53份小麦品种农艺性状的聚类分析

孟丽梅，杨子光，孙军伟，张 珂，郭军伟，冀天会，王书子

（洛阳农林科学院，河南洛阳 471023）

近年来，在世界范围内小麦需求量呈刚性增长趋势。小麦作为我国第三大粮食作物，实现了小麦总产十三连增。河南省是我国最重要的小麦主产区之一，常年种植面积在532.33万hm2，总产量为3 123万t，分别占全国的21.93%和26.60%。长期以来，在广大育种者的努力下，培育和推广了大量的小麦品种（系）。农艺性状主要是指生长发育习性、产量性状以及植物学特征等方面的主要性状，由于其具有表现直观、便于识别、易于掌握以及与生产直接相关等特点，所得结果相对准确可靠。即使在分子标记快速发展的今天，作物改良在农业生产上所起的作用在很大程度上也依赖于对农艺性状的研究，充分把握和科学评价品种（系）农艺性状的真实表现并进行分类，对于品种（系）的合理利用仍具有重要意义。

为研究不同地区小麦品种（系）农艺性状的特征，笔者选用近年来审（认）定的53份小麦品种（系）的8个农艺性状，并对其进行聚类分析，旨在客观评价小麦品种（系）及其农艺性状分类特点，以明确不同类型品种（系）的特点以及不同类型品种与地理来源的关系，为今后小麦品种的有效利用提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试小麦品种为小麦展示试验品种（系）53份，来源于不同省份且在生产上已大面积推广种植，包含冬性类品种（系）49个和春性类品种（系）4个，其中，河南44份、山东2份、陕西3份、山西2份、河北2份。其具体品种名称及特征列于表1。

表1 参试品种名称及基本情况

1.2 性状调查

按照“农作物品种区域试验技术规程（小麦）”附录记载标准进行记载。

1.3 数据处理

采用Excel进行数据统计，采用欧氏距离计算方法计算品种间的距离，利用SPSS统计方法对参试品种（系）的各性状进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 品种类群的划分

对53个小麦品种的8个农艺性状经过数据处理后进行聚类分析。由图1可知，在欧氏距离为22.6时，参试品种可划分为4个类群，分别为类群Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，其中，类群Ⅰ中23个品种（洛旱6号、洛旱7号等），类群Ⅱ中1个品种（洛旱10号），类群Ⅲ中26个品种（洛麦26、周麦18等），类群Ⅳ中2个品种（周麦26，百农207）。

2.2 不同类型品种农艺性状特征

从表2各性状指标来看，类群Ⅰ除株高较高外，其余各项指标均较低；类群Ⅱ株高偏高，其余各项指标均中等；类群Ⅲ株高中等，其余各项指标均较高；类群Ⅳ株高适中，其余各项指标（除千粒质量略低于类群Ⅲ外）均高于其他类群，其综合表现较好。说明旱地品种株高较高，水地品种株高较低，从其他各项指标来看，水地品种与旱地品种也存在一定的差异。

表2 小麦品种（系）类群特征

类群Ⅰ：共23个品种（系），其中，河南品种15个，山东品种（系）2个，山西品种2个，河北品种2个，陕西品种2个。以旱地品种（系）居多，多属旱地生产上表现较好、产量较高、旱地生产上用量较大的品种（系）类群。品种特点表现为植株较高，成穗数一般，千粒质量中等，抽穗期偏早，生育时期较短等。从品种审（认）定时间上看，多为2000年后审（认）定品种（系），代表品种有河南的洛旱6号、洛旱7号，山西的长6359，陕西的长旱58，山东的烟农21等。

类群Ⅱ：仅有1个品种（系），即洛旱10号。品种特点表现为中熟，大穗型品种（系），为耐旱性较好的旱肥地品种，是河南丘陵旱地麦区种植的抗旱性较好的品种（系）。

类群Ⅲ：共有26个品种（系），以水地品种（系）居多，多属水地生产上表现较好、产量较高、在水地生产上用量较大的品种（系）类群。品种特点表现为植株较矮，千粒质量较高，成穗数较多，抽穗时期较长等。从品种审定时间上看，为2003年后审定品种（系），代表品种为河南的洛麦26、周麦18、郑麦379等半冬性品种（系）和河南偃师的偃展4110等弱春性品种（系）等。

类群Ⅳ：共有2个品种（系），即周麦26和百农207，为水地品种（系）。品种特点表现为植株高度适中，分蘖力较强，分蘖较多，成穗数多，千粒质量较高，穗粒数较多，生育时期较长，为高中水肥地品种（系），是黄淮南片区高中水肥地麦区种植的高产小麦品种（系）。

2.3 不同水旱地品种聚类分析结果

以抽穗期、全生育期、最高分蘖数、株高、产量以及产量三要素等8个农艺性状为指标，对参试品种（系）进行聚类分析，在欧氏距离为22.6时，可将参试品种（系）分为4个类群（图1）。

第Ⅰ类群：属以旱地品种为主，其中，旱肥地品种17份，洛旱7号、豫农4023、长旱58、洛旱8号、衡 136、洛旱 12、阳光 818、豫麦 48、衡 6632、烟农836、洛旱 6号、洛旱 2号、平麦 02-16、浚晓 9706、运旱618、烟农21、宝科8号；旱薄地品种5份，西农 219、洛旱 3号、长 6359、洛旱 13、洛旱 9号；水地品种1份，中育9302。这个类群中大部分品种是我国黄淮旱地的主要推广品种，其中，以旱肥地品种为主，另有1个黄淮冬麦水地品种，虽然这是2个不同生态地区种植的品种，但品种在其农艺性状方面表现有其相似的地方。主要表现为植株略高，有效分蘖数较少，千粒质量一般，抽穗期略早，生育时期较短，属旱地中高产型品种，其综合表现为高产、稳产和抗旱。

第Ⅱ类群：在旱地条件下，是一个表现为抗旱性较好的旱肥地品种，其特征是植株较高，结实性较好，成穗率较高，千粒质量一般，是适宜河南丘陵旱地麦区种植的抗旱性较好的小麦品种。

第Ⅲ类群：以水地品种为主，其中，水地品种23 份，俊达 104、许科 168、许科 316、周麦 22、豫农416、丰德存5号、存麦8号、偃展4110、周麦18、周麦27、洛麦26、豫教5号、郑麦379、平安 8号、中麦 895、开麦 21、漯 6073、洛麦 24、兰考 198、先麦12、漯麦 18、中育 9307、周麦 32；旱地品种 3 份，西农928、洛旱11号、洛旱1号。这部分品种可作为我国黄淮（南片）麦区灌溉地区主要推广的中高产品种，其主要表现为植株高度较第1类群较矮，分蘖成穗较多，千粒质量较大。由图1可知，该类群中平安8号、中麦895、漯麦18和中育9307，均为水肥地品种，是一个品种特性亚类，这些亚类说明了品种不但在农艺性状方面的表现有其相似的地方，在其亲本来源上也有一定的遗传相似性，也说明了品种在不同地区或相邻地区育种模式发展方向的趋同。

第Ⅳ类群：该类群中的2个品种，周麦26和百农207都是来自河南的水地品种，这个类群品种的表现是千粒质量大，穗粒数多，公顷成穗数较多，品种特性表现较为突出，由图1可知，这个类群的存在，说明了品种（系）的来源以及在适宜推广的地区上有相似之处，是适宜黄淮南片麦区种植的小麦品种，为此，在选择种植和培育高产小麦品种（系）时可作为选择品种（系）的一个优先考虑。

3 讨论与结论

目前，对小麦品种（系）进行分类的研究较多，聚类分析方法在研究作物品种分类方面已有不少应用[1-2]，由于这些研究具有较多符合生产要求的重要性状，特别是对地方小麦品种的研究涉及到品种的农艺性状[3-6]、品质性状[7-16]、生理生化[17-18]等各个方面，因此，利用聚类分析方法对品种进行分类是比较可行的分析方法。

本研究结果表明，对53份品种的8个主要农艺性状的综合分类结果发现，在欧氏距离为22.6时，参试品种中旱地型品种类群和水地型品种类群分别聚在不同的类群，分别为第Ⅰ类群和第Ⅲ类群，即以旱地类型为主的品种类群和以水地类型为主的品种类群，其第Ⅰ类群表现为植株高度大于90 cm，其抽穗期略早，生育时期较短，其综合表现为高产、稳产和抗旱；第Ⅲ类群表现为植株高度小于90 cm，其分蘖成穗较多，千粒质量较大，是黄淮（南片）灌溉麦区主要推广的中高产品种类群。第Ⅱ类群和第Ⅳ类群在农艺性状上也各具一定的特点。本研究通过聚类分析还发现，品种不但在农艺性状方面的表现、适宜推广的区域有其相似的地方，在其亲本来源上也有一定的遗传相似性，这可能与品种在不同地区或相邻地区育种模式发展方向的趋同有关。

聚类分析结果发现，个别品种（系）本身特性与聚类结果并不完全一致，不同类型的品种（系）聚在同一个类群，如个别水地品种聚在了旱地类群，个别旱地品种却聚在了水地类群，这也可能与品种综合性状表现有关而产生分类上的不同，也可能是由利用性状比较单一、对类群的划分比较简单，且农艺性状易受自然环境和人为因素的影响而反映的信息有限所致，从而分析不够全面而产生分类上的异常。故分类方法依据特征特性越多、越全面，分类的效果可能会越好。