烟农19 与豫66 杂交F4 代品质性状分离及典型相关分析

王泽河,王铁固

（1.河南科技学院生命科技学院,河南新乡,453003；2.安庆大别山科技学校,安徽安庆,246600）

小麦是我国第二大粮食作物,是世界上总产量最多、营养价值高的粮食作物.在农业生产中占有重要地位,从1983 年开始其总产量已跃居世界首位[1-2].长期以来,由于我国人多地少,提高产量始终是小麦育种和生产的主攻目标,却忽视了对小麦加工品质的改良,导致我国优质专用小麦品种缺乏[3-4],我国达到国家面包要求标准的小麦品种寥寥无几.

在小麦育种中,随着面包等面食的需求日益增加,农业生产目标也由单一追求产量转向注重优良品质改良,品质育种已成为当今小麦育种的重要方向,了解性状之间的遗传相关性,可以更好地对优质与高产性状进行有效选择,从而提高育种效率[5-6].

杂种优势是生物界中的一种普遍现象,利用杂种优势是提高作物产量的主要措施之一[7].本研究用典型相关分析方法较系统、全面地探讨品质性状与农艺性状之间的多元相关关系,从复杂的大量性状中选取少数重要的综合性状,并找出综合性状由谁起决定作用的单一性状,为小麦品质育种、性状相关选择和综合选择提供依据.在小麦的典型性状分析研究中,发现通过研究小麦二组变量之间的相关关系,为小麦品质育种提供依据.

1 材料与方法

1.1 种子

供试品种为烟农19 与豫66 杂交F4代种子.

1.2 田间播种

2018 年10 月播种,密度为：行距20 cm,株距5 cm,行长2 m.

1.3 田间管理

1.3.1 田间施肥 参考彭正萍[8]小麦科学施肥技术,施足基肥,增施有机肥,600～750 kg/hm2有机肥配合尿素225 kg/hm2作为底肥；苗肥要早施,宜在2 叶1 心前施用,施氮量占总氮量的10%～15%,每公顷施用尿素90 kg 左右.返青拔节前,追肥为氮肥,施用量为全生育期的40%.

1.3.2 化学预防病虫草害2019 年3 月进行杂草防治,参照徐英[9]小麦病虫草害综合防治技术,每667 m2用10%苯磺隆可湿性粉剂10～20 g 兑水50 kg 喷雾,防治猪殃殃、播娘蒿等双子叶杂草；每667m2用36%禾草灵乳油130～180 mL,兑水50 kg 喷雾,防治野燕麦、看麦娘等单子叶杂草；用3%甲基二磺隆（世玛）20～40 mL 兑水50 kg 喷雾,防治节节麦、碱茅、硬草等.4 月下旬,每667 m2用40%多菌灵胶悬剂100 g 预防小麦赤霉病；每667 m2用10%吡虫啉可湿性粉剂40～70 g,预防小麦蚜虫.

1.4 考种

成熟后,随机选株连根拔起300 株编号考种,性状有对株高、单株穗数、穗长、小穗数、退化小穗数、株粒质量.

1.5 品质测定

对F4代的300 个样本的蛋白质干质量、湿面筋含量、吸水率、容质量、稳定时间、形成时间、硬度,沉降值、出粉率、直链淀粉含量等指标进行测定.

1.6 数据分析

利用DPS（7.2 版本）软件进行各项性状的典型相关分析,以及产量性状和农艺性状、营养性状、加工性状,农艺性状和营养性状、加工性状,营养性状和加工性状的相关性用T 测验.

2 结果与分析

2.1 农艺性状和产量性状

该批样本数据见表1,农艺性状和产量性状：株高平均89.2 cm,变异系数为8.77%；穗数平均为7.6,变异系数为10.78%；穗平均穗长10.5 cm,变异系数为10%；小穗数平均17.9,变异系数为35.07%；退化小穗数平均2.4,变异系数为16.07%；穗粒重平均13.3 g,变异系数为44.6%.从数据看,供试材料的农艺性状和产量性状普遍表现较好,粒质量、穗数等平均值较高.从变异系数来看,穗粒质量和小穗数的变异系数较大.

表1 F4 代农艺性状和产量性状Tab.1 Agronomic and yield characters of F4 generation

2.2 营养品质性状和加工品质性状

营养品质性状和加工品质性状见表2,吸水率均值为62.3%,变异系数为4.46%；蛋白质含量均值为13.1%,变异系数为11.84%；容重均值为794 g/L,变异系数为1.36%；湿面筋均值为27.3%,变异系数为13.12%；稳定时间均值为14 min,变异系数为17.96%；形成时间均值为3.6 min,变异系数为20.35%；硬度均值为68%,变异系数为11.23%；沉降值均值为24 mL,变异系数为33.44%；出粉率均值为69.1%,变异系数为1.85%；直链淀粉均值为55.9%,变异系数为15.86%.在数据中可知吸水率、容质量、出粉率的变异系数较小,而蛋白质、稳定时间、湿面筋、形成时间、硬度、沉降值、直链淀粉的变异系数较大.

表2 F4 代营养品质性状和加工品质性状Tab.2 Nutritional quality traits and processing quality traits of F4

2.3 F4 代品质分类

参照2013 年国家质量监督检验检疫总局颁布的中华人民共和国小麦品种分类（GB/T 7320-2013）国家标准,F4小麦品质分类分布情况见表3.表3 显示随机选择的小麦样品中,强筋小麦所占比率为50%,中强筋小麦所占比率为38.6%,中筋小麦所占比率为11.4%,无弱筋小麦.

表3 F4 代品质分类Tab.3 Classification of quality traits of F4

2.4 F4 代性状组间的典型相关分析

F4代各项性状可以分为包括穗粒质量、千粒质量的产量性状,包括株高、穗数、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,包括吸水率容质量、稳定时间、形成时间、硬度、沉降值、出粉率、直链淀粉的加工品质性状.各组间典型相关系数及相关显著或极显著的典型变量见表4.

将17 个性状分为4 组,分别为产量性状2 个（穗粒质量、千粒质量）、农艺性状5 个（株高、穗数、穗长、小穗数、退化小穗数）、营养品质2 个（蛋白质、湿面筋）、加工品质性状8 个（吸水率、容质量、稳定时间、形成时间、硬度、沉降值、出粉率、直链淀粉）.每对典型变量的意义主要是由那些系数载荷较高的变量所决定的[13].各组间典型相关系数及相关显著或极显著的典型变量见表4,可以看出,产量性状与农艺性状的第2 对典型变量U1的穗粒质量（x1）的系数“载荷”最大；V1的株高（Y1）的系数“载荷”最大,表明产量性状与农艺性状的典型相关主要是由株高和穗粒重引起的,典型相关极显著；农艺性状和营养品质性状的第1 对典型变量U的退化小穗数（x）的系数“载荷”最大；V的湿面筋含量（Y）的系数“载荷”最大,表明农艺性状和营养品质性状的典型相关主要是由退化小穗数和湿面筋含量引起的,典型相关极显著；农艺性状和加工品质性状的第1 对典型变量U1穗数（x1）的系数“载荷”最大；V1的容质量（Y1）的系数“载荷”最大,表明农艺性状和加工品质性状的典型相关主要是由穗数和容质量引起的,典型相关显著；产量品质性状和加工品质性状的第1 对典型变量U1穗粒质量（x1）的系数“载荷”最大；V1的硬度（Y5）的系数“载荷”最大,表明产量品质性状和加工品质性状的典型相关主要是由穗粒质量和硬度引起的,典型相关极显著；产量品质性状和营养品质性状的第1 对典型变量U1穗粒数（x1）的系数“载荷”最大；V1的蛋白质（Y1）的系数“载荷”最大,表明产量品质性状和营养品质性状的典型相关主要是由穗粒数和蛋白质引起的,典型相关显著；营养品质性状和加工品质性状的第1 对典型变量U1的蛋白质（x1）的系数“载荷”最大；V1的稳定时间（Y3）系数“载荷”最大,表明营养品质性状和加工品质性状的典型相关主要是由蛋白质和稳定时间引起的,典型相关显著.

表4 性状组间的典型相关分析Tab.4 Typical correlation analysis among character groups

3 结论与讨论

综上可知烟农19 与豫66 杂交F4代参数分离,从组间典型相关分析中可知F4代的小麦营养品质性状和加工品质性状呈极显著,而产量性状和农艺性状有一组呈极显著,这与张从宇、王敏、李文阳、时侠清等[10]的实验结论不完全符合.在产量性状和加工品质性状中,有一组表现显著,另一组极显著；在产量和营养品质性状中,只有一组显著；在农艺和营养品质性状中,两组均极显著；在农艺性状和加工品质性状中,四组极显著；运用典型相关分析,可以综合反映2 组变量间相关的本质.如：农艺性状与营养性状中退化小穗数与湿面筋含量呈极显著负相关,实践中根据退化小穗数就可以知道湿面筋含量,这对协调好各个性状的相互关系、提高育种效率有重要意义；从典型分析的数据中不难发现,在F4代成熟后,选取表现较好的株行,可以更好的为优良品种的选育以及品种区试提供理论依据.

值得强调的是该研究建立的组间典型相关分析只是对有限的品种进行研究并得出结论.要进一步探索该研究的推广及使用价值,还需要选取大量有代表性的品种进行广泛的研究.