胡麻种子产量与主要农艺性状的多重分析

伊六喜，萨如拉，张辉，斯钦巴特尔，贾霄云，高凤云，周宇，张立华，任龙梅

摘要 [目的]探寻影响胡麻种子产量的主要农艺性状，为选育高产胡麻品种提供科学依据。[方法]对343份胡麻种质的种子产量与株高、工艺长度、分枝数、株果数、果粒数、千粒重、开花日数、全生育日数8个主要农艺性状进行相关性、多元回归和通径分析。[结果]胡麻的主要农艺性状变异系数达3.83%～24.93%，平均变异系数为16.77%，平均遗传多样性指数为1.97；株果数、果粒数、千粒重对种子产量的总影响达到92.17%，能较好地预测胡麻种子产量的变化；株果数和分枝数与种子产量成极显著正相关（P<0.01），而且株果数对种子产量的直接作用最大（P=0.742），相关系数最高（r=0.776）。[结论]株果数是决定胡麻种子产量的主要农艺性状。

关键词 胡麻；种子产量；农艺性状；相关性分析；多元回归；通径分析

中图分类号 S563.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）06-0033-04

Multiple Analysis of Seed Yield and Main Agronomic Traits in Flax

YI Liuxi1，SA Rula2，ZHANG Hui1 et al （1.Inner Mongolia Academy of Agriculture and Husbandry Sciences，Huhhot，Inner Mongolia 010031；2.College of Pharmacy，Baotou Medical College，Baotou，Inner Mongolia 014060）

Abstract [Objective]To explore the main agronomic traits affecting seed production of Linum usitatissimum L.，and to further provide scientific basis for breeding highyield varieties.[Method]The correlation analysis，multiple regression analysis and path analysis between seed yield and eight main agronomic traits of 343 L.usitatissimum germplasm were carried out，including plant height，stem length，branch number，bolls per plant，seeds per boll，1 000seed weight，flowering days，number of growing days.[Result] The variation coefficient of main agronomic traits was 3.825%-24.928% with the average coefficient of variation being 16.76%，the average genetic diversity index was 1.97.The impact of three factors（capsule number per plant，seeds per capsule，1 000seed weight） on L.usitatissimum seed yield reached 92.17% or more，which could well predicted the change of seed production.Capsule number per plant and branch number had extremely significant positive correlation （P<0.01） to seed yield，the direct effect of capsule number per plant on seed yield was the largest （P=0.742） with its correlation coefficient being the highest （r=0.776）.[Conclusion] Capsule number per plant was the main agronomic trait determining the seed yield.

Key words Linum usitatissimum L.； Seed yield； Agronomic traits； Correlation analysis； Multivariate linear regression；Path analysis

胡麻（Linum usitatissimum L.），也叫油用亞麻或油纤兼用亚麻，为亚麻科亚麻属一年生草本作物。按用途可分为纤维用亚麻、油用亚麻和油纤兼用亚麻3种类型[1]。胡麻虽然具有抗旱、耐瘠、适应性强等特性，但粗放育种并不能获得高产、稳产。胡麻也同其他作物一样，必须有良好的育种目标，才能充分发挥增产潜力[2]。胡麻产区大多为干旱冷凉地区，自然条件较差。大幅度提高胡麻单产，必须加强常规育种，不断提高抗御自然灾害的能力。同时在此基础上，根据胡麻的生育规律，因地制宜，讲究育种技术，实行科学种田，才能实现高产稳产、低成本[3]。我国胡麻种植的主产区包括内蒙古、甘肃、宁夏、河北、新疆等[4-5]。

胡麻种质资源是胡麻遗传改良和相关基础研究的物质基础。关于胡麻种质资源产量与农艺性状间多重分析研究报道较少[6-8]。然而种质的主要农艺性状相关性研究对种质资源的收集、保存、分类、鉴定以及育种都是非常必要的。不同遗传背景的地方品种在长期的杂交选育过程中，形成了丰富、独特的种质资源。黑龙江省农业科学院对“八五”“九五”期间收集的464份国内外胡麻种质资源进行农艺性状、产量性状、抗逆性鉴定及综合评价，筛选出早熟资源261份、种子产量较高的资源137份、抗逆性强资源60份[9]。杜光辉等[10]对73份亚麻种源农艺性状和ISSR标记分析评价，筛选出该地栽培的优良杂交后代。笔者以343份胡麻品系为材料，对其株高、工艺长度、分枝数、株果数、果粒数、千粒重、开花日数、全生育日数、种子产量9个农艺性状进行多重分析，揭示种子产量与主要农艺性状之间相关性，为今后胡麻育种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料 供试材料为内蒙古农牧业科学院胡麻课题组近几年育成品系共343份胡麻种质材料。

1.2 方法 2015年4月参试种质材料种植于内蒙古农牧业科学院试验田，每个品系种3行，每行长1 m，3次重复，每品系随机取20株进行考种。参考《亚麻种质资源描述规范和数据标准》[11]，共调查整理了9个农艺性状，包括株高（x1）、工艺长度（x2）、分枝数（x3）、株果数（x4）、果粒数（x5）、千粒重（x6）、开花日数（x7）、全生育日数（x8）和种子产量（y）[12-14]。

1.3 数据分析 采用Excel、SPSS和DPS完成相关分析和通径分析[15-16]。遗传多样性大小用Shannon Weaver遗传多样性指数来衡量，参照朱军[18]的数量遗传学分析方法，划分为 10 个级别，其中1级<-2s，-2s<2级<-1.5s，-1.5s<3级<-1s，-1s<4级<-0.5s，-0.5s<5级<，<6级<+0.5s，+0.5s<7级<+1s，+1s<8级<+1.5s，+1.5s<9级<+2s，10 级≧+2s，并分别赋值（ 1～10），表型遗传多样性大小用Shannon Weaver遗传多样性指数来衡量，多态性指数定义见公式（1）。

H′=-Pi×ln Pi

（1）

其中， Pi为某性状第 i 个级别出现的频率[17-18]。

2 结果与分析

2.1 农艺性状参数计量 由表1可知，343份胡麻品系的9个农艺性状的变异系数变化范围在3.83%～24.93%，平均为16.77%。其中工艺长度的变异系数最高，达到 24.93%，其次为种子产量，达23.07%，开花日数最小，为3.83%，各性状指标均存在较大的变异，变异系数由大到小排序为工艺长度、种子产量、分枝数、单株果数、千粒重、果粒数、株高、全生育日数、开花日数。说明胡麻在工艺长度和分枝数方面具有较大的选择潜力。遗传多样性指数（ H）范围为1.79～2.09，平均为 1.97，其中种子产量多样性指数最大，达到2.09；其次为株高和工艺长度多样性指数，达到2.07，开花日数多样性系数最小，只有1.09。遗传多样性指数由大到小依次为种子产量、株高、工艺长度、千粒重、果粒数、分枝数、单株果数、全生育日数、开花日数。综上所述，供试胡麻种质间表型性状差异较大，表现出丰富的遗传多样性，且改良潜力较大，为胡麻育种提供优异的种质基础。

2.2 相关性分析 由表2可知，36对农艺性状组合中有17对性状间呈极显著正相关，有6对性状间呈极显著负相关，种子产量与分枝数、株果数、果粒数、千粒重均呈极显著正相关，其中种子产量与株果数的相关系数达到0.776，明显大于与其他性状间的相关系数，说明株果数与种子产量存在紧密关联。种子产量与工艺长度呈极显著负相关，为-0.222，表明产量随工艺长度的增大而降低。株高与工艺长度（x2）、株果数（x4）、果粒数（x5）、开花日数（x7）、全生育日数（x8）均呈极显著正相关，其中株高与工艺长度（x2）的相关系数达到0.865，说明工艺长度受株高的影响较大，株高与千粒重（x6）呈极显著负相关，为-0.425。工艺长度（x2）与开花日数（x7）和全生育日数（x8）呈极显著正相关，跟千粒重（x6）呈极显著负相关。分枝数（x3）与株果数（x4）呈极显著正相关。株果数（x4）与果粒数（x5）开花日数（x7）、全生育日数（x8）呈极显著正相关。果粒数（x5）与开花日数（x7）呈极显著正相关，与千粒重（x6）呈极显著负相关。千粒重（x6）与开花日数（x7）、全生育日数（x8）呈极显著负相关。开花日数（x7）与全生育日数（x8）呈极显著正相关。农艺性状的相关系数由大到小顺序依次为：株果数（x4）、分枝数（x3）、千粒重（x6）、果粒数（x5）、开花日数（x7）、全生育日数（x8）、株高（x1）、工艺长度（x2）。

2.3 多元回归分析 对胡麻种子产量与其他8个农艺性状参数回归方程的显著性检验表明P=0.101>0.05，统计量0.993，回归方程有意义，线性回归方程能够解释种子产量与其他农艺性状之间的关系。获得的多元回归方程为：

Y=-723.536 569+43.14x4+37.06x5+109.26x6。

多元回归分析表明，株果数（x4）、果粒数（x5）、千粒重（x6）对胡麻种子产量（y）的决定系数R2=0.9217，结构方程的F值为13.185，P值为0.003，小于0.01，达到极显著差异，说明建立的回归方程是可靠的。根据方程可以推断，株果数（x4）和果粒数（x5）固定值时，种子产量（y）随着千粒重（x6）的增加而增加；株果数每增加1个单位，种子产量（y）增加43.14单位；果粒数每增加1个单位种子产量（y）增加37.06单位。3个自变量株果数（x4）、果粒数（x5）、千粒重（x6）对胡麻种子产量（y）的总影响达到92.17%以上。

2.4 通径分析 通径分析具有精确、直观的特点，在遗传育种分析相关变量关系中，有著十分重要的应用。由表3可知，8个农艺性状对种子产量（y）直接通径系数由大到小顺序依次为株果数（x4）、千粒重（x6）、工艺长度（x2）、开花日数（x7）、果粒数（x5）、分枝数（x3）、株高（x1）、全生育日数（x8）。

株果数（x4）的直接通径系数为0.742，对种子产量的直接作用最大。株果数（x4）对种子产量（y）的间接作用受千粒重（x6）和株高（x1）的负效应影响（P=-0.030，P=-0.007），但与直接作用相比，株果数（x4）通过其他性状对种子产量产生的间接作用均较少，说明株果数（x4）和种子产量（y）有密切关系。

千粒重（x6）的直接通径系数为0.244，对胡麻种子产量（y）的直接作用表现为较高的正向影响，而通过株果数（x4）、果粒数（x5）、开花日数（x7）、全生育日数（x8）的负向间接作用均较小（P=-0.091，P=-0.027，P=-0.035和P=-0.001），通过株高（x1）、工艺长度（x2）、分枝数（x3）的正效应影响为P=0.016，P=0.048，P=0.004。由此可见，千粒重（x6）对种子产量（y）的影响以直接作用为主。

工艺长度（x2）通过果粒数（x5）、开花日数（x7）、全生育日数（x8）的正向间接作用，间接通径系数分别为0.011、0.036和0.001。通过株高（x1）、分枝数（x3）、株果数（x4）和千粒重（x6）对胡麻种子产量（y）负向间接作用，间接通径系数分别为-0.033、-0.003、-0.018、-0.107。而负向间接作用比正向间接作用大，说明工艺长度（x2）对胡麻种子产量（y）的影响负向间接作用为主。

开花日数（x7）对胡麻种子产量（y）的直接通径系数为P=0.090，通过株果数（x4）的最大间接作用为P=0.180。株高（x1）、分枝数（x3）、果粒数（x5）、全生育日数（x8）对种子产量（y）的直接通径系数分别为-0.038、0.081、0.082和0.005，通过株果数（x4）的间接通径系数分别为0.136、0.270、0.145、0.125。株高（x1）、全生育日数（x8）、分枝数（x3）、果粒数（x5）的直接作用相对较小，主要以通过株果数（x4）的间接作用对种子产量产生影响。因此，在胡麻育种过程中可根据株果数（x4）来选择单株。

3 结论与讨论

胡麻是种质资源极其丰富的油料作物，农艺性状的基础研究对胡麻种质资源的收集、保存、分类、鉴定以及育种是非常必要的。在胡麻育种中，深入了解胡麻种子产量与主要农艺性状间的关联，为提高胡麻产量提高理论基础。该研究这些胡麻资源的多重分析对于胡麻育种工作具有重要意义[6，19-21]。

多数研究针对纤维产量与农艺性状之间的相关性，且涉及的性状及样本都较少，缺乏代表性[17，20-22]。该研究中9个农艺性状的变异系数的变化范围在3.83%～24.93%，平均为16.77%；遗传多样性指数（ H）范围在1.79～2.09，平均为 1.97。这表明供试胡麻品系表型变异较大，遗传多样性丰富。相关性分析中9个农艺性状的相关系数由大到小顺序依次为株果数（x4）、分枝数（x3）、千粒重（x6）、果粒数（x5）、开花日数（x7）、全生育日数（x8）、株高（x1）、工艺长度（x2）。多元回归分析表明，影响种子产量的主要农艺性状为株果数、果粒数、千粒重，说明可以用这些农艺性状来预测胡麻种子产量，影响为92.17%以上。通径分析中8个农艺性状对种子产量（y）直接通径系数由大到小顺序依次为株果数（x4）、千粒重（x6）、工艺长度（x2）、开花日数（x7）、果粒数（x5）、分枝数（x3）、株高（x1）、全生育日数（x8）。该试验结果为胡麻传统育种农艺性状的选择提供重要的参考信息。由于农艺性状属于数量性状，易受环境和人为影响，导致不同试验群体研究结果有所不同[22-26]，然而为了更好的服务胡麻育种，这些试验结果还需要通过多年多点的大田试验来进一步鉴定与评估。

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