.64 | 133.55 | 96.33 | 44.95 | 44.87 | 99.82 | 0.96 |
每果节荚数 Pods per node | 0.55 | 0.57 | 103.64 | 25.77 | 26.01 | 100.93 | 0.55 |
荚长 Pod length (cm) | 1.44 | 1.47 | 102.08 | 8.27 | 8.31 | 100.48 | -0.34 |
单株粒数 Seeds per plant | 186.20 | 185.05 | 99.38 | 51.74 | 51.32 | 99.19 | 1.11 |
单株粒重 Seed yield per plant (g) | 36.89 | 36.03 | 97.67 | 44.30 | 43.08 | 97.25 | 1.32 |
百粒重 100-seed weight (g) | 19.74 | 19.77 | 100.15 | 25.39 | 24.99 | 98.42 | 0.75 |
产量 Yield per hectare (kg/hm2) | 2 039.45 | 2 015.14 | 98.81 | 13.38 | 14.11 | 105.46 | 0.83 |
因子 Factor | 特征值 Characteristic value | 贡献率 Contribution rate(%) | 累计贡献率 Accumulating contribution rate(%) | |||
---|---|---|---|---|---|---|
原种质 | 核心种质 | 原种质 | 核心种质 | 原种质 | 核心种质 | |
1 | 4.232 | 4.187 | 40.590 | 39.298 | 40.590 | 39.298 |
2 | 2.733 | 2.559 | 24.214 | 23.991 | 64.804 | 63.289 |
3 | 1.194 | 1.214 | 12.467 | 12.537 | 77.271 | 75.826 |
4 | 1.040 | 1.003 | 10.221 | 9.931 | 87.492 | 85.757 |
表7 鹰嘴豆原种质和构建的核心种质资源的主成分比较
Table 7 Principal component analysis and comparison of chickpea original germplasm and constructed core germplasm
因子 Factor | 特征值 Characteristic value | 贡献率 Contribution rate(%) | 累计贡献率 Accumulating contribution rate(%) | |||
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原种质 | 核心种质 | 原种质 | 核心种质 | 原种质 | 核心种质 | |
1 | 4.232 | 4.187 | 40.590 | 39.298 | 40.590 | 39.298 |
2 | 2.733 | 2.559 | 24.214 | 23.991 | 64.804 | 63.289 |
3 | 1.194 | 1.214 | 12.467 | 12.537 | 77.271 | 75.826 |
4 | 1.040 | 1.003 | 10.221 | 9.931 | 87.492 | 85.757 |
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