郑麦9023的M3代性状变异及典型相关分析

王铁固,王泽河,张从宇

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.现代生物育种河南省协同创新中心,河南新乡453003；3.岳西县职业技术教育中心,安徽岳西246600）

郑麦9023的M3代性状变异及典型相关分析

王铁固1,2,王泽河3,张从宇3

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.现代生物育种河南省协同创新中心,河南新乡453003；3.岳西县职业技术教育中心,安徽岳西246600）

利用60Co-γ射线对郑麦9023干种子进行辐射,并对M3代的产量性状、营养性状、农艺性状、加工性状进行典型相关分析和变异分析.结果表明：从变异系数看,行质量>退化小穗数>直链淀粉>穗长>稳定时间>沉降值>形成时间>株高>千粒质量>小穗数>蛋白质干质量>湿面筋>硬度>出粉率>吸水率>容重；简单相关分析表明,M3代各性状中有21对呈极显著正相关,1对呈显著正相关,15对呈极显著负相关,7对呈显著负相关；典型相关分析表明,加工性状和营养性状之间的相关极显著.

郑麦9023；60Co-γ射线；变异；简单相关分析

小麦是一种世界性的重要的粮食作物.小麦品质主要包括营养品质、加工品质以及形态品质.小麦加工品质通常用出粉率、灰分含量、动力消耗和面粉白度等磨粉品质衡量,还包括烘焙品质、蒸煮品质及制作品质在内的食品加工品质.小麦籽粒蛋白含量及其氨基酸组成的平衡程度决定小麦的营养价值,因此小麦各种品质都与它所含蛋白质的种类与含量有关.对于小麦的一次加工品质,存在于小麦胚乳中的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白是小麦面筋的主要成分,约占面筋总量的90%,评价小麦品质不能忽略蛋白质的质与量[1].

提高小麦的产量和品质可以通过辐射诱变的方法,提高自然突变率,辐射诱变育种在20世纪发展迅速.资料证明,诱变小麦变异的几率是自然变异的100~1 000倍[2-7].60Co-γ射线诱发作物突变作为常规育种的补充手段,已被育种学家重视和利用,并且取得显著的成绩[8-15].60Co-γ射线辐射小麦能产生性状的广泛变异,这是小麦诱变育种选择的基础[16-19].本试验对郑麦9023诱变3代进行了品质鉴定,进而分析射线处理对郑麦9023产量和品质的影响.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用的为郑麦9023 M3代种子,由安徽科技学院作物遗传学实验室提供.

1.2 试验方法

2013年11月初至12月初,对岳西县职业技术教育中心试验田进行整地,人工精量播种,灌溉.播种密度为：行距25 cm,株距5 cm,行长3 m.出苗后,对出苗率、麦苗健康状况等进行调查记录.2014年3月中旬至4月中旬,使用质量浓度为60 g/L的精噁唑禾草灵防除田间杂草,用药量3 L/hm2.成熟后,对其株高、穗长、小穗数、退化小穗数、千粒质量进行测量和记录.使用DA7200近红外分析仪对M3代的蛋白质干质量、湿面筋含量、吸水率、容重、稳定时间、形成时间、沉降值、出粉率、直链淀粉含量进行精密的测定和统计.

1.3 数据分析

利用DPS软件进行各项性状的典型相关分析和变异分析.产量性状和营养性状、农艺性状和营养性状、产量性状和加工性状、农艺性状和加工性状、营养性状和加工性状的相关性用t检验.

2 结果与分析

2.1 M3代性状及变异分析

计算和统计的M3代主要性状的均值、标准差、变异系数、正向变异率、负向变异率、变异率等数据,结果见表1.

表1 M3代主要性状的变异分析结果Tab.1 The variation results ofmain characters ofM3

由表1可知,各项性状的变异程度有所不同,变异系数的大小情况为：行质量>退化小穗数>直链淀粉>穗长>稳定时间>沉降值>形成时间>株高>千粒质量>小穗数>蛋白质干质量>湿面筋>硬度>出粉率>吸水率>容重.说明郑麦9023的各项性状诱变后M3代的诱变程度退化穗数和行质量变化程度最大,而容重和吸水率的变化幅度比较轻微.从变异率的大小来看,硬度、行质量、千粒质量的变异率较大,而穗长几乎没有变异.

2.2 M3代主要性状的简单相关分析

将各项性状分成4组,分别为产量性状中的袋重、千粒质量,农艺性状中的株高、穗长、小穗数、退化小穗数,营养性状中的蛋白质、湿面筋,加工性状中的容重、稳定时间、形成时间、硬度、沉降值、出粉率、直链淀粉.将所测得的数据绘制成表2.

表2 M3代主要性状的简单相关系数Tab.2 The simple correlation ofmain characters ofM3

由表2可知,行质量-穗长、蛋白质-湿面筋、蛋白质-容重、湿面筋-容重、吸水率-稳定时间、湿面筋-稳定时间、容重-稳定时间、湿面筋-形成时间、吸水率-形成时间、容重-形成时间、稳定时间-形成时间、蛋白质-硬度、蛋白质-沉降值、湿面筋-沉降值、容重-沉降值、稳定时间-沉降值、形成时间-沉降值、硬度-沉降值、吸水率-出粉率、硬度-出粉率、稳定时间-直链淀粉之间呈极显著正相关.

退化小穗数-出粉率之间呈显著正相关.

行质量-株高、穗长-小穗数、蛋白质-吸水率、退化小穗数-稳定时间、蛋白质-稳定时间、退化小穗数-形成时间、蛋白质-形成时间、湿面筋-硬度、退化小穗数-沉降值、蛋白质-出粉率、湿面筋-出粉率、容重-出粉率、沉降值-出粉率、蛋白质-直链淀粉、硬度-直链淀粉、吸水率-容重之间呈极显著负相关.

行质量-千粒质量、退化小穗数-湿面筋、千粒质量-形成时间、容重-硬度、行质量-沉降值、容重-直链淀粉、出粉率-直链淀粉之间呈显著负相关.

2.3 M3代性状组间的典型相关分析

M3代各项性状可以分为包括行质量、千粒质量的产量性状,包括株高、穗长、小穗数、退化小穗数的农艺性状,包括蛋白质、湿面筋的营养性状,包括容重、稳定时间、形成时间、硬度、沉降值、出粉率、直链淀粉的生产性状.各组间典型相关系数及相关显著或极显著的典型变量列入表3.

表3 性状组间的典型相关分析Tab.3 Canonical correlation analysis between trait groups

从表3中的数据可以看出,产量性状与农艺性状、产量性状与营养性状、产量性状与加工性状、农艺性状与营养性状、农艺性状与加工性状之间相关不显著,而营养性状与加工性状之间相关显著.营养性状和加工性状中的第一对典型变量U1的湿面筋（x2）的系数最大,其次才是蛋白质（x1）；V1的硬度（y5）系数最大,其次才是稳定时间（y2）,由于产量性状中的湿面筋和蛋白质与加工性状中的硬度和稳定时间紧密相关,导致产量性状和加工性状之间的关系显著.

3 结论与讨论

从郑麦9023 M3的变异结果来看,行质量和退化小穗数的变异系数较大,说明60Co-γ射线辐射郑麦9023干种子可能会得到优质高产的变异后代,为产量育种提供可能.另外直链淀粉和稳定时间、稳定时间-沉降值、沉降值-蛋白质呈正相关,直链淀粉的变异系数大,也会引起蛋白质质量和数量的改变,为品质育种提供了可能性.从变异率来看,硬度、行质量、千粒质量较大,由于行质量、千粒质量影响着小麦的产量性状,说明60Co-γ射线辐射郑麦9023干种子可能会得到优质高产的变异后代,扩大了产量育种成功的可能性.从典型相关分析的结果来看,营养性状和加工性状之间的关系密切,而产量性状和营养性状、产量性状和加工性状、产量性状和农艺性状、农艺性状和营养性状、农艺性状和加工性状除个别相关显著之外,多数相关不显著.因此,60Co-γ射线辐射郑麦9023干种子后代的产量和品质不能同时兼顾,要分别考虑.这些与张从宇[13]等人的研究结果相似.未来全球对小麦的需求量仍然呈上升趋势,研究小麦的单株产量将会是小麦育种的发展方向,60Co-γ射线诱变育种将为解决这一问题提供重要参考.

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（责任编辑：邓天福）

Analysis on generation trait variation and canonical correlation of M3of Zhengmai 9023

WANG Tiegu1,2,WANG Zehe3,ZHANG Congyu3
（1.Henan Institute ofScience and Technology,Xinxiang453003,China；2.Collaborative Innovation Center ofModern Biological BreedingofHenan Province,Xixiang453003,China；3.Vocational and Technical Education Center ofYuexi County,Yuexi 246600,China）

60Co-γ ray was used to radiate drying seeds of the Zheng 9023,the M3generations’yield traits,nutrition traits,agronomic traits,processing traits and canonical correlation.The analysis on variation were analyzed.The analysis results showed that those coefficient of variation were degraded spike row weight>number of degeneratedspikelets> straight chain starch>ear length>stable time>settlement value>formation time>plant height>TKW>spikelet number>protein dry weight>wet gluten>hardness>flour yield>water absorption>volume weight.According to the simple correlation analysis,21 pairs of the characters of the M3generation were extreme significantly positive correlation,only one was significantly positive correlation and 15 pairs were extreme significantly negative correlation, 7 pairs were significantly negative.correlation.Canonical correlation analysis showed that the correlation between the processing traits and the nutritional traits was extreme significantly positive correlation.

Zhengmai 9023；60Co-γray；variation；simple correlation analysis

S512.1

A

1008-7516（2016）03-0011-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.03.003

2016-01-17

王铁固（1971―）,男,河南伊川人,博士,副教授.主要从事作物遗传育种研究.