新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (12): 2933-2941.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.12.008
谷海涛, 王珊珊, 谢慧芳, 侯路平, 孔广超
收稿日期:
2022-02-15
出版日期:
2022-12-20
发布日期:
2023-01-30
通信作者:
孔广超
作者简介:
谷海涛(1994-),新疆人,硕士研究生,研究方向为六倍体小黑麦籽粒产量相关性状全基因组关联,(E-mail)1543274736@qq.com
基金资助:
GU Haitao, WANG Shanshan, XIE Huifang, HONG Luping, KONG Guangchao
Received:
2022-02-15
Online:
2022-12-20
Published:
2023-01-30
Correspondence author:
KONG Guangchao
Supported by:
摘要: 【目的】 研究冬性小黑麦种质资源表型性状的遗传多样性关系及筛选综合性状优异的冬性小黑麦种质,为冬性小黑麦育种、亲本选配及重要性状研究提供理论依据。【方法】 对113份冬性小黑麦8个表型性状采用Shannon-Wiener’s多样性指数进行遗传多样性分析,研究参试冬性小黑麦种质8个表型性状在连续2年的频次分布规律,分析各性状利用相关性及性状间关系,利用主成分分析构建冬性小黑麦种质综合评价体系,通过聚类分析明确参试材料的分类。【结果】 8个表型性状的平均变异系数为13.02%,单株籽粒产量、千粒重、每穗粒数、单株穗数、穗长、株高的变异系数超过10%,其中单株籽粒产量最大为18.01%,粒宽最小为5.09%;各性状遗传力均在85%以上;各性状遗传多样性指数为1.33~2.24,单株籽粒产量遗传多样性最高,粒长的遗传多样性最低;各性状存在着不同的相互关联,单株籽粒产量与每穗粒数、千粒重、穗长、粒长、株高呈极显著正相关,单株穗数与千粒重、每穗粒数呈极显著负相关。主成分分析提取到了3个主成分,累计贡献率为80.43%,第一主成分是籽粒产量主成分与单株籽粒产量、每穗粒数、千粒重有关,第二主成分是籽粒形态主成分与粒长和粒宽有关,第三主成分是株高主成分与株高和穗长有关;聚类分析将参试材料分为4类,第一类包含12份材料,属于高秆型材料,第二类包含40份材料,属于多穗型材料,第三类包含30份材料,属于高产型材料,第四类包含31材料,属于大粒型材料。【结论】 冬性小黑麦综合性评价筛选出表现优良籽粒高产型小黑麦11份。参试材料的遗传多样性丰富,综合评价较好,可有效补充小黑麦种质资源。
中图分类号:
谷海涛, 王珊珊, 谢慧芳, 侯路平, 孔广超. 113份六倍体冬性小黑麦种质遗传多样性[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(12): 2933-2941.
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编号 No | 名称 Source | Numb. |
---|---|---|
1 | 中国 | 39 |
2 | 俄罗斯 | 19 |
3 | 美国 | 18 |
4 | 瑞典 | 9 |
5 | 乌克兰 | 6 |
6 | 波兰 | 5 |
7 | 德国 | 5 |
8 | 日本 | 3 |
9 | 保加利亚 | 2 |
10 | 匈牙利 | 2 |
11 | 阿根廷 | 1 |
12 | 加拿大 | 1 |
13 | 罗马尼亚 | 1 |
14 | 瑞士 | 1 |
15 | 西班牙 | 1 |
合计 | 113 |
表1 供试材料
Table 1 Test material information
编号 No | 名称 Source | Numb. |
---|---|---|
1 | 中国 | 39 |
2 | 俄罗斯 | 19 |
3 | 美国 | 18 |
4 | 瑞典 | 9 |
5 | 乌克兰 | 6 |
6 | 波兰 | 5 |
7 | 德国 | 5 |
8 | 日本 | 3 |
9 | 保加利亚 | 2 |
10 | 匈牙利 | 2 |
11 | 阿根廷 | 1 |
12 | 加拿大 | 1 |
13 | 罗马尼亚 | 1 |
14 | 瑞士 | 1 |
15 | 西班牙 | 1 |
合计 | 113 |
性状 Trait | 最小值 Min | 最大值 Max | 平均值 Mean±SD | 变异系数 CV (%) | 多样性 指数H’ | 遗传力 H1 |
---|---|---|---|---|---|---|
单株籽粒产量Yield per plant(g) | 5.92 | 14.88 | 10.14±1.82 | 18.01 | 2.24 | 85.56 |
千粒重Thousand-grain weight (g) | 31.19 | 62.96 | 43.72±7.72 | 16.32 | 1.96 | 91.23 |
每穗粒数Grains per ear (粒) | 29.25 | 64.19 | 46.24±7.19 | 15.54 | 1.87 | 87.45 |
单株穗数Ears per plant (个) | 3.42 | 6.73 | 4.76±0.73 | 15.22 | 1.57 | 89.23 |
穗长Ear length (cm) | 7.14 | 16.54 | 11.40±1.32 | 11.58 | 1.65 | 88.32 |
粒长Grain length (mm) | 5.71 | 9.41 | 7.91±0.76 | 9.56 | 1.33 | 92.45 |
粒宽Grain width (mm) | 2.81 | 3.66 | 3.29±0.17 | 5.09 | 1.43 | 93.54 |
株高Plant height(cm) | 111.23 | 185.68 | 151.14±19.45 | 12.87 | 1.76 | 85.96 |
表2 冬性小黑麦种质资源表型性状BLUP值的变异系数和遗传多样性指数
Table 2 Coefficient of variation and genetic diversity index of BLUP values for phenotypic traits of winter triticale germplasm resources
性状 Trait | 最小值 Min | 最大值 Max | 平均值 Mean±SD | 变异系数 CV (%) | 多样性 指数H’ | 遗传力 H1 |
---|---|---|---|---|---|---|
单株籽粒产量Yield per plant(g) | 5.92 | 14.88 | 10.14±1.82 | 18.01 | 2.24 | 85.56 |
千粒重Thousand-grain weight (g) | 31.19 | 62.96 | 43.72±7.72 | 16.32 | 1.96 | 91.23 |
每穗粒数Grains per ear (粒) | 29.25 | 64.19 | 46.24±7.19 | 15.54 | 1.87 | 87.45 |
单株穗数Ears per plant (个) | 3.42 | 6.73 | 4.76±0.73 | 15.22 | 1.57 | 89.23 |
穗长Ear length (cm) | 7.14 | 16.54 | 11.40±1.32 | 11.58 | 1.65 | 88.32 |
粒长Grain length (mm) | 5.71 | 9.41 | 7.91±0.76 | 9.56 | 1.33 | 92.45 |
粒宽Grain width (mm) | 2.81 | 3.66 | 3.29±0.17 | 5.09 | 1.43 | 93.54 |
株高Plant height(cm) | 111.23 | 185.68 | 151.14±19.45 | 12.87 | 1.76 | 85.96 |
图2 冬性小黑麦种质资源表型性状变异系数与多样性指数、遗传力的关系
Fig.2 The relationship between the coefficient of variation of phenotypic traits and diversity index and heritability of winter triticale germplasm resources
性状 Trait | 单株籽粒 产量 Yield per plant | 千粒重 Thousand- grain weight | 每穗粒数 Grains per ear | 单株穗数 Ears per plant | 穗长 Ear length | 粒长 Grain length | 粒宽 Grain width | 株高 Plant height |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
单株籽粒产量 Yield per plant | 1.00 | |||||||
千粒重 Thousand-grain weight | 0.52*** | 1.00 | ||||||
每穗粒数Grains per ear | 0.49*** | 0.29*** | 1.00 | |||||
单株穗数Ears per plant | 0.17** | -0.35*** | -0.33*** | 1.00 | ||||
穗长ear length | 0.31*** | 0.37*** | 0.18** | -0.11 | 1.00 | |||
粒长Grain length | 0.34*** | 0.65*** | 0.34*** | -0.32*** | 0.44*** | 1.00 | ||
粒宽Grain width | 0.18** | 0.74*** | 0.18** | -0.16** | 0.11 | 0.27*** | 1.00 | |
株高Plant height | 0.37*** | 0.44*** | 0.021 | 0.13* | 0.41*** | 0.13* | 0.49*** | 1.00 |
表3 冬性小黑麦种质资源表型性状BLUP值的相关系数
Table 3 Correlation coefficients of BLUP values for phenotypic traits of winter triticale germplasm resources
性状 Trait | 单株籽粒 产量 Yield per plant | 千粒重 Thousand- grain weight | 每穗粒数 Grains per ear | 单株穗数 Ears per plant | 穗长 Ear length | 粒长 Grain length | 粒宽 Grain width | 株高 Plant height |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
单株籽粒产量 Yield per plant | 1.00 | |||||||
千粒重 Thousand-grain weight | 0.52*** | 1.00 | ||||||
每穗粒数Grains per ear | 0.49*** | 0.29*** | 1.00 | |||||
单株穗数Ears per plant | 0.17** | -0.35*** | -0.33*** | 1.00 | ||||
穗长ear length | 0.31*** | 0.37*** | 0.18** | -0.11 | 1.00 | |||
粒长Grain length | 0.34*** | 0.65*** | 0.34*** | -0.32*** | 0.44*** | 1.00 | ||
粒宽Grain width | 0.18** | 0.74*** | 0.18** | -0.16** | 0.11 | 0.27*** | 1.00 | |
株高Plant height | 0.37*** | 0.44*** | 0.021 | 0.13* | 0.41*** | 0.13* | 0.49*** | 1.00 |
性状 Trait | 因子1 Factor 1 | 因子2 Factor 2 | 因子3 Factor 3 |
---|---|---|---|
单株籽粒产量Yield per plant (g) | 0.740 | 0.219 | -0.366 |
千粒重Thousand-grain weight (g) | 0.896 | 0.317 | -0.064 |
每穗粒数Grains per ear (粒) | 0.702 | -0.346 | -0.320 |
单株穗数Ears per plant (个) | -0.761 | 0.313 | -0.186 |
穗长Ear length (cm) | 0.282 | -0.251 | 0.628 |
粒长Grain length (mm) | 0.387 | 0.638 | 0.010 |
粒宽Grain width (mm) | 0.209 | 0.556 | -0.173 |
株高Plant height(cm) | 0.472 | -0.262 | 0.739 |
特征值Eigenvalue | 3.847 | 1.342 | 1.246 |
贡献率Contribution rate (%) | 48.085 | 16.772 | 15.571 |
累积百分率 Accumulative contribution rate (%) | 48.085 | 64.857 | 80.428 |
表4 冬性小黑麦种质资源表型BLUP值的主成分
Table 4 Principal component analysis of phenotypic BLUP value of winter triticale germplasm resources
性状 Trait | 因子1 Factor 1 | 因子2 Factor 2 | 因子3 Factor 3 |
---|---|---|---|
单株籽粒产量Yield per plant (g) | 0.740 | 0.219 | -0.366 |
千粒重Thousand-grain weight (g) | 0.896 | 0.317 | -0.064 |
每穗粒数Grains per ear (粒) | 0.702 | -0.346 | -0.320 |
单株穗数Ears per plant (个) | -0.761 | 0.313 | -0.186 |
穗长Ear length (cm) | 0.282 | -0.251 | 0.628 |
粒长Grain length (mm) | 0.387 | 0.638 | 0.010 |
粒宽Grain width (mm) | 0.209 | 0.556 | -0.173 |
株高Plant height(cm) | 0.472 | -0.262 | 0.739 |
特征值Eigenvalue | 3.847 | 1.342 | 1.246 |
贡献率Contribution rate (%) | 48.085 | 16.772 | 15.571 |
累积百分率 Accumulative contribution rate (%) | 48.085 | 64.857 | 80.428 |
材料名称 Material name | 材料来源 source | 单株籽粒 产量 Yield per plant (g) | 千粒重 Thousand -grain weight (g) | 每穗粒数 Grains per ear (粒) | 穗长 Ear length (cm) |
---|---|---|---|---|---|
PRAO 6/1 | 俄罗斯 | 14.88 | 52.36 | 55.54 | 13.34 |
Riebesel 48 | 德国 | 14.08 | 53.13 | 53.46 | 16.54 |
Mammoth | 美国 | 14.02 | 48.17 | 60.69 | 11.99 |
8A221 | 德国 | 13.53 | 44.73 | 59.37 | 11.17 |
Triticale A | 瑞典 | 12.97 | 50.01 | 51.99 | 11.82 |
AM 2147 | 美国 | 12.93 | 51.66 | 53.33 | 12.79 |
LT 344/72 | 波兰 | 12.66 | 44.15 | 50.61 | 13.92 |
冀饲3号 | 中国 | 12.50 | 54.08 | 55.54 | 13.21 |
甘农2号 | 中国 | 12.41 | 53.28 | 49.36 | 11.71 |
AMYP | 中国 | 12.21 | 55.86 | 49.73 | 11.36 |
5鉴2 | 中国 | 12.12 | 58.32 | 46.20 | 12.40 |
平均值 | 13.12 | 51.43 | 53.26 | 12.75 |
表5 籽粒高产型冬性小黑麦的主要表型性状
Table 5 Main phenotypic traits of high-yield winter triticale
材料名称 Material name | 材料来源 source | 单株籽粒 产量 Yield per plant (g) | 千粒重 Thousand -grain weight (g) | 每穗粒数 Grains per ear (粒) | 穗长 Ear length (cm) |
---|---|---|---|---|---|
PRAO 6/1 | 俄罗斯 | 14.88 | 52.36 | 55.54 | 13.34 |
Riebesel 48 | 德国 | 14.08 | 53.13 | 53.46 | 16.54 |
Mammoth | 美国 | 14.02 | 48.17 | 60.69 | 11.99 |
8A221 | 德国 | 13.53 | 44.73 | 59.37 | 11.17 |
Triticale A | 瑞典 | 12.97 | 50.01 | 51.99 | 11.82 |
AM 2147 | 美国 | 12.93 | 51.66 | 53.33 | 12.79 |
LT 344/72 | 波兰 | 12.66 | 44.15 | 50.61 | 13.92 |
冀饲3号 | 中国 | 12.50 | 54.08 | 55.54 | 13.21 |
甘农2号 | 中国 | 12.41 | 53.28 | 49.36 | 11.71 |
AMYP | 中国 | 12.21 | 55.86 | 49.73 | 11.36 |
5鉴2 | 中国 | 12.12 | 58.32 | 46.20 | 12.40 |
平均值 | 13.12 | 51.43 | 53.26 | 12.75 |
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