小麦形态与产量性状世代平均数分析

2016-04-23黄龙江淮北师范大学安徽淮北235000

安徽农业科学 2016年6期

黄龙江　(淮北师范大学，安徽淮北 235000)

小麦形态与产量性状世代平均数分析

黄龙江(淮北师范大学，安徽淮北 235000)

摘要[目的]进一步改良小麦的形态、产量性状。[方法]以性状差别明显的纯度较高的潍麦8号(P1)、淮师0806(P2)为试验材料，分析小麦形态性状和产量性状的基因效应及这些性状之间的相关性。[结果]P1和P2在株高、分蘖数、节间长形态性状以及穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重产量性状方面有明显差异；F(1-10)、F(1-16)、F(2-10)、F(2-16)、回1、回2、回3和回4代各性状与亲本接近，且更偏向于母本；就方差和变异系数而言，各世代性状差异明显；各性状之间具有相关性，株高与节间长密切相关，节间长之间密切相关，小穗数、穗粒数、穗长、穗重、株产量之间也存在密切的联系。[结论]该研究可为育种工作提供科学依据。

关键词小麦；形态性状；产量性状；基因效应；相关性

Generation Mean Analysis of Wheat Morphology and Yield Traits

HUANG Long-jiang

(Huaibei Normal University,Huaibei,Anhui 235000)

Abstract[Objective] To further improve the yield traits of wheat.[Method] With Weimai 8 (P1) and Huaishi 0806 (P2) as the research materials,we analyzed the correlation between genetic effects of wheat morphological traits and yield traits.[Result]P1and P2had significant differences in morphological traits (plant height,tillering number,internode length) and yield traits (ear length,spikelet number,seeds per ear,ear weight,plant yield and grain weight).F1-10、F1-16、F2-10、F2-16,backcross 1,2,3 and 4 had close traits with their parents,which were more in favor of the female parent.As for variance and variation coefficient,the generations showed significant differences in traits.There was correlation among traits and internode lengths; plant height and internode length had close correlation; there was also close correlation in spikelet number,seeds per ear,ear length,ear weight and plant weight.[Conclusion] This research provides scientific references for the breeding work of wheat.

Key wordsWheat; Morphological traits; Yield traits; Genetic effect; Correlation

小麦是世界各地广泛种植的、最早栽培的农作物之一，它也是世界上分布最广、面积最大、总产量第二、营养价值最高的粮食作物之一[1-9]。随着人口增多和人们生活水平的不断提高，粮食供不应求，又因产业结构调整使粮田面积有所降低，这要求进一步提高小麦的产量和品质，而提高小麦产量与品质必须与其他优良性状相结合，这样才能使优质育种发挥最大效益，因此对小麦形态性状的基因效应和遗传机制的研究尤为重要[10]。

小麦的形态性状主要包括株高、分蘖、节间长，产量性状由单位面积穗数、穗粒数、粒重、穗长、穗重和株产量构成。这些性状因素主要受品种遗传特性和环境条件的影响，在生态环境不同的地区，小麦各性状构成因素也有一定的差异。小麦单个性状的表达是由一个数量性状的多基因系统控制的，其单个基因的效应值较小，且易受环境影响，不足以表达该种性状，因此一切数量性状都可以用一个特定的多基因系统加上环境修饰而成。这种频率分布特征可以用统计的方法如计算平均数、方差等来描述。此外，这些统计数在遗传学上具有一定的意义，它们可以对多基因系统控制的数量性状做出遗传学分析。无论是在遗传理论方面，还是在育种实践方面，这种数量性状的遗传分析均具有十分重要的意义[11-12]。笔者以经过两代自交、纯度较高的潍麦8号(P1)、淮师0806(P2)为亲本，对小麦形态性状、产量性状以及各性状之间的相关性进行研究，以期为育种工作提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料试验选用经过两代自交、纯度较高的潍麦8号(P1)、淮师0806(P2)为亲本，以潍麦8号(P1)为父本、以淮师0806(P2)为母本正交得到品系F1-10；以淮师0806(P2)为父本、以潍麦8号(P1)为母本反交得到品系F1-16。F1代经自交得F2代(F2-10， F2-16)，以品系(F1-10)为父本，以P1、P2为母本进行回交得到品系回1、回2；以品系F1-16为父本，以P1、P2为母本进行回交得到品系回3、回4。通过以上过程获得此次试验的10种小麦品系。

1.2试验设计与方法2014年秋季将该组合的P1、P2、F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1、回2、回3和回4种植于小麦育种试验田，单行种植，行长5.0 m、行距1.2 m、株距0.4 m，采用营养钵育苗控制密度及株行距，无缺苗现象。2015年6月初对小麦进行收割，在实验室对小麦形态性状、产量性状进行测定。

1.3性状测试与数据处理形态性状调查包括株高(PH)、分蘖数(TI)、节间长(IL)；产量性状调查包括穗长(EL)、小穗数(SP)、穗粒数(SG)、穗重(PW)、株产量(PP)、粒重(GW)。

各性状指标取测定样品的平均值，采用Excel2015和SPSS18.0进行数据整理分析。

2结果与分析

2.1形态性状基因效应由表1可知，在亲本中，潍麦8号(P1)的株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为78.13 cm、12.83个、23.10 cm、17.93 cm、11.27 cm、7.12 cm、4.56 cm、4.25 cm；淮师0806(P2)的株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为83.40 cm、15.57 cm、24.98 cm、19.39 cm、11.84 cm、7.31 cm、5.22 cm、2.93 cm，双亲8个形态性状间均存在显著差异。F1-10株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为77.80 cm、10.57个、23.93 cm、17.14 cm、10.96 cm、6.86 cm、4.01 cm、2.61 cm，F1-16株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为70.13 cm、14.07个、20.06 cm、16.11 cm、9.79 cm、5.95 cm、4.28 cm、2.69 cm，均与亲本性状平均值接近，且偏向于母本性状平均值；F2-10株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为76.82 cm、11.07个、23.56 cm、17.31 cm、11.00 cm、6.94 cm、4.83 cm、3.41 cm；F2-16株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为82.87 cm、13.23个、26.78 cm、18.74 cm、11.33 cm、6.73 cm、4.49 cm、3.77 cm，都接近甚至大于双亲性状平均值。在回交中，回1株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为83.37 cm、12.63个、23.93 cm、18.85 cm、11.86 cm、7.55 cm、5.49 cm、6.17 cm；回2株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为80.72 cm、14.33个、21.55 cm、17.72 cm、11.80 cm、7.45 cm、6.34 cm、4.26 cm；回3株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为75.75 cm、14.60个、22.03 cm、17.42 cm、10.84 cm、6.82 cm、5.27 cm、3.77 cm；回4株高、分蘖数、第1节间长、第2节间长、第3节间长、第4节间长、第5节间长和第6节间长平均值分别为76.78 cm、13.40个、23.38 cm、17.44 cm、11.07 cm、7.30 cm、4.75 cm、3.38 cm，都偏向于母本性状[13]。

表1　各品系形态性状与产量性状指标统计结果

注：S2为平均均方；M为平均值；V为变异系数。

Note:S2,MandVindicated mean square,mean value and variable coefficient,respectively.

根据P1、P2、F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1、回2、回3和回4形态性状指标的统计结果(表1)可知，各品系之间在株高、分蘖数、节间长性状上存在显著差异。对株高等8个形态性状进行方差分析，结果表明各品系8个形态性状均达到极显著差异。各品系株高差异非常明显。就变异系数来说，第5节间长、第6节间长、分蘖数的变异系数较大，表明各品系间这3个形态性状差异明显，可选择范围宽；变异系数较小的形态性状有株高、第1～4节间长，表明品系间变异幅度并不大，可选择范围相对较窄。

2.2产量性状基因效应由表1可知，在亲本中，潍麦8号(P1)的穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为9.20 cm、18.77个、55.49个、2.94 g、22.82 g、13.31 g；淮师0806(P2)的穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为9.84 cm、18.77个、63.42个、3.36 g、28.08 g、13.44 g，双亲6个产量性状间均存在显著差异。F1-10穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为9.73 cm、18.68个、57.27个、2.95 g、21.11 g、11.78 g，F1-16穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为8.11 cm、17.68个、64.80个、3.33 g、28.53 g、12.52 g，均与亲本性状平均值接近，且偏向于母本性状平均值；F2-10穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为9.33 cm、18.47个、64.04个、3.28 g、23.70 g、12.41 g；F2-16穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为9.68 cm、18.91个、68.52个、3.69 g、33.18 g、13.32 g，都接近甚至大于双亲性状平均值。在回交中，回1穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为13.97 cm、35.40个、28.50个、12.72 g、18.21 g、11.59 g；回2穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为8.82 cm、18.42个、58.22个、3.04 g、22.69 g、10.93 g；回3穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为8.99 cm、18.74个、62.07个、3.08 g、36.59 g、10.43 g；回4穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重平均值分别为9.75 cm、18.92个、59.99个、3.01 g、27.47 g、10.22 g，都偏向于母本性状。

根据P1、P2、F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1、回2、回3和回4主要性状指标的统计结果(表1)可知，各品系之间在穗长、穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重等性状上存在显著差异。对穗长等6个产量性状进行方差分析，结果表明各品系之间这6个性状均达到极显著差异。其中，小穗数、穗粒数和株产量这些性状差异非常明显[14-15]。就变异系数来说，6个产量性状的变异系数均较大，表明各品系间差异极明显，可选择范围宽。

2.3相关性各品系形态性状与产量性状的相关系数见表2。由表2可知，株高与第2节间长、第3节间长在0.01水平上显著相关，相关系数分别为0.940、0.938，与第1节间长、第4节间长在0.05水平上显著相关，相关系数分别为0.752、0.745，与其他性状无相关性，说明株高与第1～4节间长有密切的关系；分蘖数与其他性状均无相关性；第1节间长与第2节间长中度相关，相关系数为0.752；第2节间长与第3节间长呈显著相关、与第4节间长中度相关，相关系数为0.860、0.660；第3节间长与第4节间长显著相关，相关系数为0.912；第4节间长与第5节间长中度相关，相关系数为0.639；第5节间长与除第4节间长以外的其他性状均无相关性，说明第1～5节间长相互之间有密切的联系；第6节间长与小穗数、穗重呈显著正相关，与穗粒数呈显著负相关，与穗长呈中度相关；穗长与小穗数、穗重呈显著正相关，与穗粒数呈显著负相关；小穗数与穗粒数呈显著负相关，与穗重呈显著正相关；穗粒数与穗重呈显著负相关、与株产量中度相关，说明穗长、小穗数、穗粒数和穗重之间关系密切；穗重、株产量、粒重与其他性状无相关性。

表2　各品系形态性状与产量性状的相关系数

注：**表示在0.01水平(双侧)上显著相关；*表示在0.05水平(双侧)上显著相关。

Note: ** indicated significant correlation at 0.01 level; and * indicated significant correlation at 0.05 level.

3结论与讨论

亲本P1、P2在株高、分蘖数、节间长等形态性状以及穗长、小穗数、穗粒数、穗重、株产量、粒重等产量性状上均存在明显差异，F1-10、F1-16、F2-10、F2-16、回1 、回2、回3和回4代性状与亲本性状接近，且更偏向于母本性状。方差分析结果表明，各品系株高、小穗数、穗粒数和株产量4种性状均达到极显著差异；就变异系数而言，各品系第5节间长、第6节间长、分蘖数、穗重、小穗数、株产量、粒重、穗粒数的变异系数较大，表明各品系间差异极明显，可选择范围宽。各性状之间具有相关性，株高与节间长密切相关，节间长之间密切相关，小穗数、穗粒数、穗长、穗重、株产量之间也存在密切的联系。

由于地域气候等条件的影响，试验代表性有限，对小麦相关性状的世代平均数有待进一步深入研究。

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