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作物杂志,2018, 第5期: 71–76 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.05.011

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

大麦农艺性状和子粒支链淀粉的多元分析与评价

王蕾,张想平,李润喜,牛小霞,杨世梅,严宗山,张自强   

  1. 甘肃省农业工程技术研究院,733006,甘肃武威
  • 收稿日期:2018-04-09 修回日期:2018-08-15 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-10-12
  • 通讯作者: 张想平
  • 作者简介:王蕾,研究实习员,主要从事糯大麦育种
  • 基金资助:
    国家大麦青稞产业技术体系(CARS-05);国家中药材产业技术体系(CARS-21-25);甘肃省青年科技基金计划(18JR3RA009);甘肃省科技计划重大专项项目(18ZD2NA008)

Multivariate Analysis and Evaluation on Agronomic Traits and Grain Amylopectin Content of Barley

Wang Lei,Zhang Xiangping,Li Runxi,Niu Xiaoxia,Yang Shimei,Yan Zongshan,Zhang Ziqiang   

  1. Gansu Academy of Agri-Engineering Technology, Wuwei 733006, Gansu, China
  • Received:2018-04-09 Revised:2018-08-15 Online:2018-10-15 Published:2018-10-12
  • Contact: Xiangping Zhang

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215

摘要：

为了解高支链淀粉大麦种质资源的表型特性,以16份高支链淀粉含量的大麦种质资源为材料,通过主成分分析和聚类分析研究了9个主要农艺性状的遗传多样性。结果表明,9个农艺性状中芒长的变异系数最大,为43.26%,单穗粒数次之,子粒粒宽的变异系数最小,为4.76%。主成分分析结果表明,前3个主成分累计贡献率为78.844%,可依次归类为子粒大小控制因子、穗粒数控制因子和株型控制因子。相关性分析结果显示,支链淀粉含量与株高呈极显著负相关。采用类平均法聚类将参试的16份大麦种质资源分为4个大类,第一、二类属于矮秆低产型;第三类的千粒重和芒均最长,可以作为以千粒重为选拔对象的亲本;第四类属于高秆型。为了改良糯大麦种质甘垦5号和C2-1的农艺性状可从第四类材料中选择优异亲本。结合主成分分析和聚类分析,能较好地对参试种质资源主要农艺性状做出综合评价,为高支链淀粉大麦遗传育种提供优良的种质资源,为合理选配亲本提供参考。

关键词: 大麦, 农艺性状, 主成分分析, 聚类分析

Abstract:

To discover the phenotype characteristics of higher-amylopectin barley, nine agronomic traits of 16 higher-amylopectin barley genotypes had been investigated for genetic diversity, which based on principal components and cluster analysis. The results indicated that the coefficient variation of awn length (43.26%) was the highest, followed by the number of kernels per spike, and the coefficient of variation of grain width (4.76%) was the lowest among nine agronomic traits. The principal component analysis showed that accumulation indices of 78.844% from the top three principal components, which were grain size factor, kernels per spike factor, and plant type factor. Correlation analyses indicated that there was significant negative correlation between plant height and amylopectin content. Cluster analysis classified all tested materials into 4 categories. The group Ⅰ and Ⅱ had traits of dwarf and low yield. The group Ⅲ had the highest 1000-grain weight and the longest awn length among all varieties. The group Ⅳ had high stalk. In order to improve agronomic traits of waxy barley (Ganken 5 and C2-1), high-quality parents should be selected from the group Ⅳ. In conclusion, principal component analysis and cluster analysis could make a comprehensive evaluation on main agronomic traits in barley, which could provide better germplasm resources for the parents selection for breeding new barley cultivars with higher-amylopectin.

Key words: Barley, Agronomic traits, Principal components analysis, Cluster analysis

表1

16份参试大麦种质资源"

编号No. 名称Name 带壳性Covering 棱形Row
1 ZDM09113 裸 二
2 ZDM08405 裸 二
3 C2-1 裸 二
4 甘垦6号Ganken 6 裸 二
5 ZDM08990 裸 六
6 ZDM00875 裸 六
7 ZDM07094 裸 六
8 ZDM07171 裸 六
9 ZDM07005 裸 六
10 ZDM08791 裸 六
11 ZDM09222 裸 六
12 ZDM07211 裸 六
13 ZDM05672 裸 六
14 ZDM00478 裸 六
15 甘垦5号Ganken 5 裸 六
16 YJ-76 皮 二

表2

16份大麦种质资源间主要性状差异"

材料
Material		 株高(cm)
Plant
height		 穗下节长(cm)
The length of internode
below the spike		 单穗粒数
Kernels per spike		 穗长(cm)
Spike
length		 粒长(cm)
Grain
length		 粒宽(cm)
Grain
width		 单穗粒重(g)
Kernel weight per spike		 千粒重(g)
1000-grain
weight		 芒长(cm)
Awn
length		 支链淀粉含量(%)
Amylopectin
content
ZDM09113 77.50 30.50 16.50 4.83 0.833 0.347 0.70 36.57 13.62 75.52
ZDM08405 103.42 42.25 18.17 5.00 0.833 0.360 0.77 39.43 6.67 72.39
C2-1 88.50 29.00 17.75 6.00 0.823 0.340 0.69 36.06 10.50 95.77
甘垦6号Ganken 6 105.43 28.36 29.71 9.93 0.807 0.367 1.31 41.83 15.14 74.70
ZDM08990 99.20 36.10 28.60 4.84 0.837 0.393 1.49 48.90 11.10 75.04
ZDM00875 106.00 34.25 36.75 6.00 0.803 0.347 1.28 35.20 10.67 76.11
ZDM07094 96.42 32.50 31.33 5.16 0.787 0.347 1.32 39.13 0.00 75.89
ZDM07171 98.20 36.60 40.20 6.60 0.790 0.383 1.86 42.63 4.40 75.89
ZDM07005 105.50 32.20 28.80 5.00 0.810 0.380 1.42 45.50 13.10 76.11
ZDM08791 102.57 33.71 49.00 6.57 0.823 0.370 2.23 40.17 11.64 70.61
ZDM09222 63.83 20.33 29.00 5.00 0.837 0.373 1.34 41.60 13.95 73.89
ZDM07211 104.36 34.50 53.14 7.92 0.810 0.370 1.92 36.70 4.67 70.42
ZDM05672 108.83 36.75 46.17 6.66 0.797 0.363 2.00 42.13 11.58 71.07
ZDM00478 102.92 28.92 43.67 5.08 0.710 0.343 1.28 31.86 8.78 75.30
甘垦5号Ganken 5 56.31 23.44 39.25 4.43 0.673 0.350 1.32 31.46 5.29 95.64
YJ-76 96.40 31.80 22.40 9.20 0.950 0.397 1.12 48.33 14.10 72.77
变异系数(%)
Variation coefficient		 15.96 16.10 33.36 25.72 7.080 4.760 31.70 12.51 43.26 9.70

表3

大麦种质资源主要农艺性状的主成分分析"

性状Trait 主成分1 The first PC 主成分2 The second PC 主成分3 The third PC
株高Plant height 0.235 0.212 0.831
穗下节长Internode length below the spike 0.072 -0.003 0.960
单穗粒数Kernels per spike -0.174 0.965 0.075
穗长Spike length 0.593 0.251 0.133
粒长Grain length 0.799 -0.387 0.227
粒宽Grain width 0.846 0.219 0.111
单穗粒重Kernel weight per spike 0.194 0.937 0.147
千粒重1000-grain weight 0.874 -0.060 0.238
芒长Awn length 0.647 -0.244 -0.352
特征值Eigen value 3.292 2.418 1.386
贡献率Contribution rate (%) 36.576 26.865 15.403
累计贡献率Accumulative percentage (%) 36.576 63.441 78.844

表4

大麦不同农艺性状及子粒支链淀粉含量之间的相关性"

性状
Trait		 株高
Plant
height		 穗下节长
Internode length
below the spike		 单穗粒数
Kernels
per spike		 穗长
Spike
length		 粒长
Grain
length		 粒宽
Grain
width		 单穗粒重
Kernel weight
per spike		 千粒重
1000-grain
weight		 芒长
Awn
length		 支链淀粉含量
Amylopectin
content
株高 1
穗下节长 0.744** 1.000
单穗粒数 0.252 0.061 1
穗长 0.418 0.084 0.153 1
粒长 0.245 0.268 -0.458 0.447 1
粒宽 0.196 0.212 0.035 0.372 0.574* 1
单穗粒重 0.324 0.183 0.875** 0.238 -0.148 0.394 1
千粒重 0.312 0.299 -0.239 0.315 0.714** 0.878** 0.202 1
芒长 0.009 -0.260 -0.317 0.283 0.470 0.283 -0.149 0.375 1.
支链淀粉含量 -0.572* -0.460 -0.258 -0.303 -0.436 -0.453 -0.423 -0.453 -0.165 1

图1

大麦种质资源基于农艺性状的聚类图"

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