糜子种质资源表型比较分析

张立媛 琦明玉 曲颖超 温雅辉 李志光 王振普 孙宇丹 赵敏

摘要 为明确内蒙古赤峰不同生态区糜子种质资源的表型差异，本研究引进特早熟区、早熟区、中熟区和晚熟区共516份糜子材料，连续两年在赤峰地区进行糜子种质资源表型鉴定及比较分析。在不同年份的田间调查中，2021年生育期相对较集中的是晚熟区的糜子品种。2022年生育期相对较集中的是早熟区的糜子品种。2021年、2022年特早熟区糜子品种均表现植株矮、茎秆细、叶片短而细，叶片数少，遗传多样性整体相对较低。2021年早熟区糜子品种植株偏低，植株茎秆粗，叶片宽且长，叶片数较少；2022年表现植株偏低，植株茎秆较细，叶片较窄，叶片数较少但叶片最长。2021年中熟区糜子品种的植株最高、茎秆较粗、叶片数最多；2022年表现植株较高、茎秆较粗且叶片短而宽。2021年晚熟区糜子品种的植株较高、茎秆较粗；2022年表现植株最高、茎秆最粗且叶片数最多。各生态区糜子品种产量性状的遗传多样性差异不大，特早熟区品种主穗重、主穗粒重的遗传多样性相对较低；早熟区品种的主穗重、草重的遗传多样性相对较高；中熟区品种主穗长度、草重的遗传多样性相对较低，千粒重的遗传多样性相对较高；晚熟区品种的主穗长度、主穗粒重的遗传多样性相对较高；千粒重的遗传多样性相对较低。特早熟区谷子品种表型性状遗传多样性整体较低；中熟区谷子品种和晚熟区谷子品种遗传多样性整体较高。

关键词 糜子；种质资源；农艺性状；熟区；遗传多样性

中图分类号 S516 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）03-0001-07

糜子（P. miliaceum L.）因较强的抗性和较短的生育期被广泛种植于干旱和半干旱地区。目前，糜子的栽培育种主要分布在北方，以甘肃、宁夏和内蒙古为主。糜子品种资源丰富，糜子入库资源有约8 900份。不同来源的糜子品种资源形态多样，在品质、抗性以及产量性状和生育性状上差异也很大，形成了类型众多的品种资源群，为糜子新品种选育创造了良好的条件。因此，糜子种植区划对糜子生产、育种以及引种具有重要价值。糜子是光温敏感的作物，地理来源差异大的品种在异地不能抽穗、不能正常成熟或产量显著下降是常见现象，特别是部分品种在北方条件下不能抽穗或成熟。刁现民等按照具体生态区型，将糜子主产区划分为黄土高原生态型、高寒区生态型、东北平原生态型、华北平原生态型和内蒙古高原生态型。赤峰市农牧科学研究所引进糜子品种资源（地方品种331份，野生材料64份，育成品种43份，引进品种78份）共計516份。本研究通过2021—2022年在内蒙古赤峰进行田间种植鉴定，对引进品种表型进行了记录测量和比较分析，研究不同来源（不同生态型）糜子种质资源在赤峰地区的性状表现及遗传多样性变现规律，为该地区糜子生产、育种及资源储备提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料516份（地方品种331份，野生材料64份，育成品种43份，引进品种78份）。品种类型包括特早熟区品种（EM）、早熟区品种（M）、中熟区品种（MM）和晚熟区品种（LM）。

1.2 试验方法

试验在赤峰市农牧科学研究所试验地进行。试验地为水地，土质为砂壤土，前茬作物2021年为向日葵，2022年为玉米，土壤肥力中等。田间试验采取随机区组排列，行长3 m，行距0.45 m，5行区，小区面积6.75 m，设3次重复。栽培管理同大田。

1.3 田间调查

调查项目有生育期、主茎长、主穗长、主茎粗、叶片长、叶片宽和叶片数。

1.4 室内考种

考种项目有单株穗重、单株穗粒重、单株草重和千粒重。

1.5 数据分析

运用Excel、DPS软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 不同生态区糜子品种生育期比较

2021—2022年，对516份糜黍种质资源进行栽培观察，记录种质资源材料的农艺性状和遗传多样性指数（表1—2）。比较不同生态区糜子品种生育期指标。

对2021年糜子品种生育期进行比较可知，特早熟区糜子品种生育期平均值为（77.09±1.751）d，早熟区品种平均值为（93.18±1.505）d，中熟区品种平均值为（104.34±3.126）d，晚熟区品种平均值为（114.39±2.168）d，不同生态区糜子品种生育期差异有统计学意义（P＜0.01）；遗传多样性指数方面，晚熟区糜子品种的遗传多样性指数最低，为0.742 9，早熟区糜子品种的遗传多样性指数最高，为0.828 9，即生育期相对较集中的是晚熟区糜子品种，而相对较分散的是早熟区糜子品种。

对2022年糜子品种生育期进行比较可知，特早熟区糜子品种生育期平均值为（82.35±1.790）d，早熟区品种平均值为（93.28±1.729）d，中熟区品种平均值为（104.92±1.634）d，晚熟区糜子品种平均值为（113.46±2.347）d，不同生态区糜子品种生育期差异有统计学意义（P＜0.01）；在遗传多样性指数方面，早熟区糜子品种遗传多样性指数最低，为0.778 5，晚熟区糜子品种的遗传多样性指数最高，为0.836 3，即生育期相对较集中的是早熟区糜子品种，而相对较分散的是晚熟区糜子品种。

2.2 不同生态区糜子品种的农艺性状差异

分析2021年（表1）田间调查中参试品种农艺性状差异可知，各生态区糜子品种间只有主茎长度差异有统计学意义（P＜0.05）。从主茎直径、叶片长度、叶片宽度和叶片数看，特早熟品种与其他熟区品种之间差异有统计学意义，而其他3个熟区品种之间无统计学意义。中熟区糜子品种主茎最长、叶片数最多；特早熟区糜子品种主茎长度最短且叶片数最少；早熟区糜子品种主茎直径最粗、叶片最长、叶片最宽；特早熟区糜子品种主茎直径最细、叶片最短且叶片最窄。各生态区糜子品种农艺性状的遗传多样性差异不大，特早熟区糜子品种叶片长、叶片宽和叶片数的遗传多样性相对较低；中熟区糜子品种主茎长度、主茎直径和叶片长的遗传多样性相对较高；晚熟区糜子品种叶片宽和叶片数的遗传多样性相对较高，主茎长度、主茎直径的遗传多样性相对较低。由表1可知，特早熟区糜子品种的植株矮、茎秆细（主茎直径细）且叶片短而细，叶片数少，遗传多样性整体相对较低；早熟区糜子品种的植株偏矮，植株茎秆粗，叶片宽且长，叶片数较少；中熟区糜子品种的植株最高、茎秆较粗且叶片数最多；晚熟区糜子品种的植株较高、茎秆较粗。

分析2022年（表2）田间调查中参试品种农艺性状差异可知，各生态区糜子品种间只有主茎长度差异有统计学意义（P＜0.01）；主茎直径之间无统计学意义；叶片长度中除晚熟区糜子品种外，特早熟区、早熟区和中熟区糜子品种之间有统计学意义（P＜0.05），晚熟区与特早熟区糜子品种之间有统计学意义（P＜0.01），晚熟区与早熟区、中熟区糜子品种无统计学意义；特早熟区与其他熟区糜子品种间叶片宽度和叶片数有差异，而其他3个熟区品种之间无统计学意义。特早熟区糜子品种主茎长度、叶片长和叶片宽的数值都表现为最低，遗传多样性相对较低；早熟区糜子品种叶片最长；中熟区糜子品种叶片宽度最宽；晚熟区糜子品种主茎长度最长，主茎直径最粗，叶片数最多。各生态区糜子品种农艺性状的遗传多样性差异不大，特早熟区糜子品种主茎长度、叶片长和叶片宽的遗传多样性相对较低；早熟区糜子品种主茎直径和叶片长的遗传多样性相对较高，叶片数的遗传多样性最低；中熟区糜子品种叶片数的遗传多样性最高；晚熟区糜子品种主茎长度、叶片宽的遗传多样性最高，主茎直径的遗传多样性最低。由表2可知，特早熟区糜子品种的植株矮、茎秆细（主茎直径细）且叶片短而细，叶片数少，遗传多样性整体相对较低；早熟区糜子品种的植株偏矮，植株茎秆较细，叶片较窄，叶片数较少但叶片最长；中熟区糜子品种的植株较高、茎秆较粗且叶片较短最宽；晚熟区糜子品种的植株最高、茎秆最粗（主茎直径最粗）且叶片数最多。

2.3 不同生态区糜子品种的产量性状差异

参试品种的产量性状及其遗传多样性指数如表3—4。以比较不同生态区糜子品种的产量性状差异。

分析2021年田间调查中參试品种的产量性状差异（表3）可知，特早熟区与其他熟区糜子品种主穗长度相比有统计学意义（P＜0.01），与其他熟区相比，特早熟区糜子品种主穗最短，主穗重、主穗粒重和草重千粒重均最低；早熟区糜子品种的主穗长度、主穗重和千粒重最高；早熟区和晚熟区糜子品种的草重较高。各生态区糜子品种产量性状的遗传多样性差异不大，特早熟区糜子品种主穗长度、草重和千粒重的遗传多样性最低；早熟区糜子品种的主穗长度、主穗粒重的遗传多样性最高；中熟区糜子品种主穗重、草重的遗传多样性最高，主穗粒重的遗传多样性最低；晚熟区糜子品种主穗重的遗传多样性最低，晚熟区千粒重的遗传多样性最高。

分析2022年田间调查中参试品种的产量性状差异（表4）可知，特早熟区糜子品种的草重与其他熟区相比有统计学意义（P＜0.05），其他产量性状之间没有统计学差异，特早熟区糜子品种的主穗长度、主穗重、主穗粒重和草重较其他熟区低；早熟区糜子品种的主穗长度、主穗粒重和千粒重较其他熟区高；中熟区糜子品种的主穗重较其他熟区的数值高；晚熟区糜子品种的草重最高而千粒重最低。各生态区糜子品种产量性状的遗传多样性差异不大，特早熟区糜子品种主穗重、主穗粒重的遗传多样性最低；早熟区糜子品种的主穗重、草重的遗传多样性最高；中熟区糜子品种主穗长度、草重的遗传多样性最低，千粒重的遗传多样性最高；晚熟区糜子品种的主穗长度、主穗粒重的遗传多样性最高；千粒重的遗传多样性最低。

3 结论与讨论

不同年份种植的糜子品种生育期整体表现不同，糜子是光温敏感性较强的作物，不同生态条件下熟期表现差异较大，因此在糜子生产中要重视品种的区域适应性鉴定，谨慎选择种植区域范围。

在农艺性状方面，特早熟区和早熟糜子品种在不同年份下整体表现较为一致；早熟区糜子品种在不同年份田间调查中植株均表现偏低，2021年田间调查中植株茎秆粗，叶片宽且长，叶片数较少，2022年田间调查中株茎秆较细，叶片较窄，叶片数较少但叶片最长。中熟区糜子品种不同年份田间调查中均表现出植株高、茎秆较粗，但2021年田间调查中叶片数最多，2022年田间调查中叶片短而宽。晚熟区糜子品种在不同年份田间调查中植株均表现植株较高、茎秆较粗。由此可以看出，糜子的光温敏感性在主要农艺性状上也有表现，特早熟和早熟区糜子品种相对于中熟和晚熟糜子品种光温敏感性较低，主要原因可能是其适宜种植区域范围窄，针对性较强，而中熟和晚熟品种需要较为宽泛的适应区域，表现出较高敏感性。

在产量性状方面，2021年田间调查中特早熟区糜子品种主穗长度、草重和千粒重的遗传多样性相对较低，2022年田间调查中特早熟区糜子品种主穗重、主穗粒重的遗传多样性相对较低；2021田间调查中年早熟区糜子品种的主穗长度、主穗粒重的遗传多样性相对较高，2022年田间调查中早熟区糜子品种的主穗重、草重的遗传多样性相对较高；2021年田间调查中中熟区糜子品种主穗重、草重的遗传多样性相对较高，而主穗粒重的遗传多样性相对较低，2022年田间调查中中熟区糜子品种主穗长度、草重的遗传多样性相对较低，千粒重的遗传多样性相对较高；2021年田间调查中晚熟区糜子品种主穗重的遗传多样性相对较低；千粒重的遗传多样性相对较高。2022年田间调查中晚熟区糜子品种的主穗长度、主穗粒重的遗传多样性相对较高；千粒重的遗传多样性相对较低。由此看出，不同糜子品种产量性状差异较大。

参考文献

[1] 杨清华. 粳糯糜子品种品质评价与蒸煮食味品质特性研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2020.

[2]李世，苏淑欣，陈万翔，等. 河北省糜黍品种资源类型及分布特点研究[J]. 河北农业科学，2000，4（1）：30-35.

[3] 张辉，曲文祥，李书田. 内蒙古特色作物[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2010.

[4] 张艾英，郭二虎，刁现民，等. 2005—2015年西北春谷中晚熟区谷子育成品种评价[J]. 中国农业科学，2017，50（23）：4486-4505.

[5] DIAO X M. Production and genetic improvement of minor cereals in China[J]. The crop journal，2017，5（2）：103-114.

[6] 魏仰浩. 糜子的育种与栽培[M]. 呼和浩特：内蒙古人民出版社，1980.

[7] 杨天育，董孔军，何继红，等. 利用糜子野生种进行旱地糜子育种的实践[J]. 作物杂志，2005（5）：69-70.

[8] 柴岩. 糜子[M]. 北京：中国农业出版社，1999.

[9] 刁现民，程汝宏. 十五年区试数据分析展示谷子糜子育种现状[J]. 中国农业科学，2017，50（23）：4469-4474.

（责编：张 蓓）

基金项目 内蒙古农牧业青年创新基金项目（2021QNJJNO5）；内蒙古杂粮杂豆产业技术创新推广体系；国家谷子高粱产业技术体系（CARS-06-14.5-B12）。

作者简介 张立媛（1985—），女，内蒙古赤峰人，硕士，副研究员，从事谷子糜子新品种选育。

收稿日期 2023-12-13