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作物杂志,2024, 第6期: 97–102 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.013

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

新疆糜子地方种杂交后代农艺性状的遗传规律研究

张东杰1(), 张喆钧2, 阿依丁库力·沙黑多拉3, 桑塔那提·阿斯卡尔1, 吾买尔夏提·塔汉1()   

  1. 1新疆农业大学生命科学学院，830052，新疆乌鲁木齐
    2新疆农业大学草业学院，830052，新疆乌鲁木齐
    3托里县农业农村局，834500，新疆塔城
  • 收稿日期:2024-02-29 修回日期:2024-04-03 出版日期:2024-12-15 发布日期:2024-12-05
  • 通讯作者: 吾买尔夏提•塔汉，主要从事植物资源与遗传多样性研究，E-mail：574669891@qq.com
  • 作者简介:张东杰，主要从事糜子生物学研究，E-mail：1578827746@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31760083)

Study on the Inheritance Rules of Agronomic Traits in the Progeny of Crosses between Local Species of Xinjiang Proso Millet

Zhang Dongjie1(), Zhang Zhejun2, Ayidingkuli·Shaheiduola 3, Sangtanati·Asikaer 1, Wumaierxiati·Tahan 1()   

  1. 1College of Life Sciences, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China
    2College of Grass Industry, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China
    3Tuoli County Agricultural and Rural Affairs Bureau,Tacheng 834500, Xinjiang, China
  • Received:2024-02-29 Revised:2024-04-03 Online:2024-12-15 Published:2024-12-05

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1

PDF (PC)

16

摘要：

通过2个糜子地方种紫秆侧穗（TKS）和黄秆密穗（HP）进行正反交，分析子二代（F2）茎叶颜色和穗型的分离情况，并对株高、主茎节数、穗长等共7个农艺性状作遗传变异分析。结果表明，F2中，TKS×HP（TH）和HP×TKS（HT）群体均出现了茎叶颜色和穗型分离现象；HT群体中茎叶的紫黄颜色分离比例约为15:1，表明紫色对黄色呈显性，紫色由多基因控制。TH群体中茎叶的紫黄颜色分离比约为1:1，表明紫色受多基因控制。2个群体中穗型比例均约为15:1，表明穗型受多基因控制。F2中，2个群体穗重均高于亲本范围，HT群体穗长高于亲本范围，株高低于亲本范围，存在超亲分离现象。F2中穗型和茎叶颜色遗传多样性指数最高；中亲优势分析表明，TH比HT群体中亲优势明显；相关性分析中，2个群体均表现出穗型与茎叶颜色呈极显著正相关，其他性状表现出不同的相关性。

关键词: 糜子, 农艺性状, 茎叶颜色, 穗型, 超亲分离, 中亲优势, 遗传规律

Abstract:

Through direct and reciprocal crosses between two varieties of proso millet purple culm with lateral spikes (TKS) and (yellow culm with dense spikes (HP), the genetic variation for seven agronomic traits, such as plant height, number of nodes on the main stem, as well as panicle length were measured and the segregation of stem and leaf color as well as panicle type in the second generation (F2) was examined. The results showed that stem and leaf color as well as panicle shape segregated in both TKSXHP (TH) and HPXTKS (HT) populations in F2. The segregation ratio of purple to yellow in stem and leaf color in the HT population was about 15:1, indicating that purple was dominant to yellow and purple was controlled by multiple genes. The segregation ratio of purple to yellow in stem and leaf color in the TH population was about 1:1, indicating that purple was controlled by multiple genes. In F2, the panicle weight of two groups was higher than the parental range, the panicle length of HT population was higher than the parental range, and the plant height was lower than the parental range, so there was transgressive segregation. The mid-parent heterosis in the TH population was more obvious tha that in HT population. The genetic diversity indices of panicle type and stem and leaf color were the greatest in F2. In the correlation analysis, two groups showed an extremely significant positive correlation between panicle shape and the color of stems and leaves, while other traits showed different correlations.

Key words: Proso millet, Agronomic traits, Stem and leaf color, Panicle type, Transgressive segregation, Mid- parent heterosis, Inheritance rule

表1

试验材料的主要信息

试验材料Test material 来源Source 样本量Sample number 性状Trait
杂交亲本Hybrid parent TKS 中国新疆伊犁 1 侧穗，株高较高，生育期长，成熟期茎叶部分呈紫色
HP 哈萨克斯坦 1 密穗，株高较矮，生育期短，成熟期茎叶呈黄色
F1 TKS×HP － 1 侧穗，茎叶颜色枯萎后呈浅紫色
HP×TKS － 1 侧穗，茎叶颜色枯萎后呈浅紫色
F2 TH － 791 生育期、穗型、穗长、株高、茎叶颜色分离
HT － 873 生育期、穗型、穗长、株高、茎叶颜色分离

表2

农艺性状及测定标准

性状Trait 类型Type 赋值Valuation 性状描述及代码Trait description and code
株高Plant height 数量性状 数值 成熟期地面至穗最高点的自然高度
主茎节数Number of nodes on the main stem 数量性状 数值 主茎的分节数量
穗型Panicle type 质量性状 0，1 侧穗（0）、密穗（1）
穗长Panicle length 数量性状 数值 穗基第一分枝到穗尖的绝对长度
穗重Panicle weight 数量性状 数值 成熟后穗的干重
茎叶颜色Stem and leaf color 质量性状 0，1 成熟期旗叶枯萎后颜色，黄色（0）、淡紫色（1）
生育期Growth period 数量性状 数值 从出苗到成熟的天数

表3

TH群体F2代杂种优势表现

性状
Trait		 父本
Male parent		 母本
Female parent		 VMP F2
Fm Hm RHm (%)
株高Plant height 81.31 106.43 93.87 95.75 1.88* 2.00
主茎节数Number of nodes on the main stem 5.33 7.07 6.20 6.00 -0.20 -3.23
穗长Panicle length 17.62 31.23 24.43 36.65 12.22** 50.02
穗重Panicle weight 6.30 4.37 5.34 6.52 1.18* 22.10
生育期Growth period 67.00 95.00 81.00 85.00 4.00* 4.94

表4

HT群体F2代杂种优势表现

性状
Trait		 父本
Male parent		 母本
Female parent		 VMP F2
Fm Hm RHm (%)
株高Plant height 106.43 81.31 93.87 75.00 -18.87** -20.10
主茎节数Number of nodes on the main stem 7.07 5.33 6.20 6.00 -0.20 -3.23
穗长Panicle length 31.23 17.62 24.43 27.00 2.57* 10.52
穗重Panicle weight 4.37 6.30 5.34 7.08 1.74* 32.58
生育期Growth period 95.00 67.00 81.00 87.00 6.00** 7.41

表5

TH群体表型性状的描述性统计

性状
Trait		 最大值
Max.		 最小值
Min.		 平均值
Mean		 标准差
SD		 极差
Range		 偏度
Skewness		 峰度
Kurtosis		 变异系数
CV (%)
株高Plant height 90.80 65.10 83.51 7.46 25.70 -1.27 1.18 8.93
主茎节数Number of nodes on the main stem 7.00 5.00 5.87 0.74 2.00 0.22 -0.97 12.67
穗长Panicle length 34.00 16.30 26.40 5.28 17.70 -0.42 -0.91 19.99
穗重Panicle weight 12.20 2.58 5.92 2.49 9.62 1.36 2.22 42.13
生育期Growth period 95.00 65.00 93.00 7.75 30.00 -3.87 15.00 8.33

表6

HT群体表型性状的描述性统计

性状
Trait		 最大值
Max.		 最小值
Min.		 平均值
Mean		 标准差
SD		 极差
Range		 偏度
Skewness		 峰度
Kurtosis		 变异系数
CV (%)
株高Plant height 117.50 83.50 105.31 8.76 34.00 -1.09 1.56 8.32
主茎节数Number of nodes on the main stem 8.00 6.00 6.73 0.80 2.00 0.55 -1.13 11.86
穗长Panicle length 35.90 22.30 28.41 4.13 13.60 0.33 -0.91 14.53
穗重Panicle weight 12.84 1.95 6.90 2.46 10.89 0.54 2.22 35.59
生育期Growth period 72.00 58.00 65.60 6.45 14.00 -0.07 -2.09 9.83

表7

F2群体穗型和茎叶颜色的分离规律

性状
Trait		 亲本组合
Parental combination		 F2株数
Number of F2		 频率Frequency (%) 比值
Ratio
0 1 2 3
穗型Panicle type TKS×HP 791 47.28(374) 45.89(363) 3.16(25) 3.67(29) 15:1
HP×TKS 873 5.61(49) 88.32(771) 0.34(3) 5.73(50) 15:1
总计Total － 1664 423 1134 28 79
茎叶颜色Stem and leaf color TKS×HP 791 47.28(374) 45.89(363) 3.16(25) 3.67(29) 1:1
HP×TKS 873 5.61(49) 88.32(771) 0.34(3) 5.73(50) 15:1
总计Total － 1664 423 1134 28 79

表8

F2不同群体Shannon-wiener多样性

群体
Population		 株高
Plant height		 主茎节数
Number of nodes on the main stem		 穗长
Panicle length		 穗重
Panicle weight		 生育期
Growth period		 穗型
Panicle type		 茎叶颜色
Stem and leaf color
TH 2.71 2.78 2.71 2.71 2.71 2.94 2.95
HT 2.71 2.77 2.71 2.71 2.71 2.94 2.93

表9

TH群体农艺性状相关性分析

相关系数
Correlation coefficient		 株高
Plant
height		 主茎节数
Number of nodes
on the main stem		 穗长
Panicle
length		 穗重
Panicle
weight		 生育期
Growth
period		 穗型
Panicle
type		 茎叶颜色
Stem and
leaf color
株高Plant height 1.00
主茎节数Number of nodes in the main stem -0.28 1.00
穗长Panicle length 0.00 -0.17 1.00
穗重Panicle weight 0.18 0.21 0.42 1.00
生育期Growth period -0.05 -0.05 0.53* 0.33 1.00
穗型Panicle type -0.20 -0.13 0.84** 0.50 0.38 1.00
茎叶颜色Stem and leaf color -0.15 0.15 0.90** 0.41 0.33 0.87** 1.00

表10

HT群体农艺性状相关性分析

相关系数
Correlation coefficient		 株高
Plant
height		 主茎节数
Number of nodes
on the main stem		 穗长
Panicle
length		 穗重
Panicle
weight		 生育期
Growth
period		 穗型
Panicle
type		 茎叶颜色
Stem and
leaf color
株高Plant height 1.00
主茎节数Number of nodes on the main stem 0.49 1.00
穗长Panicle length 0.68** -0.03 1.00
穗重Panicle weight 0.23 -0.43 0.31 1.00
生育期Growth period 0.66** 0.17 0.85** -0.01 1.00
穗型Panicle type 0.65** 0.38 0.55* -0.01 0.74** 1.00
茎叶颜色Stem and leaf color 0.28 0.26 0.42 -0.12 0.61* 0.83** 1.00
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