5个糜子品种的形态指标差异分析

2013-10-22王瑞云刘晓欢申鸽子霍阿红王玉州王海岗

山西农业科学 2013年11期

王瑞云，刘晓欢，申鸽子，霍阿红，王玉州，王海岗，秦香

（1.山西农业大学农学院，山西太谷030801；2.农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西太原030031；3.张家口市农业科学院，河北张家口075000；4.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，山西太原030031；5.山西科力科技有限公司，山西太原030031）

20世纪80年代以来，随着经济全球化、市场一体化的发展，为适应人民生活水平的提高和工业原料市场的需求，我国小杂粮的生产也呈现出发展的趋势，因此，积极开发小杂粮作物，不仅是国民经济发展的需要，也是提升农业产业化水平、增强我国农产品在国际市场竞争能力的需要[1]。糜子（Panicum miliaceum L.）作为一种小杂粮，属禾本科黍属1年生栽培草本，是起源于我国最古老的农作物之一[2-3]。确切地说，它是起源于我国的黄河流域黄土高原地区，山西则是很多学者公认的糜子起源中心[4-5]。糜子具有耐旱、耐瘠、抗逆性强、适应性广、丰产稳产、生育期短等特点[6]。

我国糜子品种资源目录已整理归并的种质资源共计8 515份[7]。其是干旱半干旱地区重要的粮食作物和经济作物，在西部农业种植业结构调整和产业发展中具有不可替代性。糜子具有极高的营养价值，同时还有医食同源的功效，作为优质杂粮将有较大的市场前景。然而，由于糜子科研起步晚，基础性研究比较薄弱，大田生产缺乏适栽品种，单产水平普遍较低。因此，探索糜子植株抗逆性，提高糜子产量和品质，对增进糜子产区农民收入、保障国家粮食安全具有重要的战略意义[8]。

傅永斌等[9]通过应用灰色关联度分析方法对糜子品种生长发育与主要产量构成性状遗传关系进行综合评价，以期提高糜子品种（品系）选择效率，缩短育种年限，加速新品种的推广，结果发现，4个糜子品种的9个经济性状与产量的关联度大小依次为：基本苗、有效穗数、总茎数、穗粒质量、千粒质量、单株粒质量、主穗长、生育期、株高。后代农艺性状的选择是育种工作的关键，利用相关、回归、通径分析等方法探讨农艺性状与产量的关系的报道很多[10-18]。

本试验主要从大田种植的5个糜子品种的形态指标来探索其农艺性状（抗逆性、产量、品质，不同的品种有不同的侧重）[19]，比较不同品种在相同环境条件下的主要农艺性状，选出综合性状比较优良的品种，为下一年进行品种比较试验提供材料，以改变糜子生产中长期存在的优质、丰产、早熟、抗病糜子品种短缺的现状，进而为山西省糜子产业的大力发展作出一定的贡献。

1 材料和方法

1.1 材料

供试糜子品种为YM 5（伊糜5号）、NM 4（内糜4 号）、NM 5（内糜 5 号）、LM 7（陇糜 7 号）、LM 8（陇糜8号），均来源于山西省农业科学院高寒区作物研究所，其中，YM 5，NM 4，NM 5 来自内蒙古，LM 7 和LM 8来自甘肃。

1.2 试验设计

对试验田进行完全随机区组设计，每个品种分3个小区，每个小区为2 m×1 m，分为10列，每列播种20粒种子，株距约10 cm。

1.3 测量项目及方法

1.3.1 气孔密度在糜子灌浆期选取倒2叶，每个品种选取5株，每株做3个上表皮和3个下表皮装片。

制作步骤：清水洗净叶片→吸干叶片上水分→用指甲油撕片法制成临时水装片→在XS-212型生物显微镜下观察记录气孔的数量，换个视野重复2次。

气孔密度（个/m m2）＝气孔数/实际视场面积；

实际视场面积（m m2）＝π（实际视场数 /2）2；

实际视场数（m m）＝目镜视场数/物镜倍率＝18÷40＝0.45。

1.3.2 叶脉密度每个品种选取3个单株的倒2叶叶片，在叶片同一位置用刀片切1 cm→采集叶片并固定（FAA固定液：37%甲醛溶液，50%乙醇，13%冰醋酸）→取出叶片，用5%的氢氧化钠乙醇溶液清洗后，显微镜下观察叶脉。

叶脉密度（条/m m）＝总叶脉数/叶宽。

1.3.3 其他指标其按照常规方法进行测量。

2 结果与分析

2.1 5个不同糜子品种叶片相关指标的比较

从图1可以看出，5个糜子品种的上表皮气孔密度均多于下表皮，其中，上表皮气孔密度介于128.26～142.38 个 /m m2，NM 4 最多，YM 5 最少，LM 7和LM 8相差不大，NM 5与YM 5相差不大；而下表皮气孔密度介于117.14～130.58个/m m2之间，NM 4最多，YM 5最少。就叶脉密度而言，5个品种介于4.59～5.21条/m m之间。

2.2 5个不同糜子品种农艺性状相关指标的比较

从表1可以看出，LM 8株高最高，NM 4最低，LM 8和 LM 7与 NM 5，NM 4，YM 5之间在 0.05水平上有显著差异，其他各品种间均无显著差异；就穗长而言，LM 8 最长，NM 4 最短，NM 4 与 LM 8，NM 5，LM 7，YM 5均存在显著差异，其余各品种间均无显著差异；就千粒质量而言，NM 4最高，LM 7最低，NM 4与YM 5，LM 7，LM 8之间在0.05水平上有显著差异，LM 8，YM 5与LM 7之间有显著差异；就分蘖数而言，LM 8，NM 5相同，是5个品种中较多者，与YM 5，NM 4之间有显著差异，其余各品种之间均无显著差异。就倒伏率而言，LM 8最大，NM 5最小，LM 8与NM 5之间有显著差异，其余各品种之间均无显著差异。

表1 不同品种糜子农艺性状相关指标

3 讨论

农作物的农艺性状由其遗传特性及作物生长的环境共同决定，将西北地区的糜子品种在山西晋中地区种植，其性状指标与其在推广地区种植的指标必然会有差异。本试验的意义在于对比5个品种的农艺性状指标，以探索不同品种在株高、分蘖数、气孔密度、叶脉密度、千粒质量、穗长及倒伏率等方面的优劣。

在产量性状上，赵敏等[20]研究将糜子资源按千粒质量分为5种，特小粒型小于 5.5 g，小粒型5.6～6.5 g，中粒型 6.6～7.5 g，大粒型 7.6～8.5 g，特大粒型大于8.5 g。从本试验可以看出，NM 4和NM 5属于大粒型品种，YM 5和LM 8属于中粒型品种，LM 7属于小粒型品种。在抗逆性上，有研究认为，气孔密度越小，抗旱能力越强，由于气孔密度与气体交换阻力成反比，气孔密度减小，则气体交换阻力增大，将减少蒸腾，同时，通过叶片散失水分途径的减少，抗旱能力增强[21-22]。本试验发现，YM 5的上、下表皮气孔密度都最小，因此，推断YM 5具有较高的抗旱潜力。胡又厘[23]对余甘根的抗旱性进行了研究，认为抗旱性与叶脉密度之间有一定联系，抗旱性强表现为叶脉密度大。从这个角度来看，NM 4与NM 5具有较高的抗旱潜力，LM 8相对较差一些。倒伏是由外界因素引发的植株茎秆从自然直立状态到永久错位的现象，是作物生产中普遍存在的问题，已成为高产稳产的重要限制因素之一[24-25]。本试验中，NM 5的抗倒伏性效果较为显著，相反，NM 4，LM 8的抗倒伏性比较差一些。糜子分蘖发生在苗期[26]，分枝发生在中后期，其分蘖节一般为2～5个，常由第3叶腋首先分蘖，然后向上下发展。本试验中，NM 4，NM 5在分蘖数目上具有绝对优势，来自甘肃地区的LM 7和LM 8这2个品种，其分蘖数目相对较少。株高主要与作物的遗传特性有关[27-28]，外界环境对其影响较小。本试验中，来自内蒙古地区的3 个品种（YM 5，NM 4，NM 5）株高均在 155 cm 以上，来自甘肃的2个品种株高均在180 cm以上。株高受地域性影响较大，在甘肃和内蒙古地区推广种植的糜子品种置于山西晋中种植，其水分、光照、土壤等条件相差较大，在外界条件相对适宜的情况下，株高也会受到较大影响，因而，植株相对本地区株高要高。

4 结论

从地域上来看，千粒质量、叶脉密度、株高等形态指标的地域性差异较大，通过对比发现，来自内蒙古地区的3个品种千粒质量、叶脉密度相对较高，株高相对较低；来自甘肃地区的2个品种千粒质量、叶脉密度等更小一些，株高相对较高。而气孔密度、穗长、分蘖数及倒伏率等指标的地域性差异相对较小或差异不明显。同时可以看出，NM 4在千粒质量、气孔密度、分蘖数及叶脉密度上均为最高，而在株高和穗长上最低，倒伏率表现为最高；LM 7和LM 8在株高和穗长上有显著优势。

在系统统计这5个糜子品种形态指标的同时，本试验尚有不足之处，有一些指标尚需补充和完善。我们将在西北地区推广种植的几个品种种植在山西晋中地区，由于作物所处的环境有了很大的改变，其相关农艺性状也会受到一定的影响。此外，在分析倒伏率的原因时没有将穗质量等影响因子考虑在内，在分析品种抗旱性的过程中尚需进行进一步的试验统计工作。

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