甘蔗杂交品种初级核心种质苗期性状与产量性状相关性评价

刘新龙袁马丽袁毛钧袁林秀琴袁刘洪博袁陆鑫袁范源洪

甘蔗杂交品种初级核心种质苗期性状与产量性状相关性评价

刘新龙袁马丽袁毛钧袁林秀琴袁刘洪博袁陆鑫袁范源洪*

（云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661699）

以前期构建的甘蔗杂交品种初级核心种质材料161份为研究对象袁测定甘蔗品种苗期性状与产量性状之间的相互关系袁为品种的早期选择提供理论支持遥结果表明院⑴在苗期相关性状之间袁出苗率和主茎苗占总苗数比例二者呈现正相关关系袁而与分蘖苗相关性状表现出负相关关系；⑵在产量性状之间袁株高与单茎重和蔗茎产量袁茎径与单茎重之间表现出正相关关系袁而茎径与蔗茎产量表现为负相关关系；⑶在苗期性状与产量性状之间袁出苗率尧分蘖苗占总苗数比例和分蘖苗成茎率与蔗茎产量表现出显著的正相关关系袁且相关系数出苗率渊0.576冤>分蘖苗成茎率渊0.243冤>分蘖苗占总苗数比例渊0.180冤；⑷分别筛选出82份尧10份和30份在出苗率尧分蘖苗占总苗数比例和分蘖苗成茎率指标上表现优异的材料遥以上结果的获得将为品种早期筛选提供有价值的参考信息袁并为品种产量改良提供优异亲本。

甘蔗；苗期相关性状；产量；相关性

甘蔗是重要的糖料作物，全球食糖产量的70%以上来自于甘蔗榨糖；同时甘蔗也是重要的能源作物，可用于生产酒精等工业产品[1]。为了确保我国食糖产业的健康、稳定可持续发展，加大甘蔗新品种选育，提高单位面积产出将是目前乃至未来重要的育种方向[2]。

在甘蔗品种选育工作中，筛选出在产量性状上表现优异的亲本资源是选育出更高产品种的基础。但是产量性状十分复杂，是众多农艺性状综合表现的结果，因此研究产量相关性状之间的相互关系，解析产量构成因子成为资源评价的重要研究课题。在甘蔗品种产量相关性状评价上，李玉潜[3]、陈伟栋等[4]、陆中华[5]、吴建涛等[6]和陈声奇等[7]通过评价生产品种产量相关性状之间的关系，表明株高、有效茎数、单茎重、田间锤度、蔗茎糖分等对蔗茎或蔗糖产量具有较大的影响；单茎重、株高和茎径与有效茎数之间表现出较为密切的关系；品质性状如蔗汁还原糖分、重力纯度、简纯度等对蔗汁蔗糖分的影响较大。梁省东等[8]和赵俊等[9]分别对10个杂交组合和113份引进甘蔗种质的产量相关性状评价也证实了上述关系的真实存在，以上研究结果为品种选育提供了重要的参考。

甘蔗属于生长周期较长的经济作物，在品种选育过程中，如果能够通过苗期性状来反映品种的产量潜力，尽早确定入选材料，无疑对人力、物力、财力的节省都具有重要的意义。但是目前国内外在甘蔗早期农艺性状与产量关系的研究报道还十分缺乏，还不能为品种选育提供有效的支持。鉴于此，本研究以前期构建的甘蔗杂交品种初级核心种质材料[10]为研究对象，通过正规的田间试验，收集苗期和成熟期相关农艺性状数据，使用方差和相关性统计分析阐明苗期相关农艺性状与产量相关性状的相关性，并筛选苗期农艺性状表现优异的材料，为品种早期筛选提供指导，并为品种产量改良提供优异亲本。

1　材料与方法

1.1研究材料

以前期构建的甘蔗杂交品种初级核心种质[10]为研究材料，共包含161份材料，其中国外引进杂交品种73份，国内杂交品种88份。所有研究材料田间试验用芽由国家甘蔗种质资源圃提供。

1.2田间试验

所有材料采用完全随机区组设计，3次重复，行长4.0m，行距1.2m，小区面积4.8m2，四周设保护行，试验地总面积为1600.8m2，下芽量为每小区60芽。试验于2009年3月3日栽种，栽后盖膜，次年2月下旬收获，田间管理同一般大田生产。

1.3数据收集和统计

于2009年4月24日调查出苗数，6月29日培土前（分蘖末期）调查总苗数，12月21—23日调查每个小区有效茎数（大于1m以上的蔗茎），每个重复随机选取5株调查株高、茎径、单茎重；出苗率、分蘖率、蔗茎产量等指标，计算参见《农作物种质资源鉴定技术规程-甘蔗》[11]；使用SPSS17.0统计软件对收集的数据进行方差和相关性分析。

2　结果与分析

2.1苗期性状之间相关性分析

甘蔗苗期性状主要由出苗率、主茎苗占总苗数比例、分蘖苗占总苗数比例、分蘖率、分蘖苗成茎率组成，使用SPSS计算出苗期各性状之间的Pearson相关系数，并在0.01概率条件下进行双尾显著性概率检验，结果见表1。评价结果表明出苗率与各性状都表现出显著的相关性，其中与主茎苗占总苗数比例呈现显著的正相关，而与分蘖苗相关性状表现出显著的负相关；主茎苗占总苗数比例与所有分蘖苗相关性状都呈现显著的负相关，其中与分蘖苗占总苗数比例表现出最大的负相关系数；这些都表明主茎苗与分蘖苗之间表现为相反的作用关系，即甘蔗杂交品种出苗率越好，主茎苗越多，品种的分蘖率越差，分蘖苗越少，可能因为较多的主茎苗数因竞争效应抑制了分蘖苗的发生。在分蘖性状之间，都表现为显著的正相关，表明品种分蘖率的高低和分蘖苗数的多少对最终分蘖苗的成茎率具有重要影响。

表1　苗期相关农艺性状之间相关性分析结果

表2　产量相关性状之间相关性分析结果

2.2产量性状之间相关性分析

在产量性状之间（见表2），株高与单茎重和蔗茎产量表现出显著的正相关，而与茎径无相关性，表明蔗茎高度越高，产量越有优势；茎径与单茎重表现出显著的正相关，而与蔗茎产量表现为显著的负相关，表明茎径越大，单茎重越大，但产量越低；单茎重与蔗茎产量之间显著的负相关关系也证实了这点。以上表明生产上大茎，株高较低的品种在产量上没有优势，因此在实际选育过程中，不宜选育茎径过大的种。

表3　苗期相关农艺性状与产量性状相关性分析结果

2.3苗期性状与产量性状相关性分析

从表3可以看出，出苗率与株高和蔗茎产量表现出显著的正相关，而与茎径表现出显著的负相关，表明出苗率的大小对甘蔗品种产量的影响较大，是反映甘蔗杂交品种产量潜力的较为重要的前期筛选指标；主茎苗占总苗数比例仅与株高和蔗茎产量表现出显著的负相关，而分蘖苗占总苗数比例正好相反，意味着较多的主茎苗，会抑制分蘖，降低蔗茎高度，并最终降低产量。分蘖率与各产量性状之间没有表现出显著的相关性；分蘖苗成茎率与单茎重表现出显著的负相关，而与蔗茎产量表现出显著的正相关，表明分蘖苗成茎的数量越多，产量越高，但会降低单条蔗茎的重量。综合以上表明，选育出苗率高，分蘖强的品种对甘蔗产量改良具有重要作用。

表4　重要苗期性状表现优异材料名单

2.4苗期性状优异种质筛选

依据苗期性状与产量性状的相关性分析结果，可以看出苗期3个性状，即出苗率、分蘖苗占总苗数比例和分蘖成茎率对甘蔗最终产量的形成具有明显的作用，大小依次为出苗率＞分蘖苗成茎率＞分蘖苗占总苗数比例。因此筛选出在这些性状上表现优良的杂交品种，并用作亲本改良品种产量具有重要意义。依据方差分析，共筛选出82份在出苗率上表现优异的材料（见表4），彼此间方差分析无显著性差异，性状值范围在55.75%～81.11%，平均为67.99%；分蘖苗成茎率有10份材料表现优异，性状值范围在52.94%～85.99%，平均为64.62%；分蘖苗占总苗数比例有30份材料表现优异，性状值范围在59.35%～81.63%，平均为64.91%。

3　讨论

甘蔗属于无性繁殖作物，通过芽发育形成的蔗茎是甘蔗产量的重要组成。在甘蔗生长早期，茎芽发育成主茎苗，然后主茎苗又产生分蘖苗，最终的茎苗由主茎苗和分蘖苗构成。大部分茎苗最终能发育成有效茎，一部分分蘖苗由于形成较晚，无法长成有效茎，成为无效分蘖，因此甘蔗品种苗期性状中主茎苗数和分蘖苗数的多少对品种最终产量的形成都具有重要作用。本研究表明主茎苗和分蘖苗相关性状之间呈现较为显著的负相关，即出苗数越多，分蘖苗数越少，分蘖率越低，这可能因为高密度的下芽量，加剧了主茎苗之间及主茎苗与分蘖苗之间的相互竞争和相互抑制关系，因此在下芽量降低的情况下，二者之间的负相关性将有所减弱；在合适的下芽量条件下，茎苗之间具有充足的生长空间，是有可能出现高出苗率，同时伴随着高分蘖率的情况。在苗期性状与产量性状相关性方面，出苗率与株高和蔗茎产量表现出明显的正相关，这与前人结果一致[12]，而与茎径表现出显著的负相关，意味着品种出苗率越高，蔗茎产量越大，但是由于蔗茎数量的增加，相互竞争关系加剧，植株茎秆变高，变细。

在株高、茎径、单茎重和蔗茎产量之间，前人研究表明株高与单茎重和蔗茎产量表现出明显的正相关，而株高和茎径表现出明显的负相关[5-6，8]，这种相互关系在本研究中也得到证实。对于单茎重与蔗茎产量的关系，陈声奇等[7]和赵俊等[9]研究表明单茎重与蔗茎产量呈现正相关，而本研究结果表明单茎重与蔗茎产量呈负相关，是因为选择材料类型和数量的不同还是因为下芽量的不同所引起还需后续进一步验证。

[1]Henry R H and Kole C.Genetics，genomics and breeding of sugarcane[M].Science Publishers Enfild:New Hampshire,2010:1-10.

[2]刘晓雪，刘国良，郑传芳.2012年中国食糖消费形势分析与展望[J].农业展望，2012（11）：55-59.

[3]李玉潜.甘蔗产量组分的相关与通径分析[J].华南农学院学报，1983（1）：68-76.

[4]陈伟栋，成萍，陈西凯.甘蔗产量与糖分的相关性及其基因型与环境互作的差异[J].西南农业大学学报，1993（4）：9-11.

[5]陆中华.甘蔗产量构成因素与产量的关系[J].种子，2002（3）：38-39+65.

[6]吴建涛，刘福业，杨俊贤，等.粤糖系列甘蔗品种产量因子间相关和通径分析[J].中国农学通报，2012（12）：66-71.

[7]陈声奇，王季槐.甘蔗产量性状与品质性状的相关性与通径分析研究[J].甘蔗糖业，2013（2）：15-19.

[8]梁省东，龙永惠，鲁文华.甘蔗杂交后代经济性状相关性的研究[J].广东农业科学，1984（1）：13-18.

[9]赵俊，吴才文，赵培方，等.引进甘蔗种质工艺与农艺性状的相关性及聚类分析[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2012，38（5）：476-481.

[10]刘新龙，蔡青，马丽，等.甘蔗杂交品种初级核心种质取样策略[J].作物学报，2009，35（7）：1209-1216.

[11]NY/T 1488-2007.农作物种质资源鉴定技术规程—甘蔗[S].

[12]罗赣丰，梁小敏，刘小全.江西甘蔗种质资源主要性状的变异与相关研究[J].江西农业大学学报，2007（6）：910-916.

Correlation Analysis between Traits at Seedling Stage and Yield of Sugarcane Hybrid Pre-core Collection

LIU Xin-long,MA Li,MAO Jun,LIN Xiu-qin,LIU Hong-bo,LU Xin,FAN Yuan-hong
（Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement/Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kaiyuan 661699）

The correlations between traits at seedling stage and yield were analyzed with 161 clones of the precore collection of sugarcane hybrid constructed previously,to provide a basis for early phase selection.The results show that:(1)Among seedling related traits,emergence rate has a significant positive correlation with percentage of main stem seedlings,but negatively correlate with tillering seedling related traits;(2)Among yield related traits,stalk height is positively correlated with stalk weight and cane yield,and stalk diameter is positively correlated with stalk weight and negatively correlated with cane yield;(3)Between seedling related traits and yield related traits,the positive correlations are between emergence rate or percentage of tillering seedling or ratio of stems of tillering seedling and cane yield.The rank of correlation coefficients from high to low:emergence rate (0.576)＞ratio of stems of tillering seedlings(0.243)＞percentage of tillering seedling(0.180);(4)About 82 clones, 10 clones and 30 clones performed well respectively in emergence rate,ratio of stems of tillering seedling and percentage of tillering seedling.Together,these results could provide important information as well as elite parental lines for sugarcane breeding program.

sugarcane;traits at seedling stage;cane yield;correlation

S566.1

院A

1007-2624（2015）05-0007-03

10.13570/j.cnki.scc.2015.05.003

2015-01-12

云南省自然科学基金（2011FB120）；国家自然科学基金（31360359）；云南省中青年学术技术带头人后备人才（2014HB038）；经济作物种质资源发掘与创新利用（2013BAD01B03-15）；云南省攻关项目（2012BB014）。

刘新龙（1977-），男，副研究员，从事甘蔗种质资源研究，E-mail：lxlgood868@163.com

范源洪（1964-），男，研究员，从事甘蔗种质资源与遗传育种研究。E-mail：fyhysri@vip.sohu.com