张广旭 樊继伟 孙中伟 王康君 郭明明 李强 陈凤

摘 要：为进一步丰富江苏徐淮地区小麦种质资源，从澳大利亚引进了46份小麦种质，进行了穗粒数、株高等8个主要农艺性状的调查分析。结果表明，引进资源的农艺性状存在丰富的遗传变异，具有穗粒数较多、千粒重高、株高高等特点。对材料间农艺性状间相关性分析，共有10对性状达到显著性相关。该套资源在欧氏距离6.50处可将供试材料分为Ⅵ大类群，为进一步配置杂交组合提供选择基础。为充分利用好这套资源，应从分子遗传学方面对其品质抗性等进一步分析。

关键词：小麦；农艺性状；相关性分析；聚类分析；澳大利亚

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）20-0123-3

小麦是我国三大粮食作物之一，为保障我国粮食生产安全做出了重大贡献[1]。小麦新品种的选育突破主要依靠于特殊种质资源的发现、开拓及其利用，小麦种质资源为小麦新品种的选育提供了丰富的遗传多样型基础。从国外引进优异种质资源，对丰富我国小麦遗传资源及促进新品种的培育具有重要意义[2]。澳大利亚小麦育种在世界上有着较大的影响，其育种手段及种质资源的分类研究比较系统，培育出的小麦品种品质优良[3]。笔者单位从澳大利亚引进小麦种资资源46份，通过对其8个农艺性状进行调查统计分析，并进行了基于农艺性状多样性分析与聚类，旨在为利用好该套小麦种质资源提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料 通过Murdoch University引进46份澳大利亚小麦种质资源，该套材料于2017年12月5日在连云港市农业科学院试验基地温室种植，行长2m，行间距25cm，每品种种植1行，每行种植50粒。其他管理条件同当地栽培管理。

1.2 农艺性状调查 在材料成熟收获前进行穗下节间长及株高的测量，每份材料随机取5株；收获后取样进行室内考种，每份资源取10穗，调查不育小穗数、小穗数、穗长、穗粒数和穗密度等；收获晒干后，测量籽粒千粒重[4]。

1.3 数据分析 利用Excel 2007和DPS7.05软件对该套材料农艺性状数据进行整理和分析，计算各性状的极差、极值、均值、变异系数、相关系数等。对各性状的农艺性状数据进行标准化处理，计算供试材料间的遗传距离，多态性信息量（PIC）并进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状 从表1可以看出，46份引进种质资源材料的8个农艺性状的多态性信息量（PIC）依次为株高（0.978）>穗下节间长（0.977）>穗长（0.975）>穗粒数（0.971）>小穗数（0.958）>千粒重（0.950）>不孕小穗数（0.915）>穗密度（0.918）。穗长均值为10.32cm，变幅为7.71～12.50cm，变异系数10.41%；穗长在10cm以下的材料有16份，表明此套种质资源多表现为长穗型。小穗数均值19.43个，变幅为15.10～22.40个，变异系数9.44%，小穗数差异较大。穗密度均值为1.90个/cm，变幅在1.80～2.30个/cm，变异系数9.84%；在小穗着生稀密程度具有一定的差异，但多数表现为密穗类型；不育小穗数均值为2.56个，变幅0.90～4.70个，变异系数32.29%；该套材料有23份不育小穗数在2.50个以上，在育种应用上应避免较少不育小穗数提高结实率。穗粒数均值41.80粒，变幅为27.30～57.40粒，变异系数16.81%；穗粒数在40粒以上的有27份，为改良国内增加穗粒数提供重要保障。穗下节间长均值33.23cm，变幅为24.99～39.14，变异系数为11.57%，穗下节间长有丰富的变异。株高均值为88.47cm，变幅为79.58～97.38cm，变异系数为5.43%；株高在85cm以上材料34份，整体株高偏高，抗倒伏能力较差，在育种上应当与矮杆抗倒伏能力强的育种材料结合利用。千粒重均值为46.49g，变幅为42.60～52.80g，变异系数5.52%；千粒重高于45.0g材料有34份，资源整体千粒重较为偏高，为我国小麦改良千粒重提供了丰富的遗传基础。以上对8个农艺性状分析结果表明，引进46份澳大利亚种种质资源在农艺性状上具有较大的变异潜力，这些资源与我国小麦遗传资源互补性较强，这为我国小麦育种新品种选育提供丰富遗传多样型基础。

2.2 相关分析 对引进的46份资源8个重要农艺性状间进行相关性分析，结果如表2。由表2可知，穗长与小穗数、穗下节间长和穗粒数3个农艺性状均呈极显著的正相关，穗长与穗密度呈极显著的负相关；小穗数与穗密度、穗粒数和不育小穗数3个农艺性状均呈显著或极显著的正相关；穗密度与穗下节间长呈极显著的负相关；穗粒数与穗下节间长呈显著正相关，穗粒数与千粒重呈显著负相关；其他性状之间没有显著的相关性。穗长的增加促进了小穗数与穗粒数的增加，而穗粒数与千粒重之间存在一定的矛盾，穗粒数的增加导致千粒重减小；小穗数与穗密度的增加，也会导致千粒重减小，但未达到顯著水平。

2.3 聚类分析 采用DPS 7.05软件对46份引进澳大利亚小麦种质资源的8个主要农艺性状数据以欧氏距离最短距离法进行聚类分析，在欧氏距离6.50处可将供试材料分为Ⅵ大类群（图1）。第Ⅰ类群包括5份材料，在Ⅵ大类群中该类群穗粒数均值最多，为54.74粒，株高是在Ⅵ大类群中表现为最矮的，千粒重较低，该类群材料为较矮杆、多穗粒数类型；第Ⅱ类群1份特异材料，该份材料穗长较长，小穗数多，穗粒数较多，千粒重较高，该材料为长穗、多小穗数、多穗粒数和千粒重高类型；第Ⅲ类群34份材料，该类群材料较多，从整体聚类结果来看，其农艺性状丰富多样型关系较近，该类群材料不育小穗数均值最高，穗粒数偏少，株高偏高；第Ⅳ类群1份特异材料，该份材料穗长均值最短，小穗数和穗密度最小，穗粒数偏少，株高偏高，千粒重中等偏上，该类群材料为穗短、穗粒数少类型；第Ⅴ类群3份材料，该类群材料穗长最长，不育小穗数最少，穗粒数较多，株高偏高，千粒重均值最小，该类群材料为长穗、结实率高、多穗粒数、千粒重低类型；第Ⅵ类群1份特异资源，该资源穗长最短，小穗数数目正常而穗密度最大，穗粒数最少因其不育小穗数也较多，第1节间最短，但株高最高，千粒重最高，为短穗、高秆、高千粒重类型。因此，在江苏徐淮地区小麦育种中，利用该套材料小麦作亲本时与改良当地材料时，应根据目标性状优缺点互补的原则，在不同的类群中筛选材料。

3 讨论

老育种家的小麦新品种选育实践证明，高效合理利用国外小麦资源是拓宽我国小麦遗传基础、提高品种产量、抗性等有效手段[5]，国外引进的种质在当地种植时，其农艺性状表现会与选育地出现一定的差异，农艺性状多数属于数量性状，由环境和遗传信息共同作用表现出来。本研究中46份澳大利亚种质资源整体株高偏高，绝大多数属于高秆，进而限制了其直接利用，应与国内矮秆资源进行中间材料创制后加以利用。不育小穗数在调查的农艺性状中变异程度最大，结实率不稳定进而导致了穗粒数差异也较大，其原因可能是环境和基因的共同作用。對穗粒数较多的品系可进一步创建遗传群体进行挖掘控制穗粒数基因；整套资源的株高和千粒重的差异相对较小，说明其稳定性较好，千粒重整体偏高，可进一步对千粒重高材料进行遗传分析。

对材料8个农艺性状进行性状间相关性分析，有10对性状相关达到显著性，穗粒数与千粒重之间存在显著负相关，穗粒数的增加进而会导致千粒重的降低，与前人对波兰小麦[6]，西藏小麦等[7]研究结果较为一致。引进46份澳大利亚小麦资源农艺性状间存在复杂的相关性，材料间性状是相互影响的，受多个遗传信息影响，在选择利用中关注目标性状的同时也要兼顾其它性状。

采用欧式最短距离聚类分析法，将该套种质资源分为具有各自特点的Ⅵ个类群，改良穗粒数应选择Ⅰ类群材料，注重同时改良穗粒数和千粒重应用Ⅱ类群特异材料，在改良国内小麦穗长兼顾穗粒数可在第Ⅴ类群材料中选择。本文聚类分析的依据是遗传距离，其计算依赖调查性状的表型数据，农艺性状是数量性状，其由环境因素和遗传因素共同决定的，为了更准确地把握该套资源的遗传多样性基础，通过聚类分析与分子标记[8]相结合的方法会更加精确的评价种质资源。

傅晓艺等[9]对引进澳大利亚小麦种质资源进行HMW-GS分析，发现以“5+10”和“1，7+8，2+12”为主要类型，进而说明澳大利亚小麦具有良好的烘烤品质；刘三才等[3]对其引进的16份澳大利材料品质分析表明蛋白值含量和沉淀值高，粉质特性较好；澳大利亚材料Sunco成株期具有较好的条锈病抗性，杨恩年等对其进行遗传分析发现其抗性是由1对主效基因和2对微效基因联合作用的结果[10]；胡铁柱[11]等进行了澳大利亚小麦和黄淮麦区小麦遗传多样性研究，在比较2地品种的等位位点时发现2区域均存在相对特异等位位点。以上研究表明，澳大利亚小麦在品质及抗病性等性状具有较多的优点，下一步应结合分子遗传学等先进方法对引进材料进行较为细致地研究，进一步挖掘其特性，为国内小麦育种提供更多理论基础。

参考文献

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[10]杨恩年，邹裕春，杨武云，等.澳大利亚小麦品种Sunco抗条锈病性状的遗传分析[J].中国农学通报，2006，22（5）：355-355.

[11]胡铁柱，曹廷杰，冯素伟，等.澳大利亚与黄淮小麦品种的SSR遗传多样性比较[J].河南农业科学，2010，39（8）：5-8.

（责编：张宏民）