检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

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

RichHTML

5

PDF (PC)

285

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"

[1] 扬乌尔里希 . 大麦生产、改良与利用. 杭州: 浙江大学出版社, 2012: 545.
[2] 纽曼 . 食用与保健大麦: 科学、技术和产品. 杭州:浙江大学出版社, 2010: 55-57.
[3] 杨智敏, 孔德媛, 杨晓云 , 等. 青稞籽粒淀粉含量的差异. 麦类作物学报, 2013,33(6):1139-1143.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2013.06.012
[4] 陈晓静, 陈和, 陈健 , 等. 功能型大麦——糯性裸大麦开发前景探讨. 河北农业科学, 2011,15(6):82-84.
[5] 张想平, 雷耀湖, 何庆祥 , 等. 裸大麦垦啤黑糯1号的品种特性及产业化开发. 大麦与谷类科学, 2010(3):46-47.
[6] 刘亚楠 . 大麦种质资源遗传多样性研究及种质的评价与筛选. 扬州:扬州大学, 2017.
[7] 解松峰, 欧行奇, 张百忍 , 等. 大麦引进种质资源表型的多样性与模糊聚类分析. 干旱地区农业研究, 2010,28(5):5-14.
[8] 郜战宁, 冯辉, 薛正刚 , 等. 28个大麦品种(系)主要农艺性状分析. 作物杂志, 2018(1):77-82.
[9] 杜欢, 马彤彤, 侯晓梦 , 等. 20对大麦株高近等基因系农艺与产量性状差异及相关性分析. 华北农学报, 2016,31(5):114-121.
doi: 10.7668/hbnxb.2016.05.017
[10] 颜昌兰, 白文琴, 郭超 , 等. 青稞品种稳定性及适应性的AMMI模型分析. 干旱地区农业研究, 2016,34(2):157-162.
[11] 沈会权, 张英虎, 栾海业 , 等. 江苏二棱大麦农艺、籽粒和品质性状的特征及其相关性分析. 麦类作物学报, 2016,36(3):379-385.
[12] 张新忠, 李英哲, 郭宝健 , 等. 二棱大麦与六棱大麦籽粒性状的差异性及其相关性. 麦类作物学报, 2016,36(11):1474-1481.
[13] 朱彩梅 . 中国糯大麦种质资源及Wx基因的遗传多样性研究. 北京:中国农业科学院作物科学研究所, 2009.
[14] 张想平, 雷耀湖, 李润喜 , 等. 食用糯大麦新品种-甘垦5号. 麦类作物学报, 2013,33(4):848.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2013.04.042
[15] 邵珊珊 . 糯大麦与非糯大麦胚乳淀粉体发育、消亡及其淀粉理化性质的比较研究. 扬州:扬州大学, 2017.
[16] 经艳芬, 边芯, 桃联安 , 等. 云南割手密血缘F1创新种质的因子和聚类分析. 植物遗传资源学报, 2014,15(1):177-181.
[17] 杜晓东, 赵宏伟, 王敬国 , 等. 氮肥运筹对寒地粳稻淀粉合成关键酶活性及淀粉积累的影响. 作物学报, 2012,38(1):159-167.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2012.00159
[18] 万述伟, 宋凤景, 郝俊杰 , 等. 271份豌豆种质资源农艺性状遗传多样性分析. 植物遗传资源学报, 2017,18(1):10-18.
[19] Golam F, Alamgir M A, Rahman M M , et al. Evaluation of genetic variability of kenaf (Hibiscus cannabinus L.) from different geographic origins using morpho-agronomic traits and multivariate analysis. Australian Journal of Crop Science, 2011,5(13):1882-1890.
[20] Faruq G, Alamgir M A, Rahman M M , et al. Morphological charecterization of kenaf (Hibiscus cannabinus L.) in Malaysian tropical environment using multivariate analysis. The Journal of Animal & Plant Sciences, 2013,23(1):60-67.
[21] 薛香, 郜庆炉, 杨忠强 . 小麦品质性状的主成分分析. 中国农学通报, 2011,27(7):38-41.
[22] 刘鹏飞, 唐君兴, 曾慕衡 , 等. 糯玉米支链淀粉含量与农艺性状的相关及通径分析. 湖北农业科学, 2009,48(3):582-584.
[23] 要燕杰, 高翔, 吴丹 , 等. 小麦农艺性状与品质特性的多元分析与评价. 植物遗传资源学报, 2014,15(1):38-47.
[1] 吴瑞香,杨建春,王利琴,郭秀娟. 应用多元分析法综合评价胡麻材料抗旱适应性[J]. 作物杂志, 2018, (5): 10–16
[2] 张一中,周福平,张晓娟,邵强,杨彬,柳青山. 高粱种质材料光合特性和水分利用效率鉴定及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 45–53
[3] 魏萌涵, 解慧芳, 邢璐, 宋慧, 王淑君, 王素英, 刘海萍, 付楠, 刘金荣. 华北地区谷子产量与农艺性状的综合评价分析[J]. 作物杂志, 2018, (4): 42–47
[4] 章星传, 黄文轩, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌. 施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 69–78
[5] 张彬,李金秀,王震,冯浩,李金榜. 小麦主要农艺性状的相关性及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 57–60
[6] 张帅,庞玉辉,王征宏,王黎明,陈春燕,曾占奎,王春平. 小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (2): 44–51
[7] 岳茂林,薛蔚荣,张瑞栋,岳忠孝,吕瑞洲,郭鹏燕. 不同行距配置对谷子农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 93–96
[8] 卢军帅,李云祥,王兴富,高国花,杨霞,梁婧. 高密度对甘肃黄灌区玉米品种农艺性状和产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 97–102
[9] 张锐新,任天宝,赵喆,闻刚,赵铭钦. 移栽期对五指山雪茄烟品质及主要经济性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 148–153
[10] 郜战宁,冯辉,薛正刚,杨永乾,王树杰,潘正茂. 28个大麦品种（系）主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2018, (1): 77–82
[11] 赵莉,汪强,林勇翔,张祎. 江淮黄褐土壤芝麻肥效研究[J]. 作物杂志, 2017, (6): 154–159
[12] 郭鹏燕,王彩萍,任杰成,赵吉平,许瑛,岳茂林. 不同地理来源绿豆农艺性状的遗传多样性研究[J]. 作物杂志, 2017, (6): 55–59
[13] 吕伟,刘文萍,任果香,文飞,韩俊梅,王若鹏. 不同浓度生根粉对芝麻生长及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 100–105
[14] 卢楠楠,闫丽华,郑崇珂,尹海波,郭善利,谢先芝. 盐胁迫对水稻盐丰47和盐粳456生长和农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 106–111
[15] 闫寒,宋杭霖,张丽,闫晶,石贤吉,朱诗苗,刘璐,李虎林. 镉胁迫对烤烟农艺性状及生理生化指标的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 156–161
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .