16份俄罗斯冬小麦品种资源主要性状多元分析和综合评价

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.03.008

摘要/Abstract

摘要：

对16份俄罗斯冬小麦种质资源的21个性状进行遗传多样性和主成分分析，并以获得的主成分因子为基础分别进行二维排序评价。结果表明，参试品种幼苗习性遗传多样性指数（1.0717）最高，壳色遗传多样性指数（0.1407）最低，表型性状变异明显，相对丰富，且基础广泛。通过主成分分析及相关性分析，在10个数量性状基础上构建出以4个主成分因子为主要参数的供试品种定量评价函数模型，并通过二维排序综合得出，D4（喀山16）、D6（喀山21）、D13（喀山43）和D16（喀山16210）是4个因子协调程度较好的品种，可为冬小麦品质育种及遗传改良提供新材料。

关键词: 冬小麦, 表型性状, 产量性状, 品质性状, 主成分分析, 二维排序

Abstract:

The genetic diversity and principal component analysis of 21 traits of 16 Russian winter wheat germplasm resources were carried out, and based on the obtained principal component factors, the two dimensional ranking evaluation was carried out. The results showed that the seedling habit genetic diversity index (1.0717) was the highest, the shell color genetic diversity index (0.1407) was the lowest, and the phenotypic traits of the tested varieties were relatively rich and had the extensive foundation. Through principal component analysis and correlation analysis, a quantitative evaluation function model of test varieties with four principal component factors as the main parameters was constructed on the basis of ten quantitative traits. D4 (Kazan 16), D6 (Kazan 21), D13 (Kazan 43) and D16 (Kazan 16210) were varieties with good coordination among the four factors, which could provide new materials for quality breeding and genetic improvement of winter wheat.

Key words: Winter wheat, Phenotype characteristics, Yield characteristics, Quality characteristics, Principal components, Two-dimensional ranking

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图/表 11

表1

表2

表3

16份种质资源数量性状及品质统计

编号 Code	生育期 Growth period (d)	株高 Plant height (cm)	穗长 Ear length (cm)	结实小穗数 Setting spikelet number	穗粒数 Grain number per spike	穗粒重 Grain weight per spike (g)	千粒重 1000-grain weight (g)	蛋白质含量 Protein content (%)	湿面筋含量 Wet gluten content (%)
D1	275±10a	86.30±11.85df	8.00±0.00ab	14.65±0.49ab	32.15±5.65ab	1.14±0.26ab	36.85±6.61a	15.73±4.05a	35.43±2.23ab
D2	276±4a	91.40±8.77cd	7.95±1.48ab	14.55±0.63ab	30.95±2.05ab	1.04±0.13ab	35.43±2.63b	15.95±4.07ab	38.27±0.96ab
D3	275±7a	95.80±6.20bc	7.25±0.35bc	14.15±1.20bc	29.65±2.82b	0.94±0.42b	33.81±15.10a	15.55±2.60a	37.22±3.33ab
D4	274±7a	109.00±1.00ab	9.00±0.00ab	13.30±0.98d	32.00±4.80ab	1.01±0.67ab	34.81±19.29a	14.70±0.14a	37.09±0.69ab
D5	276±8a	90.60±9.06cd	6.75±1.06c	13.65±0.49d	29.35±7.07b	0.96±0.09b	33.90±7.91a	15.21±2.61a	33.87±4.66ab
D6	279±8a	104.15±3.38a	9.50±1.41a	16.30±0.00ab	34.00±5.23ab	1.32±0.28ab	38.76±5.71ab	15.05±2.22ab	33.45±6.77b
D7	276±1a	72.60±6.40ef	6.75±1.06c	12.80±0.70d	35.65±4.24ab	1.45±0.36ab	39.21±0.61a	15.47±0.36a	36.07±1.17ab
D8	277±4a	78.80±6.20bc	6.75±0.35c	14.30±0.42ab	37.00±5.93ab	1.55±0.08ab	40.22±2.91b	14.77±1.67a	35.20±4.15ab
D9	280±1a	76.75±11.29ef	7.60±0.56ab	13.80±0.70cd	32.65±5.65ab	1.13±0.02ab	36.73±3.57ab	16.70±3.09a	45.24±7.17a
D10	276±10a	80.10±1.90bc	8.25±0.35ab	16.40±1.55ab	39.85±6.57a	1.16±0.66ab	37.34±3.76b	15.32±4.14a	29.63±4.96b
D11	276±1a	86.05±6.99ef	7.00±0.00bc	14.30±1.41ab	34.70±3.25ab	1.27±0.28ab	38.59±4.66a	15.09±3.06a	37.91±1.93ab
D12	277±3a	96.15±4.39bc	7.25±1.06bc	13.85±1.62cd	33.50±4.94ab	1.20±0.02ab	37.68±1.78a	14.79±1.07b	35.97±4.92ab
D13	278±3a	101.00±8.07ab	8.75±1.76ab	16.75±0.35a	37.50±0.00ab	1.68±0.98ab	42.21±3.93b	15.04±2.75a	33.04±8.07b
D14	275±8a	96.90±7.31bc	8.00±1.41ab	14.05±2.75bc	37.70±9.05ab	1.97±0.97ab	44.09±14.46a	15.54±1.18a	38.87±2.75ab
D15	278±3a	89.15±4.15de	7.55±0.63ab	14.35±1.34ab	33.00±6.36ab	1.26±0.45ab	38.52±5.29ab	16.24±4.78a	37.27±5.84ab
D16	277±4a	98.95±6.78ab	7.15±0.21bc	13.65±2.33d	39.85±2.19a	2.03±0.09a	45.27±13.25a	15.77±4.61b	39.14±11.72ab

表3

表4

表5

表6

表7

表8

图1

图2

图3

参考文献 36

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编号 Code	幼苗习性 Seedling habit	幼苗颜色 Seedling color	株型 Plant type	穗形 Spike shape	壳色 Shell color	芒 Awn	腹沟 Containing	粒形 Grain shape	粒色 Grain color	粒质 Grain quality	锈病Stripe rust			白粉病 Powdery mildew
编号 Code	幼苗习性 Seedling habit	幼苗颜色 Seedling color	株型 Plant type	穗形 Spike shape	壳色 Shell color	芒 Awn	腹沟 Containing	粒形 Grain shape	粒色 Grain color	粒质 Grain quality	反应型 Reaction type	严重度 Severity (%)	普遍率 General rate (%)	白粉病 Powdery mildew
D1	2	3	1	1	1	2	1	2	2	1	1	0~5	5~10	1
D2	2	2	3	1	1	5	2	1	2	2	1	0~5	10~20	1
D3	2	2	3	1	1	1	1	2	2	1	1	0	0	1
D4	3	3	2	3	2	5	2	2	2	2	1	0~5	10~20	1
D5	1	2	1	1	1	2	1	2	2	2	1	0	0	1
D6	1	3	2	4	1	1	1	2	2	2	1	0~5	10~20	1
D7	3	2	1	1	1	5	1	3	2	2	1	0~5	10~20	1
D8	1	1	2	1	1	5	2	1	2	2	1	0	0	1
D9	3	3	3	5	1	2	2	2	2	2	1	0	0	1
D10	1	1	2	1	1	1	2	3	2	2	1	0~5	10~20	1
D11	2	1	3	3	1	5	1	1	2	1	1	0	0	1
D12	2	2	3	5	1	2	2	1	2	2	1	0~5	10~20	1
D13	2	2	2	1	1	5	1	2	2	2	1	0~5	10~20	1
D14	2	1	3	4	1	2	2	2	2	1	1	0~5	10~20	1
D15	1	2	2	5	1	2	2	1	1	1	1	0	0	1
D16	3	2	2	1	1	5	2	2	2	2	1	0	0	1

性状 Trait	遗传多样性指数 H′	频率分布Frequency distribution
性状 Trait	遗传多样性指数 H′	1	2	3	4	5
幼苗习性Seedling habit	1.0717	0.3125	0.4375	0.2500	-	-
幼苗颜色Seedling color	1.0353	0.2500	0.5062	0.2437	-	-
株型Plant type	1.0434	0.1875	0.4375	0.3749	-
穗形Spike type	0.8976	0.5714	-	0.1269	0.1111	0.1904
芒Awn	1.0433	0.1875	0.3750	-	-	0.4375
壳色Shell color	0.1407	0.9682	0.0317	-	-	-
腹沟Containing	0.6852	0.4375	0.5625	-	-	-
粒形Grain shape	0.9482	0.3125	0.5602	0.1252	-	-
粒质Grain quality	0.6211	0.6875	0.3124	-	-	-
粒色Grain color	0.2363	0.0634	0.9365	-	-	-

性状 Trait	最大值 Maximum	最小值 Minimum	极差 Range	平均值 Mean	标准差 SD	变异系数 CV (%)	遗传多样性指数 H′
株高Plant height (cm)	104.15	72.60	31.55	90.86	10.34	11.38	3.54
穗长Spike length (cm)	8.75	6.75	2.00	7.72	0.84	10.84	3.35
单位面积穗数Spike number unit area (No./m²)	475.38	414.76	60.62	442.69	18.25	4.12	2.94
单株分蘖数Tillers number per plant	2.40	1.00	1.40	1.36	0.23	16.91	5.02
结实小穗数Setting spikelet number	16.75	12.80	3.95	14.42	1.12	7.79	2.15
穗粒数Grain number per spike	39.85	23.33	16.52	31.05	4.82	15.53	2.94
穗粒重Grain weight per spike (g)	1.63	0.94	0.69	1.23	0.23	18.67	2.07
千粒重1000-grain weight (g)	45.27	34.81	10.46	40.69	4.02	9.87	3.71
蛋白质含量Protein content (%)	16.70	14.69	2.01	15.43	0.55	3.60	2.77
湿面筋含量Wet gluten content (%)	45.20	29.6	15.6	36.48	3.40	9.34	2.77

指标Index	PH	SL	NSS	SNUA	TNP	SGN	SGW	TGW	GY	CP	WG
PH	1.000	0.600^*	0.188	-0.268	0.110	-0.115	0.107	0.088	-0.069	-0.371	-0.106
SL		1.000	0.596^*	-0.059	0.022	0.066	-0.034	0.008	-0.023	-0.146	-0.249
NSS			1.000	0.333	0.156	0.377	0.108	0.189	-0.232	-0.209	-0.605^*
SNUA				1.000	0.079	0.804^**	0.685^*	0.691^*	-0.752^*	-0.157	-0.315
TNP					1.000	0.173	-0.067	-0.003	0.025	-0.653^*	-0.244
SGN						1.000	0.795^**	0.829^**	0.849^**	-0.151	-0.232
SGW							1.000	0.986^**	0.946^**	-0.033	0.081
TGW								1.000	0.976^**	-0.010	0.063
GY									1.000	-0.014	0.016
CP										1.000	0.623^*
WG											1.000

特征向量 Eigenvector	主成分因子Principal component factor
特征向量 Eigenvector	主成分1 PC1	主成分2 PC2	主成分3 PC3	主成分4 PC4
株高Plant height (X₁)	0.0773	0.3267	0.4878	-0.4617
穗长Spike length (X₂)	0.0688	0.3209	0.5323	0.1243
单位面积穗数Spike number unit area (X₃)	0.1658	0.3902	0.1218	0.5441
单株分蘖数Tillers number per plant (X₄)	-0.3845	0.0149	-0.1849	0.2936
结实小穗数Setting spikelet number (X₅)	0.0706	0.3826	-0.4601	-0.3462
穗粒数Grain number per spike (X₆)	0.4271	0.4635	-0.2266	0.1639
穗粒重Grain weight per spike (X₇)	0.4476	-0.1628	0.0419	-0.0577
千粒重1000-grain weight (X₈)	0.4588	-0.1420	0.0324	-0.0067
蛋白质含量Protein content (X₉)	-0.0932	-0.4573	0.3278	0.3391
湿面筋含量Wet gluten content (X₁₀)	-0.0582	-0.0013	0.2305	-0.3379
特征值Eigenvalue	4.3719	2.6292	1.5202	1.2054
贡献率Contribution rate (%)	39.7446	23.9016	13.8196	10.9580
累积贡献率Cumulative contribution rate (%)	39.7446	63.6462	77.4658	88.4239