作物杂志,2023, 第5期: 37–42 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.05.006

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

糜子育成品种(系)农艺性状遗传变异与丰产性分析

张尚沛(), 杨军学, 罗世武, 王勇, 张晓娟, 程炳文()   

  1. 宁夏农林科学院固原分院,756000,宁夏固原
  • 收稿日期:2022-02-24 修回日期:2023-07-12 出版日期:2023-10-15 发布日期:2023-10-16
  • 通讯作者: 程炳文,主要从事谷子、糜子育种栽培研究,E-mail:nxgycbw@163.com
  • 作者简介:张尚沛,主要从事谷子、糜子育种栽培研究,E-mail:gyyangjunxue@qq.com
  • 基金资助:
    宁夏回族自治区重点研发计划(2018BBF02005);国家现代农业产业技术体系(CARS-06-13.5-A18);宁夏回族自治区农业科技自主创新资金(NGSB-2021-6);宁夏小杂粮创新团队(2020CXTD0062);宁夏旱作农业工程技术中心

Genetic Diversity and Yielding Ability Analysis of Agronomic Traits in Broom Corn Millet

Zhang Shangpei(), Yang Junxue, Luo Shiwu, Wang Yong, Zhang Xiaojuan, Cheng Bingwen()   

  1. Guyuan Branch, Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Guyuan 756000, Ningxia, China
  • Received:2022-02-24 Revised:2023-07-12 Online:2023-10-15 Published:2023-10-16

摘要:

糜子农艺性状遗传变异、丰产性和品质是育种的核心要素。采用方差分析、聚类分析和相关性分析方法,对40个粳、糯性糜子育成品种(系)农艺性状遗传变异与丰产性进行了评价分析。结果表明,农艺性状中,穗长和株粒重的遗传多样性较高,分别为2.92和2.91;穗重和株粒重的变异程度较大,变异系数分别为23.76和24.09。粳糜和糯糜品种(系)千粒重和生育期存在显著差异,除千粒重外,粳性品种(系)其余性状变异系数均小于糯性品种(系)。方差分析表明,粳性品种(系)千粒重和生育期显著高于糯性品种(系)。聚类分析表明,欧氏距离为5时,参试材料分为四大类群,类群Ⅰ以粳性为主,类群Ⅱ粳性和糯性几乎各占一半,类群Ⅲ全部是糯性,类群Ⅳ以糯性为主。相关性分析表明,株高、穗长、穗重和株粒重呈显著正相关,生育期与其余农艺性状相关性不显著。

关键词: 糜子, 遗传多样性, 农艺性状, 丰产性

Abstract:

Genetic variation, yielding ability and quality of broom corn millet agronomic traits are the core factors that are concerned by breeders. The genetic variation and yielding ability of 40 japonica and waxy millet cultivars (lines) were evaluated by variance analysis, cluster analysis and correlation analysis. The results showed that the genetic diversity of spike length and grain weight per plant was 2.92 and 2.91, respectively. The variation coefficients of panicle weight and grain weight per plant were 23.76 and 24.09, respectively. There were significant differences in 1000-grain weight and growing stage between japonica and waxy varieties (lines). Except for 1000-grain weight, the variation coefficients of other traits of japonica varieties (lines) were lower than those of waxy varieties (lines). The variance analysis showed that the 1000-grain weight and growth stage of japonica varieties (lines) were significantly higher than that of waxy varieties (lines). Cluster analysis showed that when the euclidean distance was five, the tested materials were divided into four groups: the groupⅠwas mainly japonica, the groupⅡwas japonica and waxy that almost equally divided, the group Ⅲ was all waxy, and the group Ⅳ was mainly waxy. Correlation analysis showed that plant height, panicle length, panicle weight and grain weight per plant were significantly positively correlated, and there was no significant correlation between growth stage and other agronomic traits.

Key words: Broom corn millet, Genetic diversity, Agronomic traits, Yielding ability

表1

参试品种(系)及来源

序号
Number
编号
Code
名称
Name
来源
Origin
粳糯性
Japonica-
waxyness
1 NM17-p1-46 固17-p1-46 宁夏
2 NM17-p2-25 固17-p2-25 宁夏
3 NM15-262 固15-262 宁夏
4 NM15-137 固15-137 宁夏
5 NM19-174 固19-174 宁夏
6 NM19-448 固19-448 宁夏
7 固糜22号 (CK1) 固糜22号 宁夏
8 NM13-01 赤黍5号 内蒙古
9 NM13-02 赤黍9号 内蒙古
10 NM13-03 Y1660 河北
11 NM13-04 华糜2号 陕西
12 NM13-05 正隆糜1号 内蒙古
13 NM13-06 固15-173 宁夏
14 NM13-07 0515-2-2 甘肃
15 NM13-08 伊11-03-3-2-2 内蒙古
16 NM13-09 伊8430-2-3-3 内蒙古
17 NM13-10 河北
18 NM13-11 河北
19 NM13-12 雁黍9838-2 山西
20 NM13-13 西农18-w02 陕西
21 JM13-01 赤糜3号 内蒙古
22 JM13-02 2016品2 甘肃
23 JM13-03 华糜1号 陕西
24 JM13-04 固15-55 宁夏
25 JM13-05 固16-93 宁夏
26 JM13-06 伊11-02-92-4 内蒙古
27 JM13-07 伊11-02-83-2 内蒙古
28 JM13-08 西农2018-N02 陕西
29 JM13-09 西农2018-N10 陕西
30 JM18-100 固18-100 宁夏
31 JM15-55 固15-55 宁夏
32 JM17-p2-45 固17-p2-45 宁夏
33 JM17-p1-34 固17-p1-34 宁夏
34 JM16-454 固16-454 宁夏
35 JM17-p3-35 固17-p3-35 宁夏
36 JM17-p6-46 固17-p6-46 宁夏
37 JM19-745 固19-745 宁夏
38 JM19-327 固19-327 宁夏
39 JM19-785 固19-785 宁夏
40 固糜21号 (CK2) 固糜21号 宁夏

表2

参试糜子品种(系)主要农艺性状变异系数分析

统计参数
Statistic parameter
株高
Plant height
(cm)
穗长
Panicle
length (cm)
穗重
Panicle
weight (g)
株粒重
Grain weight
per plant (g)
千粒重
1000-grain
weight (g)
生育期
Growth
stage (d)
平均值Mean value 139.28 23.59 6.69 5.19 7.61 121.05
标准差Standard deviation 10.70 2.63 1.59 1.25 0.67 5.99
最小值Minimum 109.70 18.10 3.90 2.30 6.30 107.00
最大值Maximum 156.50 29.80 10.70 8.00 8.80 126.00
变异系数CV (%) 7.68 11.13 23.76 24.09 8.79 4.95

表3

不同粳糯性糜子品种(系)农艺性状的表现

性状
Trait
糯性品种Waxy variety 粳性品种Japonica variety
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
value
标准差
Standard
deviation
变异系数
CV (%)
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
value
标准差
Standard
deviation
变异系数
CV (%)
株高Plant height (cm) 113.40 156.30 137.13 10.41 7.59 109.70 156.50 141.42 10.81 7.65
穗长Panicle length (cm) 18.10 29.80 23.08 2.92 12.67 20.40 27.90 24.11 2.25 9.32
穗重Panicle weight (g) 3.90 10.70 6.55 1.84 28.16 5.00 10.00 6.84 1.32 19.34
株粒重Grain weight per plant (g) 2.30 8.00 5.16 1.49 28.88 3.80 7.20 5.23 1.00 19.05
千粒重1000-grain weight (g) 6.30 8.40 7.37 0.59 8.03 6.60 8.80 7.85 0.67 8.49
生育期Growth stage (d) 107.00 126.00 119.10 7.16 6.01 118.00 126.00 123.00 3.78 3.08

表4

糜子品种(系)的香浓―维纳多样性

项目
Item
株高
Plant height
(cm)
穗长
Panicle length
(cm)
穗重
Panicle weight
(g)
株粒重
Grain weight
per plant (g)
千粒重
1000-grain
weight (g)
生育期
Growth
stage (d)
香浓―维纳多样性指数
Shannon-Weiner diversity index
2.70 2.92 2.86 2.91 2.69 1.36

表5

糜子品种(系)主要农艺性状方差分析

类型
Type
株高
Plant height
(cm)
穗长
Panicle length
(cm)
穗重
Panicle weight
(g)
株粒重
Grain weight
per plant (g)
千粒重
1000-grain
weight(g)
生育期
Growth
stage (d)
粳性品种Japonica variety 141.42±2.40 24.11±0.50 6.83±0.30 5.22±0.22 7.85±0.15* 123.00±0.85*
糯性品种Waxy variety 137.13±2.33 23.08±0.65 6.55±0.41 5.15±0.33 7.36±0.13 119.10±1.60

图1

糜子品种(系)农艺性状聚类分析

表6

参试品种(系)主要农艺性状相关性分析

农艺性状
Agronomic trait
株高
Plant
height
穗长
Panicle
length
穗重
Panicle
weight
株粒重
Grain weight
per plant
千粒重
1000-grain
weight
生育期
Growth
stage
小区平均产量
Average
yield per plot
株高Plant height 1.000
穗长Panicle length 0.445** 1.000
穗重Panicle weight 0.257* 0.397** 1.000
株粒重Grain weight per plant 0.232* 0.401** 0.820** 1.000
千粒重1000-grain weight 0.191 0.096 -0.056 -0.015 1.000
生育期Growth stage 0.215 0.031 0.248* 0.162 0.047 1.000
小区平均产量Average yield per plot -0.077 -0.004 0.025 0.071 -0.277* -0.185 1.000

表7

参试糜子品种(系)产量

品种(系)
Variety (line)
平均产量
Average yield (kg/10m2)
比对照增/减产
More/less than control (%)
产量
Yield (kg/hm2)
P
P-value
糯性Waxy NM17-p1-46 7.0 -6.04 7000.5 0.10
NM17-p2-25 7.1 -4.69 7101.0 0.16
NM15-262 6.0 -19.33 6010.5 0.00
NM15-137 7.2 -3.74 7171.5 0.21
NM19-174 6.8 -8.86 6790.5 0.04
NM19-448 6.5 -13.01 6481.5 0.01
NM13-01 5.4 -27.50 5401.5 0.00
NM13-02 5.8 -22.55 5770.5 0.00
NM13-03 4.8 -35.43 4810.5 0.00
NM13-04 5.1 -27.50 5401.5 0.00
NM13-05 5.6 -25.23 5571.0 0.00
NM13-06 4.8 -35.55 4801.5 0.00
NM13-07 6.2 -17.44 6151.5 0.00
NM13-08 4.9 -33.94 4921.5 0.00
NM13-09 5.6 -25.37 5560.5 0.00
NM13-10 5.9 -21.06 5881.5 0.00
NM13-11 5.1 -31.41 5110.5 0.00
NM13-12 5.7 -24.16 5650.5 0.00
NM13-13 5.7 -24.02 5661.0 0.00
固糜22号 (CK1) 7.5 7450.5
粳性Japonica JM13-01 5.6 -2.80 5571.0 0.08
JM13-02 6.3 10.29 6321.0 0.00
JM13-03 5.5 -3.66 5521.5 0.04
JM13-04 5.6 -2.62 5581.5 0.10
JM13-05 6.1 6.96 6130.5 0.00
JM13-06 5.6 -2.09 5611.5 0.15
JM13-07 6.2 7.67 6171.0 0.00
JM13-08 6.4 12.38 6441.0 0.00
JM13-09 5.6 -2.46 5590.5 0.11
JM18-100 5.9 2.62 5881.5 0.90
JM15-55 6.4 11.52 6391.5 0.00
JM17-p2-45 6.3 9.42 6271.5 0.00
JM17-p1-34 6.8 18.84 6811.5 0.00
JM16-454 6.6 14.66 6571.5 0.00
JM17-p3-35 6.9 19.71 6861.0 0.00
JM17-p6-46 7.1 23.71 7090.5 0.00
JM19-745 6.3 9.58 6280.5 0.00
JM19-327 7.0 21.98 4991.5 0.00
JM19-785 6.1 5.76 6061.5 0.00
固糜21号 (CK2) 5.7 5731.5
[1] Crawford G. East Asian plant domestication. In: Stark M T, Archaeology of Asia. Blackwell. Malden (MA),America, 2005:77-95.
[2] Fuller D Q. Agricultural origins and frontiers in South Asia: A working synthesis. Journal of World Prehistory, 2006, 20(1):1-86.
doi: 10.1007/s10963-006-9006-8
[3] Lu H, Zhang J, Liu K, et al. Earliest domestication of common millet (Panicum miliaceum) in East Asia extended to 10 000 years ago. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009, 106(18):7367-7372.
[4] Hunt H V, Campana M G, Lawes M C, et al. Genetic diversity and phylogeography of broom corn millet (Panicum miliaceum L.) across Eurasia. Molecular Ecology, 2011, 20:4756-4771.
doi: 10.1111/mec.2011.20.issue-22
[5] Santosh G, Rajput D K, Santra J S. Mapping QTLs for morpho- agronomic traits in proso millet (Panicum miliaceum L.). Molecular Breeding, 2016, 36(4):1-18
doi: 10.1007/s11032-015-0425-z
[6] 王瑞云. 糜子遗传多样性及进化研究进展. 北京: 中国农业出版社, 2017.
[7] 李星聪, 李强, 郭世华, 等. 糜子农艺性状的变异和相关性分析. 分子植物育种, 2020, 18(21):7179-7186.
[8] Wang R, Hunt H V, Qiao Z, et al. Diversity and cultivation of broom corn millet (Panicum miliaceum L.) in China: A review. Economic Botany, 2016, 70(3):332-342.
doi: 10.1007/s12231-016-9357-8
[9] 杨清华. 粳糯糜子品种品质评价与蒸煮食味品质特性研究. 杨凌:西北农林科技大学, 2020.
[10] 李星聪, 李强, 郭世华, 等. 30份糜子高代矮化品系主要农艺性状分析. 分子植物育种, 2022, 20(12):4075-4084.
[11] 杨清华, 邱军, 李海, 等. 糜子育成品种农艺、产量及品质性状综合鉴定与评价. 中国农业科学, 2017, 50(23):4530-4544.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.23.007
[12] 杨如达, 李海, 林凤仙, 等. 糜子性状与产量的灰色关联度分析及品种选育侧重性状探讨. 作物杂志, 2017(4):50-57.
[13] 季煦, 王瑞云, 曳水瑛, 等. 基于SSR的中国糜子遗传多样性分析. 山西农业大学学报(自然科学版), 2015, 35(2):137-142.
[14] 连帅, 王瑞云, 马跃敏, 等. 不同生态区糜子种质资源的遗传多样性分析. 山西农业大学学报(自然科学版), 2015, 35(3):225-231.
[15] 张立媛, 杨恒山, 王显瑞, 等. 10个糜子品种产量与农艺性状的灰色关联度分析. 种子, 2014, 33(11):68-69.
[16] 闫峰, 姜元麒, 王成, 等. 20份糯性糜子品种的遗传多样性分析. 黑龙江农业科学, 2017(5):18-21.
[17] 杨璞, Panhwar R, 李境, 等. 基于国家品种区域试验数据的中国糜子品种产量和性状变化. 中国农业科学, 2017, 50(23):4517-4529.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.23.006
[1] 杨梅, 杨卫君, 高文翠, 贾永红, 张金汕. 生物质炭与氮肥配施对灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 138–144
[2] 刘慧, 龙学毅, 焦岩, 王丽红. 生物炭与磷肥配施对水稻生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 238–248
[3] 葛昌斌, 秦素研, 乔冀良, 王君, 齐双丽, 卢雯瑩, 张振永. 2001-2021年豫南和江苏淮河以南审定小麦品种农艺、品质性状和病害演变对比分析[J]. 作物杂志, 2023, (5): 49–58
[4] 郜战宁, 杨永乾, 王树杰, 冯辉, 薛正刚. 143份大麦种质资源的综合评价[J]. 作物杂志, 2023, (5): 59–65
[5] 郑飞, 陈静, 崔亚坤, 孔令杰, 孟庆长, 李杰, 刘瑞响, 张美景, 赵文明, 陈艳萍. 淮北不同生态区丰产稳产宜机收玉米新品种筛选[J]. 作物杂志, 2023, (4): 110–117
[6] 陈志凯, 侯万伟. 豌豆种质资源农艺性状评价及优异资源筛选[J]. 作物杂志, 2023, (4): 38–43
[7] 李青风, 高杰, 彭秋. 贵州省籽粒苋资源农艺性状和品质性状的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2023, (4): 60–64
[8] 潘文婧, 孙亚男, 高陆思, 曲梦楠, 张维耀, 付春旭, 姜世波, 姜成喜, 付亚书, 王金星. 中国和欧洲大豆资源农艺性状综合性评价[J]. 作物杂志, 2023, (4): 91–97
[9] 赵云, 冯国郡, 胡相伟, 吾买尔江·库尔班, 李鹏兵, 李翠梅, 阿克博塔·木合亚提. 新疆喀什地区适栽抗除草剂复播谷子品种筛选初报[J]. 作物杂志, 2023, (3): 126–133
[10] 卢映吉, 杨晓梦, 普晓英, 李霞, 杨丽娥, 杨砚斌, 曾亚文. 不同季节播种和割苗对大麦优良品种农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2023, (3): 215–220
[11] 陈翠萍, 闫殿海, 张书苗, 左皓南, 高森, 刘洋. 藜麦SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2023, (3): 35–42
[12] 郭英杰, 刘洋, 刘晓婕, 魏玮, 王瑶, 张帅, 王振山, 闫留延, 朱学海, 贾小平. 糜子矮秆突变体海5农艺性状及对GA3的敏感性鉴定[J]. 作物杂志, 2023, (3): 80–85
[13] 高振贤, 曹巧, 单子龙, 傅晓艺, 韩然, 何明琦, 史占良, 郑树松. 倒春寒对323份冬小麦种质资源影响初探[J]. 作物杂志, 2023, (3): 86–93
[14] 马瑞琦, 王德梅, 陶志强, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 常旭虹. 追氮量对不同筋型小麦品种产量及农艺性状的调控效应[J]. 作物杂志, 2023, (2): 131–137
[15] 曹志敏, 范保杰, 刘长友, 张志肖, 曹玉梅, 王彦, 苏秋竹, 王珅, 刘建军, 田静. 60Co辐射对绿豆主要农艺性状影响及特异突变体创制[J]. 作物杂志, 2023, (2): 30–35
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!