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251份小麦种质资源的主要农艺与品质性状遗传多样性分析

2021-09-13许娜丽,王新华,马冬花,杨杰,李清峰,刘凤楼,刘彩霞,刘根红,张晓岗,王掌军

南方农业学报 2021年9期
关键词:遗传多样性农艺性状小麦

许娜丽,王新华,马冬花,杨杰,李清峰,刘凤楼,刘彩霞,刘根红,张晓岗,王掌军

摘要:【目的】對宁夏麦区小麦种质资源进行遗传多样性分析,筛选出优异种质资源,为拓宽宁夏小麦种质资源的遗传基础及挖掘育种骨干亲本提供基础材料。【方法】以来源于国内外的251份小麦种质资源为材料,对其主要农艺与品质性状进行变异、相关及聚类分析,并计算Shannon-Wiener遗传多样性指数(H')和隶属函数值,对供试小麦种质资源进行综合评价。【结果】251份小麦种质的10个农艺性状变异系数为15.01%~37.01%,9个品质性状变异系数为2.05%~12.56%;农艺和品质性状的遗传多样性指数为2.17~2.30,平均为2.27。10个农艺性状间存在不同程度的相关性,9个品质性状间也存在不同程度的相关性。251份小麦种质分为六大类群,类群Ⅰ~Ⅵ包括材料数分别为35、40、53、55、40和28份,其中,类群Ⅰ的平均出粉率(69.58%)和容重(797.74 g/L)均最高;类群Ⅱ的平均穗长(10.00 cm)、结实数(18.18个)、穗粒数(54.07粒)、穗粒重(2.30 g)、吸水率(62.82%)和硬度指数(72.59)均最高;类群Ⅲ的平均株高最矮(73.53 cm);类群Ⅳ的平均穗下茎长(41.94 cm)和湿面筋含量(33.95%)均最高,水分含量最低(11.76%);类群Ⅴ的平均千粒重(40.92 g)、经济系数(0.43)和降落值(356.74 s)均最高;类群Ⅵ的平均分蘖数(4.96个)、小穗数(19.01个)、粗蛋白含量(16.10%)和沉降值(43.12 mL)均最高,表明各类群中含不同的优异性状。基于隶属函数值可把251份小麦种质资源分为163个等次,其中,黄-3、甘育4号、鉴076、M6445、宁春55号、陇春34号、ND646、宁春40号、济麦20号、陇春39号、宁春33号、郑麦1308、甘春24号、陇春29号、陇春23号、掖丰315和武春4号等17份种质排名前12名。【结论】251份小麦种质资源的农艺和品质性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中综合评价优异的17份种质资源可用于宁夏小麦农艺与品质性状的遗传改良。

关键词: 小麦;农艺性状;品质性状;遗传多样性;隶属函数值

中图分类号: S512.102.4                            文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)09-2404-13

Genetic diversity analysis of main agronomic and quality traits of 251 wheat germplasm resources

XU Na-li1,WANG Xin-hua1,MA Dong-hua1,YANG Jie1,LI Qing-feng1,2,LIU Feng-lou1,2,LIU Cai-xia1,LIU Gen-hong1, ZHANG Xiao-gang1,WANG Zhang-jun1,2*

(1Agricultural College, Ningxia University, Yinchuan  750021, China; 2Key Laboratory of Modern

Molecular Breeding for Dominant and Special Crops in Ningxia, Yinchuan  750021, China)

Abstract:【Objective】Genetic diversity analysis of wheat germplasm resources in Ningxia was conducted,screened good germplasm resources,in order to broaden the genetic basis of wheat germplasm resources and provide basic materials for excavating breeding backbone parents in Ningxia. 【Method】Using 251 wheat germplasm resources from domestic and abroad as experimental materials. Variance analysis, correlation analysis and cluster analysis of their main agronomic and quality traits were conducted, and calculated the Shannon-Wiener genetic diversity index (H') and subordinative function value to evaluate comprehensively wheat germplasm resources. 【Result】The variation coefficient of 10 agronomic traits in 251 wheat germplasms was from 15.01% to 37.01%,the variation coefficient of 9 quality traits was from 2.05% to 12.56%. The genetic diversity index was from 2.17 to 2.30,and the average value was 2.27. There were different degrees of correlation among 10 agronomic traits,and so among 9 quality traits. The 251 wheat germplasm resources were divided into six clusters. Group Ⅰ-Ⅵ included 35,40,53,55,40 and 28 materials, respectively. In them,group Ⅰ was the highest in the average flour yield (69.58%) and volume weight (797.74 g/L). Group Ⅱ was the highest in the average ear length (10.00 cm),fertile spikelet (18.18),kernels per spike (54.07 grains),grain weight per spike (2.30 g),water absorption (62.82%) and hardness index (72.59). Group Ⅲ was the lowest in average plant height (73.53 cm). Group Ⅳ was the highest in the average ear stem length (41.94 cm) and wet gluten content (33.95%),and the average moisture content (11.76%) was the lowest. Group Ⅴ was the highest in the average thousand kernel weight (40.92 g),economic coefficient (0.43) and falling number(356.74 s). Group Ⅵ was the highest in the average tiller number(4.96),spikelet number (19.01),crude protein content (16.10%) and sedimentation value(43.12 mL). It showed that each group contained different excellent traits. 251 wheat germplasm resources were classified for 163 ranks based on the subordinative function value,the materials including name as Huang-3,Ganyu No.4,J076,M6445,Ningchun No.55,Longchun No.34,ND646,Ningchun No.40,Jimai No.20,Longchun No.39,Ningchun No.33,Zhengmai 1308,Ganchun No.24,Longchun No.29,Longchun No.23,Yefeng 315 and Wuchun No.4 were the top 12 ranking. 【Conclusion】The agronomic and quality traits of 251 wheat germplasm resources vary greatly,the genetic diversity is relatively abundant,and 17 excellent varie-ties by complex evaluation may be used as selectable parents for genetic improvement of agronomic and quality traits for wheat in Ningxia.

Key words: wheat(Triticum aestivum L.);agronomic trait; quality trait; genetic diversity; subordinative function value

Foundation item: National Natural Science Foundation of China(32160452); Ningxia Natural Science Foundation (2021AAC03069); Ningxia Agricultural Breeding Special Project(2018NYYZ02); Ningxia Key Research Plan Project(2019BBF02007)

0 引言

【研究意义】小麦(Triticum aestivum L.)作为世界及我国最主要的粮食作物之一,在国内粮食生产和保障国家粮食安全中占有重要地位(张春艳等,2018;张婷等,2019a;马艳明等,2020)。自1950年以来,我国小麦育种经历抗病稳产、矮化高产到高产优质阶段(何中虎等,2011)。虽然当前新品种的大面积推广和栽培技术改进对小麦生产发展发挥巨大推动作用,但由于长期驯化和人工选择,导致当今栽培小麦遗传多样性日趋狭窄,品种间缺少明显特性,进而限制小麦产量提高和品质改善(刘妍等,2017;Fiore et al.,2019)。宁夏平原作为北方主要的春麦区,虽然近年来主栽品种的丰产性提高,株高降低,生育期变长、光能利用时间长、抗倒伏性和抗病性增强(李红霞等,2007),但培育高产优质小麦品种仍是目前育种工作的主要目标(Wang et al.,2019)。小麦种质资源的遗传多样性分析是对其进行遗传改良的基础工作,直接影响小麦的育种进程,对小麦品种改良及优异亲本选择具有重要的指导意义。【前人研究进展】近年来,大量研究人员通过变异分析、相关分析及聚类分析等方法对小麦农艺和品质性状进行评价(张雪婷等,2015;崔文礼等,2020;Yacoubi et al.,2020)。王小国等(2012)对82份新疆小麦种质的14个农艺和品质性状进行遗传多样性分析,结果发现这些农艺性状的变异系数为11.21%~30.82%,品质性状的变异系数为8.53%~38.06%,表明供试小麦间遗传多样性丰富。Erayman等(2016)对29份土耳其栽培小麥种质的4个农艺性状和8个品质性状进行分析,结果发现农艺与品质性状间存在显著相关性。蔡金华等(2017)对35份我国不同省(区)的小麦种质的9个品质性状进行遗传多样性分析,结果发现这些品质性状的变异系数为1.76%~41.16%,表明这些小麦种质具有丰富的遗传多样性。曾潮武等(2017a)对中亚引进的128份春小麦种质9个农艺性状进行遗传多样性分析,结果发现其平均遗传多样性指数为1.9922,变异系数为3.56%~62.86%,表明这些小麦种质的遗传多样性较丰富。曾潮武等(2017b)对210份新疆春小麦种质的9个农艺性状进行遗传多样性分析,结果表明其9个农艺性状的变异系数较大,为3.05%~46.43%,且综合性状表现最优的种质类群遗传多样性也最丰富。王珊珊等(2019)对11个经过航天诱变和1个未经航天诱变的小麦7个主要农艺性状进行遗传多样性分析,结果发现这12个材料的遗传多样性指数为0.43~0.50,变异系数为1.56%~18.52%,表明各性状的遗传多样性指数和变异系数存在较大差异。Ambati等(2020)对604份来源于不同国家的硬质小麦8个数量性状的遗传多样性进行分析,结果发现其变异系数为3.4%~25.3%,表明这些性状变异较大,有助于品种改良。崔国惠等(2020)对70份内蒙古春小麦种质的表型性状进行遗传多样性分析,结果发现表型性状的变异系数为1.51%~19.98%,且不同表型性状间呈不同程度的相关性。倪永静等(2020)研究发现30份国内外小麦种质的13个农艺性状的变异系数为9.94%~48.67%,并通过聚类分析找出农艺性状综合表现优良的类群。雷梦林等(2020a)对551份山西省冬小麦地方种质进行遗传多样性分析,结果发现这些种质的7个数量性状间存在丰富的遗传多样性。张喜平等(2020)对23个天选系冬小麦品种的7个品质性状进行遗传多样性分析,结果发现这些品质性状的变异系数为2.87%~29.16%,表明这些品质性状存在较丰富的遗传变异,且通过聚类分析筛选出天选47号、天选50号和天选59号等综合品质好的种质,可用于小麦品种改良。此外,通过隶属函数值分析能较全面地综合评价不同作物。目前,在辣椒(蓬桂华等,2017;任朝辉等,2020)、水稻(赵璐等,2018;陈越等,2019)、小白菜(赵孟良等,2020)、甘蔗(俞华先等,2020)等作物上广泛应用,但鲜见利用隶属函数值对小麦进行综合评价的研究报道。【本研究切入点】针对宁夏小麦优异种质资源相对匮乏、遗传多样性较狭窄,同时为适应宁夏小麦绿色优质高效品种选育和产业提质增效的需求,本研究通过遗传多样性、隶属函数值对宁夏麦区小麦种质资源的农艺和品质性状进行综合分析,目前鲜见相关研究报道。【拟解决的关键问题】以来源于国内外不同地区的251份小麦种质资源为材料,对其主要农艺和品质性状进行变异、相关及聚类分析,并计算Shannon-Wiener遗传多样性指数(H')和隶属函数值,对供试小麦种质资源进行综合评价,为拓宽宁夏小麦种质资源遗传基础及挖掘育种骨干亲本提供理论参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试材料为251份小麦种质(表1),按其芒性分为长芒(216份)、短芒(11份)、顶芒(9份)、无芒(15份);按其株型分紧凑型(201份)、中间型(33份)、分散型(17份)。以上材料均由宁夏大学小麦育种课题组提供。主要设备仪器:电子天平(PL202-L,上海梅特勒-托利多仪器有限公司)、瑞典波通近红外分析仪(DA7200,瑞典)等。

1. 2 农艺性状测定

试验于2020年在宁夏大学教学实验农场进行,每个材料种植5行区,行长1.1米,行宽0.2米,田间管理同大田。参照《小麦种质资源描述规范和数据标准》(李立会等,2006)对分蘖数、株高、穗下茎长、穗长、小穗数、结实数、穗粒数、穗粒重、千粒重和经济系数等10个主要农艺性状进行观测,每个性状设15个重复。其中,株高、穗下茎长和穗长均采用直接测量法,即用卷尺测量。有效小穗数为每个单株上总小穗数,不孕小穗数为各小花均不结实的小穗数目,结实小穗数为每穗均结实的小穗数,均采用直接计数法,其中,结实小穗数=有效小穗数-不孕小穗数。穗粒数和穗粒重以每个株系随机选取15个单穗的粒数并称重,分别取其平均值;千粒重为1000粒籽粒重量。经济系数=经济产量/生物学产量,其中,生物学产量为收获晾干后未脱粒前的植株(中途未取样的小区)重量,经济产量为脱粒后的籽粒重量。

1. 3 品质性状测定

利用瑞典DA7200型近红外分析仪测定籽粒水分含量、粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率、吸水率、降落值、沉降值、硬度指数和容重等9个籽粒品质性状,每个样本分别取约30 g,重复5次。品质性状测试在国家小麦改良中心西北分中心(银川)进行。

1. 4 统计分析

采用Excel 2010对19个性状的数据进行整理分析。用SPSS 25.0进行方差、相关及聚类分析,计算19个性状的欧氏距离,以非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析并作图(赵璐等,2018)。同时,将每个性状划分为10个等级,按第1级[Xi<(X-2d)]到第10级[Xi>(X+2d)],中间每级差0.5d,计算Shannon-Wiener多样性指数(H'),计算公式:H'=?∑PiLnPi,其中X为平均数,d为标准差,Pi为某一性状第i个级别出现的概率,Ln为自然对数(孙允超等,2018);隶属函数值的计算依据下列公式:

隶属函数值X(ij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) (1)

反隶属函数值X(ij) =1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) (2)

式中,X(ij)为i品系j指标的隶属函数值,Xij为i品系j指标的测定值,Xjmin和Xjmax分别为j指标的最小测定值和最大测定值(王艳青等,2019)。

2 结果与分析

2. 1 小麦种质资源农艺和品质性状变异及相关分析

2. 1. 1 农艺和品质性状的变异分析结果 对251份小麦种质的10个农艺性状和9个品质性状进行变异分析,结果如表2所示。农艺性状的变异系数为15.01%~37.01%,变异系数排序为穗粒重(37.01%)>分蘖数(36.95%)>经济系数(29.73%)>穗粒数(27.01%)>穗下茎长(25.05%)>株高(23.27%)>穗长(22.00%)>千粒重(18.95%)>小穗数(15.09%)>结实数(15.01%);品质性状的变异系数为2.05%~12.56%,变异系数排序为沉降值(12.56%)>降落值(11.73%)>湿面筋含量(9.33%)>粗蛋白含量(9.18%)>硬度指数(5.91%)>吸水率(4.15%)>出粉率(3.07%)>水分含量(2.55%)>容重(2.05%)。此外,农艺和品质性状的遗传多样性指数为2.17~2.30,平均为2.27。综上所述,251份小麦种质资源农艺与品质性状变异较大,遗传多样性较丰富。

2. 1. 2 农艺性状的相关分析结果 由表3可知,10个农艺性状间存在不同程度的相关性,分蘖数与株高呈极显著正相关(P<0.01,下同);株高与穗下茎长、穗长、小穗数和结实数均呈极显著正相关;穗下茎长与穗长、小穗数和结实数均呈极显著正相关;穗长与小穗数、结实数、穗粒数和穗粒重均呈极显著正相关;小穗数与结实数、穗粒数和穗粒重均呈极显著正相关;结实数与穗粒数和穗粒重均呈极显著正相关;穗粒数与穗粒重、千粒重和经济系数均呈极显著正相关;穗粒重与千粒重和经济系数均呈极显著正相关;千粒重与经济系数呈极显著正相关;穗下茎长与千粒重呈显著正相关(P<0.05,下同),表明這些性状对小麦综合农艺性状及产量构成贡献较大。

2. 1. 3 品质性状的相关分析结果 由表4可知,9个品质性状间也存在不同程度的相关性,粗蛋白含量与湿面筋含量、降落值和沉降值呈极显著正相关;湿面筋含量与降落值和沉降值呈极显著正相关;出粉率与吸水率、容重和硬度指数呈极显著正相关;吸水率与降落值和硬度指数呈极显著正相关;降落值与硬度指数呈极显著正相关;容重与硬度指数呈极显著正相关,表明这些性状对小麦品质影响较大。

2. 2 小麦种质资源农艺和品质性状的聚类分析结果

对251份小麦种质的19个农艺和品质性状进行聚类分析,结果如图1所示。在欧氏距离为14时,将251份小麦种质分为六大类群,其中,类群Ⅰ包括35份种质,类群Ⅱ包括40份种质,类群Ⅲ包括53份种质,类群Ⅳ包括55份种质,类群Ⅴ包括40份种质,类群Ⅵ包括28份种质。

六大类群的农艺和品质性状平均值如表5所示。六大类群的农艺和品质性状存在明显差异,主要表现:分蘖数为Ⅵ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ,株高为Ⅵ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅲ,穗下茎长为Ⅳ>Ⅵ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅲ,穗长为Ⅱ>Ⅳ>Ⅵ>Ⅰ>Ⅴ>Ⅲ,小穗数为Ⅵ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ,结实数为Ⅱ>Ⅴ>Ⅵ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ,穗粒数为Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅵ,穗粒重为Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅵ>Ⅳ,千粒重为Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅵ>Ⅳ>Ⅲ,经济系数为Ⅴ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ=Ⅵ,水分含量为Ⅵ>Ⅰ>Ⅴ>Ⅱ=Ⅲ>Ⅳ,粗蛋白含量为Ⅵ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,湿面筋含量为Ⅳ>Ⅵ>Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ,出粉率为Ⅰ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅵ>Ⅳ,吸水率为Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅵ>Ⅲ,降落值为Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅵ>Ⅰ>Ⅲ,沉降值为Ⅵ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅴ,容重为Ⅰ>Ⅵ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ,硬度指数为Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅵ。其中,类群Ⅰ的出粉率(平均值为69.58%,下同)和容重(797.74 g/L)均最高;类群Ⅱ的穗长(10.00 cm)、结实数(18.18个)、穗粒数(54.07粒)、穗粒重(2.30 g)、吸水率(62.82%)和硬度指数(72.59)均最高;类群Ⅲ株高最低(73.53 cm);类群Ⅳ的穗下茎长(41.94 cm)和湿面筋含量(33.95%)均最高,水分含量最低(11.76%);类群Ⅴ的千粒重(40.92 g)、经济系数(0.43)和降落值(356.74 s)均最高;类群Ⅵ的分蘖数(4.96个)、小穗数(19.01个)、粗蛋白含量(16.10%)和沉降值(43.12 mL)均最高。综上所述,各类群中有不同的优异性状,可为后续品种改良提供依据。

2. 3 基于隶属函数值的小麦种质资源评价结果

由表6可知,251份小麦种质的农艺和品质性状隶属函数值为0.286~0.668,分为163个等次(部分种质排名相同),其中,综合排名前12名(占种质材料总数的5%)的种质编号依次为C36、C136、C242、C247、C237、C121、C243、C226、C73、C122、C221、C82、C120、C125、C151、C116和C138,共17份,其隶属函数值为0.610~0.668。结合上述聚类结果可知,类群Ⅰ的C247和C237排名分别为第3和4名;类群Ⅱ的C121、C243、C226、C122、C120和C116分别排名为第5、6、7、8、11和12名;类群Ⅴ的C36、C136、C242、C73、C221、C82、C125、C151和C138分别排名为第1、2、3、8、9、10、11、11和12名,表明类群Ⅰ、Ⅱ和Ⅴ的17份种质的农艺和品质性状综合相对较优异。

3 讨论

种质资源遗传多样性研究是对作物品种引进、保护和利用及基因挖掘的重要基础,对拓宽作物的遗传基础和指导亲本选配具有重要意义(李晶和南铭,2019;雷梦林等,2020b;Ambati et al.,2020)。小麦作为我国重要粮食作物之一,其遗传多样性研究对小麦种质资源高效利用及了解各种质间的亲缘关系均十分关键(詹克慧等,2006;任雅琴等,2011;蒲艷艳等,2016)。通过在水稻和小麦上矮杆基因的应用,其产量得到提升,进而掀起了一场绿色革命后,国际玉米小麦改良中心已意识到遗传多样性薄弱的危险,因而改变了育种策略,以增加普通小麦和硬粒小麦的遗传多样性为育种目标(Hu et al.,2018)。本研究结果表明,251份小麦种质资源农艺性状的变异系数总体较大,为15.01%~37.01%,说明其具有丰富的多样性,遗传改良选择潜力较大,其中,产量相关性状如穗粒重(37.01%)、分蘖数(36.95%)、穗粒数(27.01%)、穗长(22.00%)和千粒重(18.95%)的变异系数大于小穗数(15.09%)和结实数(15.01%),与前人研究结果(王掌军等,2019b)基本一致,说明穗粒重、分蘖数、穗粒数、穗长和千粒重的遗传基础较丰富,改良空间较大,而小穗数和结实数的遗传基础较为狭窄,改良空间较小。但张帅等(2018)则研究发现,小麦农艺性状的变异系数总体较大,其中单株产量的变异系数最大,其次是株高,穗粒数的变异系数最小;王掌军等(2018)研究发现,农艺性状的变异系数排序为有效穗>穗粒重>穗粒数>穗下茎长>结实数>小穗数>穗长>株高>千粒重。上述研究结果存在差异可能是由于研究材料数量、类型及来源不同所导致。此外,本研究发现,251份小麦种质品质性状的变异系数总体较小,为2.05%~12.56%,其中,沉降值和降落值的变异系数较大,分别为12.56%和11.73%,容重的变异系数最小为2.05%,说明沉降值和降落值的改良空间较大,容重改良空间较小,与马莹雪等(2016)、张喜平等(2020)研究认为容重改良空间较小研究结果一致。因此,育种时应选择变异系数大的性状进行改良。同时,本研究相关分析结果表明,穗部性状对产量的影响较大,与王掌军等(2019a)研究结果一致,符合育种和生产实际,育种实践应同时从产量相关性状进行选择。在品质性状上,本研究得出粗蛋白含量高的种质资源湿面筋含量、降落值和沉降值也高,但出粉率、吸水率、容重和硬度指数会降低,与前人研究结果(蒋进等,2019)一致。另外,本研究发现小麦农艺和品质性状的遗传多样性指数为2.17~2.30,明显高于柴永峰等(2013)、刘筱颖等(2020)的研究结果,其原因可能是本研究供试材料数量多,且来源广泛,造成遗传多样性较丰富。

聚类分析已被广泛应用于小麦种质资源遗传多样性研究(要燕杰等,2014;王亚飞等,2020),是评价具有理想性状育种群体的有效方法(Iannucci and Codianni,2019)。丁明亮等(2020)利用13个品质性状对171份小麦种质进行聚类分析,结果表明不同类群的各性状间存在一定差异;张婷等(2019b)利用5个农艺性状对263份小麦种质进行聚类分析,结果表明不同类群的各性状间差异不显著。本研究利用10个农艺性状和9个品质性状对251份小麦种质进行聚类分析,结果表明这些小麦种质聚为六大类群,其中,除结实数外,其他性状在部分类群间存在显著或极显著差异,其中,类群Ⅱ的平均穗粒数最多、穗粒重最重,类群Ⅴ的平均千粒重最重、经济系数最大,说明这两大类群具有高产小麦品种的潜力,且穗粒数和穗粒重的提高能明显达到增产效果,符合提高籽粒产量的育种计划(Vita et al.,2007);类群Ⅲ的平均株高最低,可作为矮杆育种资源加以利用;类群Ⅳ和Ⅵ主要为小麦地方品种和农家品种,虽然其主要农艺性状及产量性状表现一般,不利于高产(陈华萍等,2006),但粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值均较高,故在小麦主要品质性状的遗传改良中应重视古老的农家品种和地方品种优异基因的挖掘和利用。由上述可知,参与聚类分析的性状越多越能综合反映种质资源的实际情况,后期应针对不同类群种质资源表现出的优异性状,结合分子水平准确鉴定,进一步挖掘控制不同性状的优异基因。

宁夏春小麦栽培品种间表现出极大的相似性,遗传基础狭隘(郝晨阳等,2003),尤其是自宁春4号推广以来,宁夏审定的小麦品种绝大多数与宁春4号同属于一个类群,遗传基础狭窄严重制约了宁夏地区小麦产业的可持续发展(袁汉民等,1995)。小麦产量与农艺和品质性状存在着直接或间接的关系(祝旋等,2019)。目前,育种家主要侧重于改善小麦农艺性状(Viallis and Berbezy,2020),无法满足小麦提质增效的需求,需在小麦农艺和品质性状综合分析的基础上进行遗传改良。由于平均隶属函数值的大小能反映材料综合性状的优劣,已应用于小麦种质资源各性状的综合评价中(赵旭红等,2015)。本研究基于隶属函数值对251份小麦种质的农艺和品质性状进行综合评价,结果发现宁夏本地选育的黄-3、鉴076、ND646、M6445、宁春33号、宁春40号和宁春55号、引自山东的济麦20号、引自河南的郑麦1308及引自甘肃的甘育4号、武春4号、甘春24号、掖丰315、陇春23号、陇春29号、陇春34号、陇春39号等17份种质的隶属函数值较高,排名前12名,表现出优异的综合农艺和品质性状,在宁夏小麦遗传改良中作为育种亲本优先考虑,以期培育适合宁夏生态区的高产、优质小麦品种,以满足该地小麦产业可持续发展的需求。

4 结论

251份小麦种质资源的农艺和品质性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中综合评价优异的17份种质资源可用于宁夏小麦农艺和品质性状的遗传改良。

参考文献:

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(責任编辑 陈 燕)

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