高粱主要穗部性状遗传分析

于澎湃 卢华雨 谭燕

摘要    以粒用高粱美引-20和忻粱52杂交所构建的F2群体为材料，利用主-多基因遗传分析对群体的籽粒脱水速率、单株产量、穗重进行遗传分析，以为适应机械化生产育种工作提供理论基础。结果表明，籽粒成熟后脱水速率和单株产量遗传规律符合B_1模型，即加性-显性-上位性混合遗传模型，遗传率分别为53.48%、66.18%;穗重遗传规律符合B_2模型，即加性-显性混合遗传模型，主基因遗传率为52.79%。

关键词    高粱;遗传性状;穗部性状;遗传规律

中图分类号    S514        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）04-0006-01                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

高粱是世界上第五大谷类作物，具有抗逆性强、光合效率高、抗旱、抗涝、耐盐碱、耐瘠薄、耐高温寒冷及用途广泛的特点，在生长环境恶劣的农田也能获得相对高产，在现代农业生产中占有特殊的位置[1]。高粱收获过早，会使籽粒容易发霉，稳定性差，易破碎，影响品质[3];收获过晚，又会影响农民的经济效益。目前，我国高粱生产中机械化利用率很低，大大制约了高粱产业的发展[2]，而籽粒脱水速率直接决定高粱生产机械化质量。本研究通过对籽粒脱水速率、单株产量、穗重数量等进行遗传分析，以期为高梁机械化收获育种提供参考。

1    材料与方法

1.1    材料来源

试验选用粒用高粱忻粱52和美引-20为亲本，在海南省乐东黎族自治县利国镇官村种植基地（东经109°10′12″，北纬18°45′00″）种植，收获430株F2群体。所用亲本由天津农学院作物遗传育种实验室提供，其中美引-20从美国普渡大学引进。

1.2    田间性状调查方法

籽粒成熟后测量单株产量及穗重。

籽粒脱水速率测定：参照金  益等、王振华等的方法，依据籽粒特点进行改动。在籽粒成熟后，第1天剪取每株的1/3穗，称百粒重，记为W1，103 ℃烘干1 h，称取百粒重，记为W2，则第1天含水率为（W1-W2）/W1×100。10 d后用同样的方法称取百粒重W3、烘干后的百粒重W4，则10 d后的含水率为（W3-W4）/W3×100。

籽粒脱水速率（%）=[（W1×W4-W2×W3）/10×W1×W3]×100。

1.3    数据分析

数据处理采用Excel 2010和SPSS Statisyics 19.0进行处理;利用王建康和盖钧镒[4]提出的植物数量性状的分离方法——主-多基因遗传分析对F2代群体进行分析，分析得到该性状的11个遗传模型及对应的AIC值等其他数据，通过分析结果选出AIC值最小的4个模型作为备选模型，通过适合性检验最适遗传模型，根据章元明和盖钧镒的IECM算法，计算一阶遗传参数、二阶遗传参数，通过计算得出主基因遗传率。

2    结果与分析

2.1    表型数据分析

由表型数据（表1）可以看出，籽粒成熟后脱水速率、单株产量及穗重呈单峰分布，符合数量遗传特点，说明有主基因控制此性状。

2.2    籽粒脱水速率遗传模型选择

根据主-多基因遺传分析法，利用F2世代分析软件计算籽粒脱水速率、单株产量、穗重每个模型的极大似然值和AIC值（表2），根据AIC值最小原则选取AIC值最小的4个模型作为备选模型。

2.3    籽粒脱水速率遗传模型的遗传参数估计

利用已选的最适遗传模型，结合IECM算法，对F2代群体进行脱水速率、单株产量的遗传参数估计，结果见表3，确定B_1模型为脱水速率、单株产量的最适遗传模型，B_2模型为穗重的最适遗传模型。

3    结论与讨论

本试验对高粱籽粒脱水速率、单株产量、穗重进行数量遗传分析，结果显示，高粱成熟后籽粒脱水速率、单株产量的最适模型为B_1模型，由2对主基因控制，符合加性-显性-上位性混合遗传模型，主基因遗传率分别为53.48%、66.18%，说明籽粒成熟后脱水速率、单株产量受环境影响较小，能在后代中稳定遗传。高粱穗重最适模型为B_2模型，由2对主基因控制，符合加性-显性混合遗传模型，主基因遗传率为52.79%，说明穗重受环境影响较小，能在后代中稳定遗传[5-6]。

高粱籽粒成熟后脱水速率测量过程中取样难，取样量大，加之目前还没有专业测量脱水速率的仪器，试验结果受环境因素影响较大，在以后的研究中还需完善测量方法。

4    参考文献

[1] 高士杰，王阳，李继宏，等.中国粒用杂交高粱研究现状[J].吉林农业科学，2009，34（3）：8-11.

[2] 杜志宏，平俊爱，吕鑫，等.高粱机械化种植品种选择及优质高产栽培技术[J].农业工程技术（综合版），2017，37（23）：52-54.

[3] 宋俊乔，卢道文，张莹莹，等.玉米机械脱粒籽粒含水量与破碎率的相关研究[J].河北农业科学，2018，22（2）：27-31.

[4] 盖钧镒.数量性状遗传体系的分析分离方法研究[J].遗传，2005，27（1）：130-136.

[5] 白晓倩，于澎湃，李延玲，等.粒用高粱F2群体农艺性状数量遗传分析[J].华北农学报，2019，34（1）：107-114.

[6] 李延玲，白晓倩，于澎湃，等.高粱株型性状数量遗传分析[J].华北农学报，2018，33（1）：143-149.