浙江省粟米种质资源农艺性状多样性浅析

吕学高，卢华兵，朱正梅

(浙江省东阳玉米研究所，浙江 东阳 322100)

粟米(Setariaitalica)，北方俗称谷子，原产于我国，是最古老的作物之一，素有“百谷之长”之称[1-2]。浙江省虽不是我国粟米初生起源中心，但因其地形地貌多样、气候资源多变，在长期的自然条件和人为选择下，逐渐形成了特异的粟米地理生态类型，产生了大量的植物学变种和基因型，在生育特性、产量特性、品质特性等方面形成丰富的地方种质资源。本研究以浙江省内收集的粟米地方种质资源为材料，通过质量性状和数量性状等表型农艺性状的多样性分析，为浙江省粟米地方种质资源的挖掘利用提供依据和基础材料。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为浙江省广泛收集的粟米地方种质资源20份，详见表1。田间试验于2017年7—11月在浙江省东阳玉米研究所试验基地进行，小区行长7.5 m，2行区，行距65 cm，重复2次，开沟撒播，定苗密度为22.5～30万株·hm-2，拔节期667 m2施复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)15 kg，并中耕培土，其他管理措施同大田生产。

表1 浙江省粟米地方种质资源

1.2 数据测定

粟米农艺性状测定参照《谷子种质资源描述规范和数据标准》[3]，记载叶鞘色、分蘖性、穗形、粒色等质量性状；记载抽穗期、成熟期，每小区随机选取10株测定株高、主茎节数、主茎直径、穗长、穗节长度、主穗直径、单株穗重、单株草重、单株粒重等数量性状。

统计分析采用Excel软件，开展平均值、标准差、变异系数等数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状

从表2可以看出，浙江省粟米地方种质资源的质量性状中，叶鞘色以绿色为主，共计17份，占85%；特异的红色叶鞘2份、紫色叶鞘1份。分蘖性均较弱，仅有1份资源分蘖性强，可用于饲草或分蘖性基础研究。穗型较为丰富多样，其中以棍棒形与圆筒形为主，分别为8份和6份，占40%和30%；其次为鸡嘴形与纺锤形，均为3份，占比均为15%。粒色也表现出丰富多样性，以黄色为主，11份，占55%；白色、橙色和红色也有分布，占比10%～20%。浙江省粟米地方种质资源在穗型、粒色等质量性状上表现出丰富的多样性。

表2 粟米种质资源农艺性状指标

数量性状中，抽穗天数集中在41～50 d，成熟天数集中在81～90 d，占比分别为80%与85%，说明浙江省粟米地方种质大部分属于中晚熟类型；抽穗至成熟天数均在40 d左右。株高主要集中在150～180 cm和>180 cm，分别为11份和4份，占比55%和20%。主茎直径主要集中在0.6～0.8 cm，有12份，占比60%；加上0.8～1.0 cm的2份，合计14份，占比70%。主茎节数主要集中在13～14节，合计14份，占比70%。综合株高、主茎直径和主茎节数，浙江省粟米地方种质资源农艺性状主要表现出植株高大、茎秆粗壮、茎节较多等特点。穗长分布相对均匀，16～20 cm的5份，占比25%，21～25 cm和26～30 cm的均为7份，占比均为35%，穗长超过30 cm的仅有1份。穗节长度主要集中在26～30 cm和31～35 cm，分别为6份和11份，占比分别为30%和55%。主穗直径主要集中在2.0～2.5 cm和2.6～3.0 cm，分别为8份和9份，占比40%和45%，超过3.0 cm的有3份。综合穗长、穗节长和主穗直径可以看出，这些粟米种质资源主要表现为长穗、大穗型；单株草重、单株穗重、单株粒重分布等级较广、分布数量较为均散。综上所述，说明浙江省粟米地方种质资源无论在穗型、粒色等质量性状，还是株高、穗长、穗重等数量性状上，均表现出较为丰富的多样性。

2.2 农艺性状多样性

从表3可知，浙江省粟米地方种质资源农艺性状在单株草重、单株穗重、单株粒重和穗长表现出最为丰富的变异，变异系数依次为38.97%、33.71%、33.48%和20.79%，变异幅度依次为40.5～182.8 g、53.8～180.95 g、7.38～28.32 g和16.0～33.8 cm。其次，在主茎直径、株高、主穗直径、主茎节数和穗节长度等农艺性状上也表现出较为丰富的变异，变异系数依次为15.67%、15.35%、13.56%、13.16%和12.87%。

综上所述，浙江省粟米地方种质资源在单株草重、单株穗重、单株粒重、穗长主茎直径、株高、主穗直径、主茎节数和穗节长度等主要农艺性状上表现出丰富的变异。

表3 粟米种质资源农艺性状多样性分析

结合穗形、粒色与生育期、株高、穗长、单株粒重等重要农艺性状的综合评价，筛选出农艺性状优良的白粟米1份、黄粟米2份、红粟米2份，分别是李宅白粟米、三联黄粟米、三单黄粟米、东阳红壳粟、淳安红粟谷(表4)。这些丰富多样的农艺性状变异为粟米地方种质资源的深入研究和开发利用提供物质基础。

表4 农艺性状优良的粟米地方种质资源

3 讨论

浙江省粟米地方种质资源在农艺性状上表现出丰富的多样性。在穗型、粒色等质量性状和单株草重、单株穗重、单株粒重、穗长等数量性状均表现出丰富的变异，其次，主茎直径、株高、主穗直径、主茎节数和穗节长度等农艺性状也表现出较为丰富的变异。综合质量和数量优异农艺性状，筛选出不同穗型、不同粒色、产量突出的粟米资源5份。

种质资源亦称遗传资源，是决定各种遗传性状的基因资源，是实现种质创新和推动生物产业发展的重要基础，因此，对粟米地方种质资源的搜集、整理、鉴定、保护、保存和合理利用尤为重要。浙江省的粟米资源，仅在1958年浙江农学院1份关于衢州农业资源的档案中有所提及，随着农作物种质资源普查与收集行动的开展，越来越多的地方种质资源被发现、挖掘。例如，东阳红壳粟以其红色粒色和适宜农家糖制作等特性，长久以来在当地一直被衍习种植，并得到国家种质库保存和诸多有影响力的新闻媒体关注报道[4-5]。因此，对特异地方种质资源的搜集保护、鉴定利用具有重要意义[6-7]。

重视粟米种质资源农艺性状、品质性状的测定工作，为特色、优异地方种质资源的开发利用提供物质基础。谷子属于区域性重要作物[8-9]，不同生态区域种植的谷子不仅在形态上存在多样性，而且在生育特性、产量特性、品质特性，以及抗逆性方面也都有着很大差异，即使是同一谷子品种资源，在不同生态区种植，受环境的影响各方面也都有着很大区别[10]。因此，开展不同区域粟米种质资源在同一区域差异分析和同一种质资源在不同区域的差异分析尤为重要，这为粟米种质资源的区域融合和基因聚合提供详细的参考；同时，深入研究谷子种质资源的品质性状，筛选适于不同用途的谷子种质资源，对促进谷子的品质育种、指导加工利用有着重要意义[2]。