谷子农艺性状的遗传多样性分析

闫 锋，崔秀辉，李清泉，王 成，曾玲玲，刘 峰，季生栋

（黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院，黑龙江 齐齐哈尔161006）

谷子是起源于我国的古老粮食作物，栽培历史悠久，主要分布在东北、华北、西北等地，该作物具有抗旱、耐瘠薄和适应性强的特点。我国谷子品种资源极为丰富，日前己编目入库20 233份，但是谷子农艺性状的遗传多样性还有待深入研究、利用与开发。对种质资源遗传多样性的研究，一方面有助于了解品种的遗传背景、遗传结构及品种间的亲缘关系，为种质资源的利用与开发提供帮助，为育种材料的选择提供信息；另一方面，有助于其种质资源的保护。形态学水平上进行遗传多样性研究具有简单、易行、快速等特点，至今仍是种质资源研究的基本途径。黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院在不断搜集谷子资源材料的同时，着手对已保存的资源材料进行形态学标记的研究，希望通过上述遗传多样性研究方法了解我国部分谷子种质资源的遗传多样性，为我国谷子种质资源的收集、保护、研究与利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

参试谷子品种包括38份品系，3份育成品种。

1.2 试验设计及性状调查

试验于2009年春季在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院试验地进行，采用随机区组设计，三行区，3次重复，行长3.75 m，行距0.65 m。从每小区选取5株有代表性的植株进行室内考种，调查株高、穗长、生物产量、节数、穗重、穗粒重、千粒重7个性状。

1.3 统计分析

利用DPS软件计算各性状平均值、标准差、变异系数、极大值、极小值、聚类分析及灰色关联度分析。根据各性状的平均数、标准差将材料分为10级，从第1级Xi

2 结果与分析

2.1 谷子主要农艺性状的基本统计分析

由表1可知，参试材料的变异系数存在较大差异，在5.88%～21.20%之间，按变异系数划分变异程度，从0～10%为较低、10～20%为中等、20%以上为较高。其中，节数、株高、千粒重的变异系数较低，不到10%，穗重、生物产量、穗长的变异系数中等，穗粒重的变异系数较高；各农艺性状的多样性指数均较大，在考察的7个农艺性状中，株高的多样性指数最高（2.08），其后依次是节数（2.01）、穗重和穗粒重（2.00）、千粒重（1.98）、生物产量（1.96）、穗长（1.82）。

表1 谷子主要农艺性状的遗传多样性分析

2.2 基于农艺性状的聚类分析

尽管形态特征做为表型性状受一定的环境影响，但在随机区组试验条件下，各材料所受环境影响基本是一致的。在这种情况下，形态性状的变异在一定程度上仍能反映出不同材料在基因型上的变异。因此，用形态性状进行聚类分析，能粗略的反映出材料之间的亲缘关系。利用DPS7.05软件按照类平均法（UPGMA）对41份参试材料的7个农艺性状进行聚类分析，在欧氏遗传距离14.8处所有参试材料聚为4大组群（图1），各组群的主要农艺性状统计结果见表2。第一组群有一份种质，即075-83，这份材料的生物产量、穗长、穗重、穗粒重都处于所有参试材料的最低水平；第二组群也只有一份种质，即94-9018，这份材料的株高是所有参试材料中最低的，其余性状也都处于较低水平；第三组群共包括11份材料，这个组群的7个性状平均值，都处于四个组群的最高水平。第四组群包括28份材料，这个组群的7个农艺性状的平均值也都处于较高水平，仅低于第四组群。

表2 谷子种质资源各组群主要形态性状的统计结果

3 结论与讨论

试验采用41份谷子种质为材料，对7个农艺性状进行了室内考种，研究了谷子种质资源的形态多样性。从研究结果中可以看出，谷子种质的不同性状在不同材料中表现出了不同程度的多样性。参试材料各性状的变异系数存在较大差异，在5.88%～21.20%之间，节数的变异系数最小，为5.88%，穗粒重的变异系数最大，为21.20%，可见参试材料在产量性状上有较高的变异潜势，有较大的选择范围，这为提高产量提供了较大的可能性。7个农艺性状的多样性指数均较高，在1.82～2.08之间，株高的多样性指数最高（2.08），穗长的多样性指数最低（1.82），这表明41份谷子种质资源具有较丰富的遗传多样性，是宝贵的育种资源。

对41分谷子种质资源的7个农艺性状的遗传多样性分析表明，黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院保存的谷子材料具有广泛的形态变异。农艺性状的表现是环境因素和遗传因素共同作用的结果，在试验条件一致和材料数较多的情况下，可真实的表现出种质资源的遗传多样性，其遗传多样性的研究结果，可为今后谷子种质资源的利用、保护及育种过程中的亲本选配提供一定的理论依据。

通过对参试材料的多样性指数和变异系数比较可以发现，在同一个性状上二者表现得并不一致，这说明了虽然形态多样性指数和变异系数都可以用来描述性状的变异情况，但是它们反映变异情况的角度并不相同。形态多样性指数反映的是某一性状的不同表型等级的数量分布，即多样性的丰度和均匀度，而变异系数反映的是某一性状变异的范围，因此，两者在同一性状上表现得并不一致。

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