研究表明,提高作物产量与品种有着密切关系,优异品种对作物增产的贡献率可达30%以上[12],刘文萍等[8]利用分子标记对49份山西芝麻种质资源与我国其他主产区种质资源进行遗传多样性分析,结果显示,山西芝麻种质资源与其他主产区种质资源的遗传关系较远,且山西部分芝麻种质资源间遗传差异相对较高,因此,分析山西芝麻种质资源遗传多样性,发掘优异种质资源,扩大种质资源的利用,是培育高产抗逆芝麻新品种的重要途径。形态标记具有简单、直观、易观察记载的特点,迄今仍是种质资源评价最为直观的方法[13],近年来,许多学者利用形态性状对小麦[14,15,16]、蓖麻[17]、绿豆[18]、大豆[19]、甜菜[20]、棉花[21]、芥菜[22]等作物种质资源进行了遗传多样性研究,然而对芝麻种质资源遗传多样性研究鲜有报道。本研究通过分析189份山西种质资源的18个表型性状,揭示其形态多样性,为今后芝麻种质资源的深入研究和品种选育中的亲本选择奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为189份山西芝麻种质资源（表1）,由山西省农业科学院经济作物研究所提供。
表1 参试芝麻种质资源名称及编号
Table 1
| 编号 Number | 材料名称 Material name | 编号 Number | 材料名称 Material name | 编号 Number | 材料名称 Material name | 编号 Number | 材料名称 Material name | 编号 Number | 材料名称 Material name | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 太谷芝麻1号 | 39 | 临县双圪桶-1 | 77 | 祁县芝麻-3 | 115 | 2012杂F3-4 | 153 | 杂F11-8 | ||||
| 2 | 2012-23-02 | 40 | 临县双圪桶-2 | 78 | 2012-29-02 | 116 | 2012杂F3-5 | 154 | 杂F13-3 | ||||
| 3 | 太谷芝麻2号-1 | 41 | 临县双圪桶-3 | 79 | 2012-29-05 | 117 | 2012杂F3-7 | 155 | g34 | ||||
| 4 | 太谷芝麻2号-2 | 42 | 临县双圪桶-4 | 80 | 见喜芝麻1号-1 | 118 | 2012杂F3-8 | 156 | 抗-5 | ||||
| 5 | 太谷芝麻2号-3 | 43 | 2012-43-02 | 81 | 见喜芝麻1号-2 | 119 | 2012杂F3-9 | 157 | g4 | ||||
| 6 | 运城芝麻3号 | 44 | 2012-43-03 | 82 | 2012-32-01 | 120 | 2012杂F3-10 | 158 | 早熟-6 | ||||
| 7 | 2012-13-02 | 45 | 2012-43-05 | 83 | 2012-32-03 | 121 | 2012杂F3-13 | 159 | 抗病-1-1 | ||||
| 8 | 绛县浍南-1 | 46 | 柳林芝麻1号-1 | 84 | 2012-32-04-1 | 122 | 2012杂F3-14 | 160 | 抗病-1-2 | ||||
| 9 | 绛县浍南-2 | 47 | 柳林芝麻1号-2 | 85 | 2012-32-04-2 | 123 | 高-2-1 | 161 | g76 | ||||
| 10 | 2012-16-02-1 | 48 | 柳林芝麻2号-1 | 86 | 2012-21-02 | 124 | 高-2-2 | 162 | g43 | ||||
| 11 | 2012-16-02-2 | 49 | 柳林芝麻2号-2 | 87 | 汾阳芝麻 | 125 | 高-7-1 | 163 | 高-5 | ||||
| 12 | 2012-16-02-3 | 50 | 柳林芝麻3号 | 88 | 四棱芝麻-1 | 126 | 高-10 | 164 | g6 | ||||
| 13 | 2012-19-01 | 51 | 柳林石西-1 | 89 | 四棱芝麻-2 | 127 | 高-11 | 165 | g50 | ||||
| 14 | 晋芝10号 | 52 | 柳林石西-2 | 90 | 选4-1 | 128 | 高-7-2 | 166 | 高-4-1 | ||||
| 15 | 绛县史村-1 | 53 | 2012-15-01 | 91 | 选4-2 | 129 | 高-9 | 167 | 高-4-2 | ||||
| 16 | 绛县史村-2 | 54 | 吴堡丁家湾芝麻 | 92 | 82030 | 130 | 高-12 | 168 | 高-6 | ||||
| 17 | 绛县史村-3 | 55 | 吴堡杨家沟芝麻 | 93 | 8602-2-1 | 131 | 高-15 | 169 | g41 | ||||
| 18 | 绛县大交-1 | 56 | 吴堡大枣湾芝麻 | 94 | 8602-2-2 | 132 | 不抗-6 | 170 | g62-1 | ||||
| 19 | 绛县大交-2 | 57 | 吴堡步墕芝麻 | 95 | 8605-4-1 | 133 | 不抗-9 | 171 | g62-2 | ||||
| 20 | 绛县大交-3 | 58 | 吴堡任家庄-1 | 96 | 8605-4-2 | 134 | 分抗-1 | 172 | g24 | ||||
| 21 | 2012-26-03 | 59 | 吴堡任家庄-2 | 97 | 8605-1-1 | 135 | 分抗-3 | 173 | g57-1 | ||||
| 22 | 绛县状册-1 | 60 | 2012-08-02 | 98 | 8605-1-2 | 136 | 分抗-4-1 | 174 | g57-2 | ||||
| 23 | 绛县状册-2 | 61 | 吴堡高尚墕芝麻 | 99 | 2012-33-03 | 137 | 分抗-4-2 | 175 | g80-1 | ||||
| 24 | 吉县南耀芝麻 | 62 | 吴堡郭家墕-1 | 100 | 2012-33-04 | 138 | 早熟-3 | 176 | g80-2 | ||||
| 25 | 2012-30-01 | 63 | 吴堡郭家墕-2 | 101 | 2012-33-05-1 | 139 | 2002g8 | 177 | g46 | ||||
| 26 | 吉县底贴芝麻 | 64 | 2012-10-01-1 | 102 | 2012-33-05-2 | 140 | 杂F8-1 | 178 | g45 | ||||
| 27 | 吉县芝麻 | 65 | 2012-10-01-2 | 103 | 2012-33-05-3 | 141 | 杂F8-2 | 179 | 2000g65 | ||||
| 28 | 渭南芝麻 | 66 | 吴堡刘家里-1 | 104 | 2012-46-02 | 142 | 杂F8-3-1 | 180 | 抗-6 | ||||
| 29 | 2012-03-02 | 67 | 吴堡刘家里-2 | 105 | 2012-46-03 | 143 | 杂F8-3-2 | 181 | g60 | ||||
| 30 | 临县芝麻2号 | 68 | 吴堡刘家里-3 | 106 | 2012-46-04-1 | 144 | 杂F9-3 | 182 | g14 | ||||
| 31 | 临县芝麻3号 | 69 | 2012-12-02 | 107 | 2012-46-04-2 | 145 | 杂F10-1 | 183 | g36 | ||||
| 32 | 临县芝麻4号 | 70 | 吴堡赤木峪-1 | 108 | 2012-47-01 | 146 | 杂F10-7 | 184 | g67 | ||||
| 33 | 2012-14-02 | 71 | 2012-05-02 | 109 | 2012-47-02-1 | 147 | 杂F10-9 | 185 | 抗-14 | ||||
| 34 | 2012-14-03 | 72 | 吴堡赤木峪-2 | 110 | 2012-47-02-2 | 148 | 杂F10-12 | 186 | g77 | ||||
| 35 | 临县芝麻5号-1 | 73 | 定襄芝麻1号-1 | 111 | 2012-48-01 | 149 | 杂F10-13 | 187 | g38 | ||||
| 36 | 临县芝麻5号-2 | 74 | 定襄芝麻1号-2 | 112 | 2012-48-04 | 150 | 杂F10-16 | 188 | g15 | ||||
| 37 | 临县芝麻5号-3 | 75 | 祁县芝麻-1 | 113 | 2012-50-01 | 151 | 杂F10-17 | 189 | 杂F11-1 | ||||
| 38 | 2012-34-02 | 76 | 祁县芝麻-2 | 114 | 2012-50-03 | 152 | 杂F11-6 |
1.2 试验设计
试验于2017-2018年5-10月在山西省农业科学院经济作物研究所试验田进行播种,两年试验方法一致。每份材料播种2行,行长3m,行距35cm,株距20cm。试验地前茬作物为玉米,土壤类型为中壤土,肥力中等,在芝麻2对真叶时疏苗,4对真叶时间苗,6对真叶时定苗,常规田间管理。
1.3 试验方法
表2 芝麻表型性状记载标准
Table 2
| 性状Character | 记载标准Recording criteria |
|---|---|
| 株型Plant type | 1=单秆,2=分枝 |
| 花冠颜色Corolla colour | 1=白色,2=粉色,3=浅紫色,4=紫色 |
| 蜜腺Nectary | 1=有,2=无 |
| 叶色Leaf colour | 1=浅绿色,2=绿色,3=深绿色 |
| 叶形Leaf shape | 1=柳叶形,2=披针形,3=椭圆形,4=卵形 |
| 每叶腋花数Number of flowers per leaf axil | 1=单花,2=三花,3=多花 |
| 蒴果棱数Number of arrises per capsule | 1=四棱,2=六棱,3=八棱,4=混合 |
| 主茎茸毛量Number of stem pubescence | 1=无,2=少,3=中等,4=多 |
| 蒴果茸毛量Number of capsule pubescence | 1=无,2=少,3=中等,4=多 |
| 主茎颜色Stem colour | 1=绿带紫斑,2=绿色 |
| 株高Plant height | 成熟期主茎子叶节至顶端的高度 |
| 始蒴高度Initial capsule height | 成熟期子叶节至主茎下部第1个有效果节的高度 |
| 果轴长度Fruit axis length | 成熟期主茎最上部和最下部有效果节的长度 |
| 节间长度Internode length | 成熟期主茎中部相邻两果节之间的长度 |
| 蒴果长度Capsule length | 成熟期主茎中部蒴果的长度 |
| 每蒴粒数Number of grains per capsule | 成熟期主茎中部单个蒴果的子粒数 |
| 单株蒴果数Number of capsules per plant | 成熟期主茎上有效蒴果数 |
| 单株产量Yield per plant | 成熟期单个植株晒干子粒（含水量5%）的重量 |
1.4 数据处理与统计分析
对株型、花冠颜色、蜜腺、叶色、叶形、每叶腋花数、蒴果棱数、主茎茸毛量、蒴果茸毛量、主茎颜色10个质量性状分别予以赋值（表2）,计算各个性状的变异系数、遗传多样性指数和频率分布;对株高、始蒴高度、果轴长度、节间长度、蒴果长度、每蒴粒数、单株蒴果数、单株产量8个数量性状进行一般的描述性统计分析和遗传多样性指数分析。利用SPSS 18.0软件对表型性状数据进行主成分分析及聚类分析,其中聚类方法采用Ward法,种质间遗传距离为平方欧式距离。
2 结果与分析
2.1 芝麻种质资源表型性状遗传多样性分析
对189份芝麻种质资源10个质量性状进行调查,结果（表3）表明,参试种质资源的10个质量性状变异系数范围在16.77%~63.88%,其中蒴果棱数的变异系数最大为63.88%,花冠颜色的变异系数最小为16.77%,变异系数排序为蒴果棱数>株型>主茎茸毛量>蜜腺>叶形>主茎颜色>每叶腋花数>蒴果茸毛量>叶色>花冠颜色。从遗传多样性指数来看,主茎茸毛量的遗传多样性指数最高为1.15,蜜腺的遗传多样性指数最低为0.51,遗传多样性指数排序为主茎茸毛量>蒴果茸毛量>叶形>花冠颜色>每叶腋花数>蒴果棱数>主茎颜色>株型>叶色>蜜腺。芝麻花冠颜色、蒴果棱数、株型、每叶腋蒴数（反映每叶腋花数）见封二图Ⅰ-Ⅳ。
表3 芝麻种质资源10个质量性状遗传多样性分析
Table 3
| 性状 Character | 最大值 Max | 最小值 Min | 平均值 Mean | 标准差 SD | 变异系数 CV (%) | 遗传多样性 指数H | 频率分布Ratio of distribution (%) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||
| 株型Plant type | 2 | 1 | 1.32 | 0.47 | 35.44 | 0.62 | 67.72 | 32.28 | ||
| 花冠颜色Corolla colour | 4 | 1 | 2.86 | 0.48 | 16.77 | 0.81 | 0.53 | 17.99 | 76.72 | 4.76 |
| 蜜腺Nectary | 2 | 1 | 1.21 | 0.41 | 33.64 | 0.51 | 79.37 | 20.63 | ||
| 叶色Leaf colour | 3 | 1 | 2.10 | 0.47 | 22.64 | 0.61 | 6.88 | 76.72 | 16.40 | |
| 叶形Leaf shape | 4 | 1 | 2.05 | 0.67 | 32.84 | 0.96 | 16.40 | 66.67 | 12.70 | 4.23 |
| 每叶腋花数Number of flowers per leaf axil | 3 | 1 | 1.72 | 0.46 | 26.87 | 0.76 | 28.57 | 70.90 | 0.53 | |
| 蒴果棱数Number of arrises per capsule | 4 | 1 | 1.37 | 0.88 | 63.88 | 0.66 | 82.54 | 4.76 | 5.82 | 6.88 |
| 主茎茸毛量Number of stem pubescence | 4 | 1 | 2.26 | 0.77 | 34.21 | 1.15 | 14.81 | 49.74 | 30.16 | 5.29 |
| 蒴果茸毛量Number of capsule pubescence | 4 | 1 | 2.59 | 0.64 | 24.87 | 0.97 | 2.12 | 43.39 | 48.15 | 6.35 |
| 主茎颜色Stem colour | 2 | 1 | 1.65 | 0.48 | 28.95 | 0.65 | 34.92 | 65.08 | ||
对189份芝麻种质资源8个数量性状进行分析,结果（表4）表明,参试种质资源8个数量性状的变异系数范围在8.93%~47.66%,其中单株产量的变异系数最大为47.66%,蒴果长度的变异系数最小为8.93%,变异系数排序为单株产量>单株蒴果数>始蒴高度>每蒴粒数>果轴长度>节间长度>株高>蒴果长度。从遗传多样性指数来看,节间长度的遗传多样性指数最高为2.09,每蒴粒数的遗传多样性指数最低为1.64,遗传多样性指数排序为节间长度>单株蒴果数>始蒴高度>单株产量>果轴长度>株高>蒴果长度>每蒴粒数。
表4 芝麻种质资源8个数量性状遗传多样性分析
Table 4
| 性状Character | 最大值Max | 最小值Min | 极差Range | 平均值Mean | 标准差SD | 变异系数CV (%) | 遗传多样性指数H |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 株高Plant height (cm) | 195.00 | 102.00 | 93.00 | 157.18 | 16.19 | 10.30 | 2.00 |
| 始蒴高度Initial capsule height (cm) | 102.00 | 23.00 | 79.00 | 56.63 | 16.35 | 28.87 | 2.07 |
| 果轴长度Fruit axis length (cm) | 140.00 | 29.00 | 111.00 | 97.02 | 22.30 | 22.98 | 2.03 |
| 节间长度Internode length (cm) | 4.50 | 2.10 | 2.40 | 3.44 | 0.45 | 13.22 | 2.09 |
| 蒴果长度Capsule length (cm) | 4.00 | 2.00 | 2.00 | 3.03 | 0.27 | 8.93 | 1.80 |
| 每蒴粒数Number of grains per capsule | 160.00 | 40.00 | 120.00 | 81.12 | 21.45 | 26.45 | 1.64 |
| 单株蒴果数Number of capsules per plant | 198.00 | 13.00 | 185.00 | 97.87 | 35.87 | 36.65 | 2.08 |
| 单株产量Yield per plant (g) | 25.66 | 1.18 | 24.48 | 9.07 | 4.32 | 47.66 | 2.04 |
2.2 芝麻表型性状主成分分析
利用SPSS 18.0软件对参试种质资源的18个表型性状进行主成分分析,结果（表5）表明,在特征值大于1时,主要信息集中在前6个主成分中,累计贡献率为64.452%。第1主成分的特征值为3.513,贡献率为19.517%,特征向量为正且载荷较高的性状有果轴长度、单株产量、株高、单株蒴果数、蒴果长度,特征向量值分别为0.817、0.702、0.693、0.675、0.628,此类性状称为产量因子,说明果轴长度、单株产量、株高、单株蒴果数、蒴果长度的数值越大,产量就越高。第2主成分的特征值为2.100,贡献率为11.664%,特征向量为正且载荷最高的性状为株型,特征向量值为0.567,此类性状称为株型因子,说明在一定范围内植株分枝越多,产量相对越高。第3主成分的特征值为1.844,贡献率为10.247%,特征向量为正且载荷较高的性状有每蒴粒数、蒴果棱数,特征向量值分别为0.797、0.734,此类性状称为蒴果性状因子。第4主成分的特征值为1.550,贡献率为8.610%,特征向量为正且载荷最高的性状为叶色,此类性状称为叶色因子。第5主成分的特征值为1.404,贡献率为7.798%,特征向量为正且载荷最高的性状为始蒴高度,此类性状称为始蒴因子。第6主成分的特征值为1.191,贡献率为6.615%,特征向量为正且载荷较高的性状为蜜腺,此类性状称为蜜腺因子。
表5 芝麻种质资源表型性状的主成分分析
Table 5
| 性状 Character | 第1主成分 The first principal component | 第2主成分 The second principal component | 第3主成分 The third principal component | 第4主成分 The fourth principal component | 第5主成分 The fifth principal component | 第6主成分 The sixth principal component |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 株型Plant type | -0.204 | 0.567 | 0.043 | 0.523 | 0.229 | 0.055 |
| 花冠颜色Corolla colour | 0.243 | 0.240 | -0.143 | 0.294 | -0.116 | 0.481 |
| 蜜腺Nectary | 0.265 | -0.125 | -0.010 | -0.047 | 0.157 | 0.723 |
| 叶色Leaf colour | -0.068 | -0.230 | 0.048 | 0.546 | -0.418 | 0.057 |
| 叶形Leaf shape | 0.358 | -0.061 | 0.297 | -0.244 | 0.442 | 0.072 |
| 每叶腋花数Number of flowers per leaf axil | 0.237 | -0.524 | -0.160 | -0.259 | 0.287 | 0.044 |
| 蒴果棱数Number of arrises per capsule | -0.264 | 0.053 | 0.734 | -0.207 | -0.252 | 0.224 |
| 主茎茸毛量Number of stem pubescence | 0.012 | -0.621 | 0.372 | 0.374 | 0.289 | -0.070 |
| 蒴果茸毛量Number of capsule pubescence | -0.205 | -0.493 | 0.428 | 0.412 | 0.110 | -0.215 |
| 主茎颜色Stem colour | 0.270 | 0.331 | 0.145 | -0.362 | -0.326 | -0.080 |
| 株高Plant height | 0.693 | 0.247 | 0.316 | -0.030 | -0.004 | -0.390 |
| 始蒴高度Initial capsule height | -0.374 | 0.539 | 0.189 | -0.056 | 0.504 | -0.205 |
| 果轴长度Fruit axis length | 0.817 | -0.199 | 0.095 | 0.055 | -0.376 | -0.144 |
| 节间长度Internode length | 0.576 | -0.251 | 0.038 | -0.271 | 0.246 | 0.058 |
| 蒴果长度Capsule length | 0.628 | 0.061 | -0.131 | 0.085 | -0.176 | -0.150 |
| 每蒴粒数Number of grains per capsule | -0.072 | 0.166 | 0.797 | -0.113 | -0.165 | 0.180 |
| 单株蒴果数Number of capsules per plant | 0.675 | 0.317 | -0.002 | 0.340 | 0.224 | -0.064 |
| 单株产量Yield per plant | 0.702 | 0.213 | 0.159 | 0.252 | 0.175 | 0.194 |
| 特征值Eigen value | 3.513 | 2.100 | 1.844 | 1.550 | 1.404 | 1.191 |
| 贡献率Contribution rate (%) | 19.517 | 11.664 | 10.247 | 8.610 | 7.798 | 6.615 |
| 累计贡献率Cumulative contribution rate (%) | 19.517 | 31.181 | 41.428 | 50.038 | 57.836 | 64.452 |
2.3 芝麻表型性状聚类分析
图1
表6 各类群芝麻种质表型性状统计
Table 6
| 性状 Character | 统计 Statistic | 种质类群Germplasm group | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | ||
| 株高Plant height (cm) | 平均值Mean | 161.84 | 141.62 | 166.69 | 158.57 |
| 变异系数CV (%) | 7.67 | 11.82 | 6.45 | 7.39 | |
| 始蒴高度 | 平均值Mean | 65.18 | 58.51 | 47.50 | 61.47 |
| Initial capsule height (cm) | 变异系数CV (%) | 26.01 | 29.68 | 24.19 | 25.37 |
| 果轴长度Fruit axis length (cm) | 平均值Mean | 92.36 | 78.51 | 115.95 | 94.46 |
| 变异系数CV (%) | 21.67 | 27.84 | 10.82 | 16.25 | |
| 节间长度Internode length (cm) | 平均值Mean | 3.34 | 3.23 | 3.71 | 3.38 |
| 变异系数CV (%) | 13.47 | 15.62 | 10.24 | 10.29 | |
| 蒴果长度Capsule length (cm) | 平均值Mean | 2.80 | 2.88 | 3.17 | 3.10 |
| 变异系数CV (%) | 10.10 | 8.62 | 6.04 | 7.68 | |
| 每蒴粒数 | 平均值Mean | 122.73 | 73.51 | 78.30 | 74.63 |
| Number of grains per capsule | 变异系数CV (%) | 21.30 | 27.01 | 12.18 | 11.31 |
| 单株蒴果数 | 平均值Mean | 85.50 | 70.43 | 110.56 | 112.65 |
| Number of capsules per plant | 变异系数CV (%) | 33.21 | 49.57 | 17.40 | 33.92 |
| 单株产量Yield per plant (g) | 平均值Mean | 9.14 | 5.95 | 10.93 | 9.73 |
| 变异系数CV (%) | 43.11 | 58.98 | 33.29 | 45.28 | |
| 株型Plant type | 单秆或分枝 | 单秆或分枝 | 单秆 | 单秆或分枝 | |
| 花冠颜色Corolla colour | 多为粉色或浅紫色 | 多为粉色或浅紫色 | 多为粉色或浅紫色 | 多为浅紫色 | |
| 蜜腺Nectary | 多为有蜜腺 | 多为有蜜腺 | 多为有蜜腺 | 多为有蜜腺 | |
| 叶色Leaf colour | 多为绿色 | 多为绿色或深绿色 | 多为绿色 | 多为绿色 | |
| 叶形Leaf shape | 多为披针形 | 多为披针形或柳叶形 | 多为披针形或椭圆形 | 多为柳叶形或 披针形或椭圆形 | |
| 每叶腋花数 Number of flowers per leaf axil | 多为三花 | 多为三花或多花 | 多为三花 | 多为单花或三花 | |
| 蒴果棱数 Number of arrises per capsule | 多为八棱或混合 | 多为四棱 | 多为四棱 | 多为四棱 | |
| 主茎茸毛量 Number of stem pubescence | 多为少或中等 | 多为少或中等 | 多为少或中等 | 多为少 | |
| 蒴果茸毛量 Number of capsule pubescence | 多为少或中等 | 多为少或中等 | 多为少或中等 | 多为少或中等 | |
| 主茎颜色Stem colour | 多为绿色 | 多为绿带紫斑 | 多为绿带紫斑或绿色 | 多为绿色 | |
第I类群包括22份材料,占总材料的11.6%,此类群材料主要特征为：株高较高（161.84cm）,每蒴粒数较多（122.73粒）,始蒴高度较高（65.18cm）,蒴果长度较短（2.80cm）,单株产量、节间长度、果轴长度、单株蒴果数中等,其中株高的变异系数最小（7.67%）,单株产量的变异系数最大（43.11%）。此类群材料属于八棱或混合型、高秆芝麻特异材料。
第Ⅱ类群包括49份材料,占总材料的25.9%,此类群材料主要特征为：株高较矮（141.62cm）,节间长度较短（3.23cm）,果轴长度较短（78.51cm）,单株产量较低（5.95g）,始蒴高度、蒴果长度、每蒴粒数、单株蒴果数中等,其中蒴果长度的变异系数最小（8.62%）,单株产量的变异系数最大（58.98%）。此类群材料属于矮秆、短节间、密蒴芝麻特异材料。
第Ⅲ类群包括61份材料,占总材料的32.3%,此类群材料主要特征为：株高较高（166.69cm）,始蒴高度较低（47.50cm）,果轴长度较长（115.95cm）,节间长度较短（3.71cm）,蒴果长度较长（3.17cm）,单株蒴果数较多（110.56个）,单株产量较高（10.93g）,每蒴粒数中等,其中蒴果长度的变异系数最小（6.04%）,单株产量的变异系数最大（33.29%）。此类群材料综合性状均较好,属于高产优异芝麻材料。
第Ⅳ类群包括57份材料,占总材料的30.2%,此类群材料主要特征为：单株蒴果数较高（112.65个）,单株产量较高（9.73g）,株高、始蒴高度、节间长度、果轴长度、蒴果长度、每蒴粒数中等,其中株高的变异系数最小（7.39%）,单株产量的变异系数最大（45.28%）。此类群材料综合性状次于第Ⅲ类群,且存在一批单花、高产芝麻特异材料。
3 讨论
作物的遗传多样性是衡量群体内个体差异的指标,同时也是种质创新的基础[24]。本研究通过对189份山西芝麻种质资源的10个质量性状和8个数量性状进行遗传多样性分析,结果发现,10个质量性状的变异系数范围在16.77%~63.88%,其中变异系数最高的为蒴果棱数,遗传多样性指数范围在0.51~1.15,其中遗传多样性指数最高的为主茎茸毛量;8个数量性状中变异系数范围在8.93%~47.66%,其中变异系数最高的为单株产量,遗传多样性指数范围在1.64~2.09,其中遗传多样性指数最高的为节间长度。孙铭等[25]研究表明,一般变异系数大于10%表示样本间差异较大,本研究中除蒴果长度外,其余17个表型性状的变异系数均大于10%,说明这189份山西芝麻种质资源之间遗传基础较广,资源类型丰富,具有丰富的遗传差异,有利于特异种质材料的比较和筛选,为山西芝麻种质资源遗传改良和育种奠定基础。
对189份山西芝麻种质资源的10个质量性状和8个数量性状进行主成分分析,将18个性状合为6个主成分,累积贡献率达64.452%,这6个主成分反映了18个芝麻表型性状的主要信息,分别反映了产量特征、株型特征、蒴果特征、叶色特征、始蒴特征、蜜腺特征,上述6个特征是造成芝麻种质表型多样化的主要因素。
通过对山西芝麻种质资源的18个性状进行聚类分析,将189份种质资源分为4个类群,类群Ⅰ可作为选育八棱、高秆芝麻亲本材料,类群Ⅱ为矮秆、短节间芝麻特异材料,类群Ⅲ为高产选育目标材料,综合性状较好,可直接作为优异亲本加以利用,类群Ⅳ综合性状次于类群Ⅲ,且存在一批单花、高产芝麻特异材料。
长期以来,表型性状的鉴定和描述是研究种质资源最基本的方法和途径,广泛应用于作物的种质资源鉴定、分类及遗传多样性研究,但由于表型性状易受环境等因素的影响,因此单从表型性状研究遗传多样性具有一定的局限性。随着分子生物学技术的快速发展,分子标记已成为研究植物遗传多样的重要手段[26],因此,今后应加强利用分子标记从DNA水平上进行辅助分析,将表型性状与分子标记相结合进行综合评价,为芝麻种质资源优异基因发掘和遗传改良提供基础。
参考文献
芝麻种质资源因子分析及聚类分析
调查１８６份国内外芝麻资源的２１个表型性状，对８个主要农艺性状进行相关分析和因子分析；并对所 有性状进行聚类分析，１８６份材料可划分为７个类群。结果表明：选取单株蒴数多、千粒重高、花期适中的大蒴材料 <BR>作亲本能显著提高单株产量；不同地区间品种农艺性状整体变异差别较小，区域内变异较大且侧重的性状不同；聚 <BR>类结果显示，芝麻品种的遗传差异与地理远缘无明显相关性，说明培育高产优质品种时，亲本选配要以亲缘关系为 <BR>主要参考依据；同时推测国内芝麻的引种传播是由南向北进行的。 <BR>
山西与我国芝麻主产区种质资源遗传多样性比较分析
DOI:10.7505/j.issn.1007-9084.2013.05.011
Magsci
[本文引用: 2]
<p>利用10对AFLP引物对98份山西和主产区芝麻种质资源进行了检测，共扩增出273条清晰条带，其中多态性条带210条，多态性率为76.9%。不同引物组合的平均多样性信息含量（PIC）在0.164~0.271之间，平均为0.210。不同省份芝麻种质资源的Shannon 指数在0.091~0.454之间，以山西最高。98份资源间的遗传相似系数在0.280~0.996之间，平均为0.798。其中，山西芝麻种质资源的遗传相似系数变化范围最广，平均值最低。聚类结果显示河南、安徽、湖北和江西等4个省份的资源遗传关系较近。群体结构分析将98份材料分为两组，其中一组全部来源于山西。以上结果表明山西芝麻资源与芝麻主产区资源的遗传关系较远，因而应加大对非主产区芝麻种质资源的发掘和利用。</p>
