60Co—γ射线诱导重庆面包麦M2代群体变异及聚类分析
2014-12-23崔嘉欣张从宇
崔嘉欣 张从宇
摘 要：用60Co-γ射线诱变辐射重庆面包麦的干种子，对M2代的农艺性状和品质性状进行变异相关分析及聚类分析等。结果表明：在农艺性状中，变异系数大小为：总重>粒数>退化小穗数>千粒重>穗长>小穗数>株高；在品质性状中，变异系数大小为：淀粉>沉降值>形成时间>稳定时间>湿面筋>蛋白质>硬度指数>吸水率>出粉率>容重。筛选出一个农艺性状变异类型，一个品质性状变异类型。当遗传距离为80.31时，可将202株分为5类。
关键词：小麦；品质性状；聚类分析；变异分析；遗传距离
中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）23-15-04
Abstract：60Co-seeds of gamma-ray induced radiation of bread wheat in Chongqing.M2 progeny variation of agronomic and quality traits such as correlation and cluster analysis.The results show that：during agronomic traits，coefficient of variation of size：grain weight>grain number>degeneration spike number>thousand grain weight>spike length>spike number>plant height；during the quality traits，coefficient of variation of size：starch>settlement value> formation time>stabilization time>wet gluten>protein>hardness index>water absorption>flour yield>bulk density.Select an agronomic traits variation type，a quality traits variation types.When the genetic distance was 80.31，The 202 strains can be divided into five categories.
Key words：Wheat；Quality traits；Cluster analysis；Variation analysis；Genetic distance
农业，从古至今都发挥着基础性的作用，支撑着国家人民的日常生活乃至国家经济市场，在我国更是显著，而小麦在农业中的重要地位更是不言而喻。小麦是我国第二大粮食作物，小麦的总产量占全国粮食总产量的22.5%，其消费量占全国粮食总消费量的25%左右[1]，可见，小麦生产在我国农业生产及国民经济中占有重要地位。从多年来的实际情况来看，当世界粮食供应发生事故或者变得非常紧张时，每个国家都会严格控制自己国家的粮食供应，而且也会出台很多法律法规控制粮食进出口，采取最严厉的措施来保证满足自己本国的供应[2]。随着人民生活水平的提高，我国用来烤制面包等高品质小麦原料需求量越来越大，部分还需从加拿大、美国、澳大利亚进口，因此，生产上急需培育能够用于制作面包的小麦品种。而诱变育种是促进小麦良种培育的前提[3-4]，20世纪70年代以来，世界各国整体的突变育种步伐明显的加快，应用范围不断扩大，育成的品种数量也不断地增加，利用价值也非常高，提高了育种效率和水平[5]。
60Co-γ诱变育种是创制小麦变异的重要技术手段，60Co-γ射线穿透性强，造成共价键断裂，使染色体发生变异，由于该方法非常容易控制实验的条件，试验重复性好，因此育种成效比较显著[6]。60Co-γ辐射诱变育种是利用60Co-γ射线使生物遗产物质产生突变，从而选育优良突变体的育种方法[7-8]，已得到广泛应用。在市场经济条件下，小麦品种的农艺性状和品质性状成为影响其经济价值的重要性状[9]。对于小麦来说，农艺性状的调查研究，可以有效地分析植株个体生育状况和生产技能；而小麦品质形状的测定主要包括营养品质和加工品质两方面内容，由于人们对小麦面粉使用的目的不同，对于品质的要求也就不一样[10]。对小麦诱变后代品种进行蛋白质含量的测定，品质性状的评价及聚类分析，可以对选育小麦高产和优质作出贡献[11-12]。
本实验对诱变辐射重庆面包麦的干种子，对M2代单株进行了农艺性状和品质性状变异统计、聚类分析，包括对M2代单株测量蛋白质、沉降值、吸水率、株高穗长等一系列指标数据，旨在筛选小麦的高产和优质类型，为诱变育种的实践和理论提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料 供试小麦品种为重庆面包麦诱变材料M2代，来自安徽科技学院遗传实验室提供。2013年秋耕作，行长3m，行距20cm，株距5cm。
1.2 考种性状 2014年夏成熟后考种，性状为穗数、株高、穗长、小穗数、退化小穗数、穗粒重、千粒重。
1.3 品质测定 用瑞典波通DA7200近红外品质分析仪测定品质性状。性状为吸水率、蛋白质、容重、湿面筋、稳定时间、形成时间、硬度指数、沉降值、出粉率、直链淀粉。
1.4 数据分析 用DPS软件进行性状统计聚类分析，相关分析用T测验。
2 结果与分析
3 讨论
（1）本实验通过对小麦诱变后的农艺性状和品质性状的聚类分析、相关分析，可以为筛选出高产优质的单株提供理论依据。
（2）通过实验研究发现，60Co-γ射线对小麦农艺性状的诱变效果是不明显的，因为有一部分植株只能筛选到正向（或者负向）的变异；而60Co-γ射线对小麦的品质性状的诱变效果比较明显，基本都能筛选到正向负向。endprint
（3）诱变育种的局限在于诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会，这就需要大量的材料以供选择。相对于诱变育种的全面性来说，诱变改变的一般是主基因的部分，因而稳定速度较快，一般只要经过3～4代就基本可以稳定，有利于在较短时间内育成新品种。
（4）聚类分析是一种依据事物的性质和特征的相似程度来分类的方法，它是将数据分类到不同种类的过程。因此，同一个种类中的对象有很大的相似性，而不同种类间的对象有很大的相异性，是应用多元统计分析的原理来比较样本中各对象或各指标间的特质和特征。将彼此相近的样本分在一类[13]采用聚类分析方法，将107个穂行划分为各具特征的三大类，从而为小麦育种亲本选配提供科学的理论依据。
参考文献
[1]赵广才.我国小麦栽培研究的进展与展望[J].作物杂志，1999，3：6-7.
[2]钟永玲.中国小麦贸易现状及前景展望[J].中国食物与营养，2011，17（12）：48-51.
[3]金善宝.小麦育种学[M].北京：中国农业出版社，1996：381-416.
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[5]王琳清，陈秀兰，柳学余.小麦突变育种学[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004，12.
[6]赵慧茹.低能离子注入与60Co-γ辐照小麦成熟胚诱发反转录转座子WIS2-1A变化的研究[D].郑州：郑州大学，2009.
[7]徐冠仁.植物诱变育种学[M].北京：中国农业出版社，1996：476-484.
[8]吴关庭.我国小麦诱变育种的研究进展[J].国外农学-麦类作物，1995，1：31-34.
[9]国家质量技术监督局.中华人民共和国国家标——专用小麦品种品质[M].1998：2-4.
[10]姬太虎，张定一，张惠叶.小麦品质性状知识概述[J].小麦研究，2001，22（4）：10-12.
[11]李冬梅，田纪春，齐世军，等.国内小麦核心种质籽粒蛋白质含量的分析研究初报[J].麦类作物学报，2007，23（2）：19-22.
[12]孙继堂，司爱香，尚勋武，等.辐射诱变选育小麦高蛋白质种质资源[J].西北农业学报，1966，5（3）：27-30.
[13]徐黎黎，李伟，郑有良.东方小麦主要农艺性状分析[J].麦类作物学报，2006，25（6）：15-20. （责编：张宏民）endprint
（3）诱变育种的局限在于诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会，这就需要大量的材料以供选择。相对于诱变育种的全面性来说，诱变改变的一般是主基因的部分，因而稳定速度较快，一般只要经过3～4代就基本可以稳定，有利于在较短时间内育成新品种。
（4）聚类分析是一种依据事物的性质和特征的相似程度来分类的方法，它是将数据分类到不同种类的过程。因此，同一个种类中的对象有很大的相似性，而不同种类间的对象有很大的相异性，是应用多元统计分析的原理来比较样本中各对象或各指标间的特质和特征。将彼此相近的样本分在一类[13]采用聚类分析方法，将107个穂行划分为各具特征的三大类，从而为小麦育种亲本选配提供科学的理论依据。
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（3）诱变育种的局限在于诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会，这就需要大量的材料以供选择。相对于诱变育种的全面性来说，诱变改变的一般是主基因的部分，因而稳定速度较快，一般只要经过3～4代就基本可以稳定，有利于在较短时间内育成新品种。
（4）聚类分析是一种依据事物的性质和特征的相似程度来分类的方法，它是将数据分类到不同种类的过程。因此，同一个种类中的对象有很大的相似性，而不同种类间的对象有很大的相异性，是应用多元统计分析的原理来比较样本中各对象或各指标间的特质和特征。将彼此相近的样本分在一类[13]采用聚类分析方法，将107个穂行划分为各具特征的三大类，从而为小麦育种亲本选配提供科学的理论依据。
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