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作物杂志,2019, 第5期: 9–14 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.05.002

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

俄罗斯和乌克兰引进冬小麦在我国西北地区的农艺性状表现和遗传多样性分析

李晶,南铭   

  1. 定西市农业科学研究院,743000,甘肃定西
  • 收稿日期:2019-03-14 修回日期:2019-06-28 出版日期:2019-10-15 发布日期:2019-11-07
  • 通讯作者: 南铭
  • 作者简介:李晶,助理研究员,主要从事冬小麦种质创新和育种工作
  • 基金资助:
    甘肃省重点研发计划国际科技合作专项(17YF1WJ171)

Analysis of Agronomic Characters and Genetic Diversity of 62 Winter Wheat Germplasms from Russia and Ukraine in Northwest China

Li Jing,Nan Ming   

  1. Dingxi Academy of Agricultural Sciences, Dingxi 743000, Gansu, China
  • Received:2019-03-14 Revised:2019-06-28 Online:2019-10-15 Published:2019-11-07
  • Contact: Ming Nan

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283

摘要：

为筛选优异冬小麦种质材料,促进旱地冬小麦遗传改良和种质创新,借助遗传多样性指数、非加权配对算术平均聚类方法对62份引进冬小麦种质的15个主要农艺性状进行变异情况及相关性分析,并应用熵值赋权法灰色关联理论对其进行综合评价。结果表明：供试种质资源质量性状中穗形遗传多样性指数最高（1.1417）,壳色遗传多样性指数最低（0.1407）;供试种质资源数量性状穗粒重变异系数为25.85%,穗粒数变异系数为21.04%;以欧式距离进行系统聚类,62份冬小麦种质资源可划分成4大类群,各类群特征明显,主要农艺性状间差异显著,遗传类型丰富,但不同地理来源的种质资源均具有各自独特的遗传特点。采用灰色系统理论综合评价筛选出的15份较为优异的种质产量因子极为协调,可直接作为亲本材料应用于旱地冬小麦品种改良和遗传育种。62份引进冬小麦种质资源在15个主要农艺性状上具有丰富的遗传多样性,通过综合评价筛选出的优异种质可在西北旱作区冬小麦种质创新和遗传改良中利用。

关键词: 冬小麦, 种质资源, 农艺性状, 遗传多样性, 综合评价

Abstract:

In order to screen parental materials with excellent genes for the effective utilization of germplasm to promote winter wheat genetic breeding and germplasm innovation in dryland, the main agronomic characters of 62 foreign winter wheat germplasms were evaluated by genetic diversity index, unweight pairing arithmetic average clustering and correlation analysis, and the gray correlation theory of entropy weighting method. The genetic diversity index of spike shape was the highest (1.1417) in quality characters of the tested germplasms, and genetic diversity index of shell colour (0.1407) was the lowest. The variation of grain weight per spike was high (25.85%). Based on systematic clustering by Euclidean distance, 62 winter wheat germplasms were divided into 4 groups with obvious characters and significant differences in main agronomic characters. The genetic types were rich, but the germplasms from different geographical regions had their own unique genetic characters. 15 excellent germplasms were evaluated by grey system theory, and the yield factors were very coordinated. The 62 introduced winter wheat germplasms have rich genetic diversity in 15 main agronomic characters, and the excellent germplasms screened by comprehensive evaluation can be fully utilized in the innovation and genetic improvement of winter wheat germplasm in northwest dry-farming area.

Key words: Winter wheat, Germplasm resources, Agronomic character, Genetic diversity, Comprehensive evaluation

表1

6个质量性状的遗传多样性分析"

性状
Character		 遗传多样性指数(H′)
Genetic diversity index		 频率分布Frequency distribution
1 2 3 4
穗形Spike shape 1.1417 0.5714 0.1269 0.1904 0.1111
粒色Grain colour 0.2363 0.0634 0.9365
粒质Grain quality 0.7612 0.7465 0.2381 0.0793
芒Awn 1.0572 0.2698 0.0634 0.6031 0.0952
壳色Shell colour 0.1407 0.9682 0.0317
幼苗习性Seedling habit 0.4632 0.1746 0.8253

表2

9个数量性状的遗传变异分析"

项目Item 生育期(d)
Growth period		 株高(cm)
Plant
height		 穗长(cm)
Spike
length		 结实小穗数
Fruiting spikelet number		 单位面积穗数
Spikes number
per unit area		 穗粒数
Grains per spike		 穗粒重(g)
Grain weight
per spike		 千粒重(g)
1000-
grain weight		 产量
(kg/hm2)
Yield
最小值Minimum 282.00 55.00 5.40 10.00 436.70 12.30 0.53 33.50 3 687.20
最大值Maximum 293.00 88.00 10.50 18.00 489.80 36.60 1.83 49.50 4 716.60
极差Range 11.00 33.00 5.10 8.00 53.10 24.30 1.30 16.00 1 029.40
平均值Mean 287.00 69.86 7.29 14.05 472.60 26.39 1.24 42.72 4 100.90
标准差Standard deviation 5.90 8.47 1.23 1.91 22.12 5.55 0.32 3.86 82.50
变异系数
Coefficient of variation (%)		 2.05 12.13 16.81 13.62 4.70 21.04 25.85 9.05 18.97
遗传多样性指数(H′)
Genetic diversity index		 1.65 9.76 13.53 10.96 3.70 16.93 20.80 7.28 15.26

表3

供试材料数量性状间相关性分析"

性状Character 株高
Plant
height		 穗长
Spike
length		 结实小穗数
Fruiting
spikelet number		 穗粒数
Grains
per spike		 穗粒重
Grain weight
per spike		 千粒重
1000-grain
weight		 产量
Yield
株高Plant height -1
穗长Spike length -0.545** -1
结实小穗数
Fruiting spikelet number		 -0.646** -0.781** -1
穗粒数Grains per spike
 -0.333* -0.431* -0.656** 1
穗粒重Grain weight per spike -0.244 -0.333** -0.532** 0.913* 1
千粒重1000-grain weight -0.286* -0.247* -0.152 0.263* 0.485** 1
产量Yield -0.164 -0.265* -0.409** 0.386* 0.461** 0.474** 1

图1

供试材料基于9个数量性状的聚类结果"

表4

各类群主要农艺性状的平均值及变异范围"

类群
Group		 项目
Item		 株高(cm)
Plant height		 穗长(cm)
Spike length		 结实小穗数
Fruiting spike number		 穗粒数
Grains per spike		 穗粒重(g)
Grain weight per spike		 千粒重(g)
1000-grain weight
Ⅰ Means±SD 79.67±4.50a 8.46±1.10a 15.92±1.27a 29.73±3.64a 1.42±0.22a 42.39±3.04ab
CV(%) 5.65 13.05 7.97 12.23 15.49 7.16
Ⅱ Means±SD 73.30±3.59b 6.96±0.76b 13.38±1.61ab 20.51±3.84b 0.83±0.19b 38.15±3.01b
CV(%) 4.90 10.99 12.07 18.74 22.66 7.89
Ⅲ Means±SD 64.16±3.64c 6.78±0.78b 13.40±1.16ab 27.18±3.47a 1.30±0.20a 44.34±2.85a
CV(%) 5.68 11.50 8.68 12.78 15.40 6.43
Ⅳ Means±SD 58.00±2.65d 6.70±0.85b 11.73±1.03b 19.07±5.56b 0.95±0.30b 44.87±6.82a
CV(%) 4.56 12.75 8.75 29.18 31.56 15.19
[1] 金善宝 . 中国小麦学. 北京: 中国农业出版社, 1996: 1-17.
[2] Roussel V, Leisova F, Exbrayat Z , et al. SSR allelic diversity changes in 480 European bread wheat varieties released from 1840 to 2000. Theoretical and Applied Genetics, 2005,111(1):162-170.
[3] 董玉琛, 郝晨阳, 王兰芬 , 等. 358个欧洲小麦品种的农艺性状鉴定与评价. 植物遗传资源学报, 2006,7(2):129-135.
[4] 张雪婷, 杨文雄, 王世红 , 等. 甘肃省近年来育成冬小麦品种主要农艺性状的遗传多样性分析. 作物杂志, 2015(4):27-32.
[5] 刘新月, 裴磊, 董双全 , 等. 冬小麦种质材料主要农艺性状研究. 中国农学通报, 2012,28(33):18-24.
[6] 柴雪峰, 李秀绒, 赵智勇 , 等. 国外小麦种质资源农艺性状及品质性状的多样性分析. 农学学报, 2013,3(9):1-8.
[7] 张雪婷, 杨文雄, 曹东 . 甘肃省近年来育成冬小麦品种农艺性状的区域表现及遗传多样性分析. 麦类作物学报, 2016,36(11):1464-1473.
[8] 李鲜花, 刘永华, 刘辉 , 等. 我国黄淮冬麦区小麦品种与美国冬小麦品种的遗传多样性比较. 麦类作物学报, 2014,34(6):751-757.
[9] Huang X, Börner A, Röder M , et al. Assessing genetic diversity of wheat (Tritium aestivum L.) germplasm using microsatellite markers. Theoretical and Applied Genetics, 2002,105(5):699-707.
[10] Pujaris′ S, Tamhankar A, Rao V S , et al. Arbitrarily primed-PCR based diversity assessment reflects hierarchical groupings of Indian tetraploid wheat genotypes. Theoretical and Applied Genetics, 1999,99(5):868-876.
[11] Landjeval S, Korzun V, Geneva G . Evaluation of genetic diversity among Bulgarian winter wheat (Tritium aestivum L.) varieties during the period 1925-2003 using microsatellites. Genetic Resources and Crop Evolution, 2006,53(8):1605-1614.
[12] 傅晓艺, 张士昌, 李孟军 , 等. 18个黄淮海地区推广冬小麦品种的遗传多样性分析. 麦类作物学报, 2014,34(1):43-47.
[13] 郝晨阳, 王兰芬, 张学勇 , 等. 我国育成小麦品种的遗传多样性演变. 中国科学C辑:生命科学, 2005,35(5):408-415.
[14] 赵明辉, 李会敏, 孟祥海 , 等. 斯洛伐克104份冬小麦种质资源农艺性状的分析及评价. 华北农学报, 2014,29(增刊):120-124.
[15] 李小军, 徐鑫, 刘伟华 , 等. 应用SSR分子标记分析国外种质对我国小麦品种的遗传贡献. 作物学报, 2009,35(5):778-785.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2009.00778
[16] 刘三才, 郑殿升, 曹永生 , 等. 中国小麦选育品种与地方品种的遗传多样性. 中国农业科学, 2000,33(4):20-24.
[17] 李鸿恩 . 我国小麦种质资源主要品质特性鉴定结果及评价. 中国农业科学, 1995,28(5):29-37.
[18] 兰海燕 . 中国小麦地方品种的遗传多样性研究. 北京:中国农业科学院, 2002.
[19] 陈晓杰, 张建伟, 杨保安 , 等. 中国冬小麦微核心种质遗传多样性分析. 河南农业科学, 2015,44(4):14-20.
[20] Shannon C E, Weaver W . The mathematical theory of communication. The University of Illinois,Urbana,Chicago,USA, 1949: 3224.
[21] 郝黎仁, 樊元郝, 哲欧 , 等. SPSS实用统计分析. 北京: 中国农业水利水电出版社, 2002: 280-285.
[22] Moghaddam M, Ehdaie B, Waines J G . Genetic variation and interrelationships of agronomic characters in landraces of bread wheat from southeastern Iran. Euphytioa, 1997,95(3):361-369.
[23] Brancourt-hulmel M, Doussinault G, Lecomte C , et al. Genetic improvement of agronomic traits of winter wheat cultivars released in France from 1946 to 1992. Crop Science, 2003,43(1):37-45.
[24] 南铭, 马宁, 刘彦民 , 等. 燕麦种质资源农艺性状的遗传多样性分析. 干旱地区农业研究, 2015,33(1):262-267.
[25] 王淑英, 樊廷录, 李兴茂 . 冬小麦抗旱种质资源遗传多样性研究. 麦类作物学报, 2008,28(3):402-409.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2008.03.095
[26] 沈裕琥, 王海庆 . 数量性状水平上甘、青两省春小麦品种间的遗传多样性现状及演变趋势. 西北植物学报, 2002,22(5):1056-1065.
[27] 陈玉清, 郑有良, 魏育明 . 四川主栽小麦品种RAPD标记遗传差异研究. 四川农业大学学报, 1999,17(4):161-167.
[28] 陈雪燕, 王亚娟, 雒景吾 , 等. 陕西省小麦地方品种主要性状的遗传多样性研究. 麦类作物学报, 2007,27(3):456-460.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2007.03.110
[29] 程西永, 陈平, 许海霞 . 不同国家小麦种质资源遗传多样性研究. 麦类作物学报, 2009,29(5):803-808.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2009.05.011
[30] 高睦枪, 刘冬成, 郭小丽 , 等. 我国部分冬小麦新品种(系)SSR标记遗传差异研究. 农业生物技术学报, 2001,9(1):49-54.
[31] 张嘉楠, 昌小平, 郝晨阳 . 北方冬麦区小麦抗旱种质资源遗传多样性分析. 植物遗传资源学报, 2010,11(3):253-259.
[32] 倪胜利, 李兴茂, 王立明 . 20份美国冬小麦品种的遗传多样性分析. 干旱地区农业研究, 2012,30(4):249-252.
[33] 齐志广, 杨立霞, 杨倩 , 等. 小麦品种资源农艺性状的分析. 华北农学报, 2004,19(1):44-48.
doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.2004.01.013
[34] 曹廷杰 . 河南省小麦新品种(系)遗传解析. 北京:中国农业大学, 2015.
[35] 兰涛 . 小麦籽粒品质形成的基因型与生态效应研究. 南京:南京农业大学, 2005.
[36] 王光禄, 刘志宏, 程倩倩 , 等. 94份国外小麦种质材料的主要农艺性状分析. 麦类作物学报, 2016,36(5):577-582.
[1] 李松,张世成,董云武,施德林,史云东. 基于SSR标记的云南腾冲水稻的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 15–21
[2] 马一峰,梁茜,葛均筑,辛德财. 冬小麦济麦22和春小麦津强8号的产量形成差异分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 192–195
[3] 王永行,单飞彪,闫文芝,杜瑞霞,杨钦方,刘春晖,白立华. 基于向日葵DUS测试的遗传多样性分析及代码分级[J]. 作物杂志, 2019, (5): 22–27
[4] 吕伟,韩俊梅,任果香,文飞,王若鹏,刘文萍. 山西芝麻种质资源遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 57–63
[5] 刘兴叶,邢宝龙,吴瑞香,王桂梅,刘飞. 晋北绿豆主要农艺性状变异及对产量构成的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 69–75
[6] 高杰,李青风,李晓荣,封广才,彭秋. 贵州省不同年代糯高粱品种（系）农艺性状演变分析[J]. 作物杂志, 2019, (4): 17–23
[7] 王小明,廖政达,何奕响,孙晓波,韦增林,韦喜,苏喜德. 糖料蔗等价配方施肥农艺及品质性状比较分析[J]. 作物杂志, 2019, (4): 191–195
[8] 穆云森,温晓蕾,杨燕萍,刘欣欣,郭娟,崔敬,宋楠,左学丽,车永和. 新疆杂草黑麦基本农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2019, (4): 42–48
[9] 靳玉龙,白婷,朱明霞,刘小娇,王姗姗,张志薇,胡赟,张玉红. 利用因子分析综合评价9个西藏农家青稞品种的品质[J]. 作物杂志, 2019, (4): 55–60
[10] 郭庆瑞,王梦飞,郭凤琴,殷建军,张小娟,王力. 山西高寒冷凉区粮饲兼用型玉米品种的综合评价[J]. 作物杂志, 2019, (4): 61–68
[11] 曲志华,白苇,张丽丽,李峰,胡杨,乔海明. 170份亚麻种质资源主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2019, (4): 77–83
[12] 王钰,马卉,许学,秦瑞英,杨剑波,汪秀峰. 水稻功能性插入缺失标记（InDel）的筛选与应用[J]. 作物杂志, 2019, (4): 84–93
[13] 张自强,王良,白晨,张惠忠,李晓东,付增娟,赵尚敏,鄂圆圆,张辉,张必周. 104份甜菜种质资源主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2019, (3): 29–36
[14] 谭秦亮,朱鹏锦,程琴,李佳慧,吕平,庞新华,周全光. 不同甘蔗品种（系）的产量构成因素及品质比较[J]. 作物杂志, 2019, (3): 49–54
[15] 任洪雷,李春霞,龚士琛,李国良,扈光辉,王明泉,杨剑飞. 利用SPSS实现玉米杂交种主要农艺性状与产量的相关和通径分析[J]. 作物杂志, 2019, (3): 86–90
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[1] 王海涛,刘存敬,唐丽媛,张素君,李兴河,蔡肖,张香云,张建宏. 河北省杂交棉培育现状及发展趋势[J]. 作物杂志, 2019, (5): 1 –8 .
[2] 刘念析,陈亮,厉志,刘宝泉,刘佳,衣志刚,董志敏,王曙明. 大豆抗病分子标记的研究进展[J]. 作物杂志, 2019, (4): 10 –16 .
[3] 黄玉芳,叶优良,赵亚南,岳松华,白红波,汪洋. 施氮量对豫北冬小麦产量及子粒主要矿质元素含量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 104 –108 .
[4] 孟凡来,郭华春. UV-B辐射增强对甘薯光合特性和紫外吸收物质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 114 –119 .
[5] 张艳华,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,赵广才. 不同土壤条件下追施锌肥对小麦产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 109 –113 .
[6] 李松,张世成,董云武,施德林,史云东. 基于SSR标记的云南腾冲水稻的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 15 –21 .
[7] 王永行,单飞彪,闫文芝,杜瑞霞,杨钦方,刘春晖,白立华. 基于向日葵DUS测试的遗传多样性分析及代码分级[J]. 作物杂志, 2019, (5): 22 –27 .
[8] 师赵康,赵泽群,张远航,徐世英,王宁,王伟杰,程皓,邢国芳,冯万军. 玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 28 –36 .
[9] 张中伟,杨海龙,付俊,谢文锦,丰光. 玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 37 –40 .
[10] 张永芳,钱肖娜,王润梅,史鹏清,杨荣. 不同大豆材料的抗旱性鉴定及耐旱品种筛选[J]. 作物杂志, 2019, (5): 41 –45 .