西南麦区96份小麦育种材料重要农艺性状的遗传多样性分析

2021-09-13 23:42李晓荣,张中平,孙永海,善从锐,包晓鹏,赵鹏,刘琨,丁明亮
南方农业学报 2021年9期
关键词:条锈病白粉病性状

李晓荣,张中平,孙永海,善从锐,包晓鹏,赵鹏,刘琨,丁明亮

摘要:【目的】分析西南麥区小麦育种材料的遗传多样性,为云南小麦育种的亲本选择及优质资源挖掘提供理论参考。【方法】对种植于云南楚雄的96份西南麦区小麦育种材料的11个数量性状和5个质量性状进行调查和测定,计算其变异系数和遗传多样性指数,并利用这些数量性状进行相关分析、主成分分析和聚类分析。【结果】96份小麦育种材料数量性状的平均变异系数和平均遗传多样性指数均大于质量性状;11个数量性状的平均变异系数为33.83%,其中白粉病的变异系数最高(70.28%),生育期的变异系数最低(4.35%);平均遗传多样性指数为1.6591,其中每穗粒数的遗传多样性指数最高(2.0701),粒质和叶锈遗传多样性指数最低(0.9461);5个质量性状的平均变异系数25.93%,其中粒色的变异系数最高(55.05%),壳色的变异系数最低(0.00%),平均遗传多样性指数为0.6383,其中穗型的遗传多样性指数最高(1.1892),壳色的遗传多样性指数最低(0.0000)。相关分析结果显示,11个数量性状间存在不同程度的相关性,其中产量与每穗粒数和千粒重呈极显著正相关(r=0.452**和0.479**,P<0.01),与分蘖数和叶锈病呈显著正相关(r=0.213*和0.245*,P<0.05,下同),与白粉病呈显著负相关(r=-0.233*),与其他性状均有一定的相关性但不显著(P>0.05)。主成分分析结果显示,主要信息集中在前4个主成分因子,累积贡献率达87.721%,因子1为产量相关因子,因子2和因子4为抗病性相关因子,因子3为生物量相关因子。聚类分析结果显示,在阀值为0.785处将供试材料分为六大类群,且不同类群表型性状存在一定差异,各类群均具有其独特的特征。【结论】不同地区的材料性状特征存在一定差异,但各地区间小麦育种材料的交流致使部分品种材料具有相同的性状特征。在育种实践中需在当地开展鉴定,分析所引进材料的特征特性,同时杂交组配时应优先考虑亲本的优势性状互补,其次才考虑地理来源。

关键字: 小麦;数量性状;质量性状;遗传多样性;西南麦区

中图分类号: S512.103.3                           文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)09-2358-11

Genetic diversity of 96 wheat breeding materials in the southwest wheat region based on important agronomic traits

LI Xiao-rong1, ZHANG Zhong-ping1*, SUN Yong-hai1, SHAN Cong-rui1,

BAO Xiao-peng1, ZHAO-Peng1, LIU Kun2, DING Ming-liang2,3*

(1Chuxiong Academy of Agricultural Sciences,Chuxiong, Yunnan  675000, China; 2The Institute of Food Crops,Yunnan Academy of Agriculture Sciences, Kunming  650205, China; 3Department of Plant Pathology, College of Plant

Protection, China Agricultural University/Key Laboratory of Pest Monitoring and Green Management,

Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing  100193, China)

Abstract:【Objective】The genetic diversity of wheat breeding materials in the southwest wheat area was analyzed to provide a theoretical reference for parent selection and improved mining of germplasm resources for wheat breeding in Yunnan. 【Method】Eleven quantitative traits and five qualitative traits of 96 excellent wheat breeding materials planted in Chuxiong, Yunnan were investigated and determined. The coefficient of variation and genetic diversity index of these traits were calculated. These quantitative traits were also subjected to correlation,principal component and cluster analysis. 【Result】The average coefficient of variation and average genetic diversity index of quantitative traits in 96 wheat breeding materials were higher than those of their qualitative traits. The average coefficient of variation of 11 quantitative traits was 33.83%,while the coefficient of variation of powdery mildew was the highest (70.28%) and that of seeding date was the lowest (4.35%). The average genetic diversity index of these quantitative traits was 1.6591,while the genetic diversity index of kernel number was the highest (2.0701) and that of kernel texture and leaf rust were the lowest (0.9461). The average coefficient of variation of five qualitative traits was 25.93%,while the coefficient of variation of kernel color was the highest (55.05%) and that of glume color was the lowest(0.00%). The average genetic diversity index of these qualitative traits was 0.6383,while the genetic diversity index of panicle type was the highest(1.1892) and that of glume color was the lowest (0.0000). The results of correlation analysis showed that there were complex correlations among 11 quantitative traits. The yield was very significantly correlated with the kernel number and 1000-kernel weight(r=0.452** and 0.479**, P<0.01),positively correlated with the tiller number and leaf rust (r=0.213* and 0.245*, P<0.05 the same below),and negatively correlated with powdery mildew(r=-0.233*). Some other correlations were observed between yield and further traits,but these were considered not significant(P>0.05). The results from principal component analysis showed that the main information was concentrated in the first four principal component factors with a cumulative contribution of 87.721%. PC1 was related to yield,PC2 and PC4 with disease resistance and PC3 with biomass. The results of cluster analysis showed that the tested materials were divided into six groups at the threshold of 0.785,and the phenotypic traits of these groups were different and presented unique characteristics. 【Conclusion】There are some differences in the characteristics of materials from different regions. However, the exchange of wheat breeding materials between regions leads to the development of the same characteristics in some varieties. For wheat breeding, breeders need to carry out identification locally and analyze the characteristics of the introduced materials. In addition,breeders should give priority to the complementary dominant traits of parents,followed by consideration of the geographical source.

Key words: wheat; quantitative traits; qualitative traits; genetic diversity; southwest wheat region

Foundation item: Major Budget Project of the Financial Departments of Yunnan(530000210000000013809)

0 引言

【研究意义】小麦(Triticum aestivum L.)是云南重要的小春作物,种植范围广,从低热河谷至高山冷凉地区均有种植,该麦区多属于丘陵旱坡地,主要分布于无灌溉条件的贫瘠、干旱山区半山区,生态条件对小麦的生长发育影响较大,尤其是生育期内冬春季节性干旱(李煦征,2007;Wan et al.,2007;赵广才,2010;鲁永新等,2013)。应对生物和非生物胁迫的有效方法是选育抗逆性强的优质新品种。自从20世纪80年代以来,云南省审定小麦品种的亲本主要为本地优異种质,致使育成品种的遗传背景越来越窄,虽然品种更新较快,但突破性品种相对匮乏(丁明亮等,2020a)。“十三五”以来,云南省先后选育和推广了云麦80、滇麦15号、楚麦16号及玉麦6号等22个小麦品种,这些右品种在产量、抗病性和抗逆性方面均取得一定的进步,但在生产上单产不高、品质不优依旧是云南当前推广种植品种存在的问题。因此,分析西南麦区小麦育种材料重要性状的遗传多样性,并发掘云南小麦本地育种材料与引进种质的特征特性,对云南突破性新品种选育具有重要意义。【前人研究进展】遗传多样性是群体间和群体内不同个体间遗传变异的总和(钱迎倩和马克平,1994),是揭示作物种质的遗传特性、分析亲缘关系、挖掘优异等位基因、选择特殊材料、构建核心亲本群体及杂交组配的基础。农艺性状可直观反映品种的优劣,具有易观察、好测量的特征,农艺性状的变异越大,遗传多样性越丰富。大量研究人员基于表型性状对我国不同麦区的小麦种质资源进行了遗传多样性分析,如张嘉楠等(2010)基于表型性状分析了北方冬麦区小麦抗旱种质资源的遗传多样性,结果发现在雨养和灌溉条件下,该麦区小麦抗旱种质资源不同性状的变异范围较大,其中穗叶距的变异系数最高,单穗总小穗数的变异系数最低,且种质抗旱性差异可作为抗旱育种中亲本选配的依据;吴宏亚等(2014)基于表型性状分析了长江中下游冬麦区小麦品种主要农艺性状的遗传多样性,结果发现该麦区冬小麦的主要农艺性状存在丰富的遗传多样性,且不同性状的遗传多样性指数存在较大差异;吴儒刚等(2019)为了筛选耐盐性优良的小麦资源,基于表型性状分析了黄淮麦区的132个小麦品种在不同盐胁迫条件下8个数量性状的遗传多样性,结果发现该麦区小麦品种具有丰富的遗传多样性,且随盐浓度的升高,表型性状的变异系数和遗传多样性指数逐渐增大,特别是单株成穗数、穗下茎节长和单株产量的变异系数明显增大,并筛选出6个高产耐盐小麦品种。此外,也有研究人员采用不同方法对我国西南麦区的小麦种质资源进行遗传多样性分析,如张志清等(2002)、刘健等(2016)先后使用微卫星DNA和随机扩增多态性DNA技术分析了不同时期四川地区小麦主栽品种的遗传多样性,研究均发现四川主栽小麦品种具有较高的遗传多样性;陈先红等(2008)采用微卫星DNA技术分析了西南麦区33个小麦品种(系)的遗传多样性,结果发现该麦区小麦品种间遗传相似系数的变幅较大,表明小麦品种(系)间存在不同程度的遗传多样性差异;陈天青等(2015)基于表型性状分析了贵州小麦育种核心种质的遗传多样性,结果发现该地区小麦核心亲本具有丰富的遗传多样性,但不同性状的遗传多样性水平不同,其中不孕小穗数、单穗粒重和每穗粒数的变异系数较大,而株高、小穗数和抽穗期的变异系数较小;白粉病抗性的遗传多样性指数较高,旗叶大小的遗传多样性水平较低;丁明亮等(2020a,2020b)采用微卫星DNA技术分析了云南省育成小麦品种(系)农艺性状的遗传多样性,结果发现云南省小麦育成品种(系)具有较丰富的遗传多样性,且每穗粒数比千粒重的改良效果更好;而后又采用基于表型性状分析了云南省育成小麦品种(系)品质性状的遗传多样性,结果发现该地区小麦品种(系)不同品质性状均表现出较高的遗传多样性,且不同性状存在一定的差异。【本研究切入点】综上所述,我国西南麦区小麦育种材料不仅具有较好的遗传多样性,且各麦区小麦育种材料具有不同性状特征。小麦种质资源是品种遗传改良的基础。因此,全面解析小麦育种材料的重要农艺性状特征,并分析西南麦区小麦育种材料主要农艺性状的遗传多样性,为云南突破性新品种选育提供参考依据,但目前鲜见相关研究报道。【拟解决的关键问题】针对当前小麦主推品种单一、抗病性丧失快、育种亲本多集中于一些骨干优势亲本、同质性高、所选育的品种适应性较弱、推广种植面积受限等突出问题,以西南麦区不同地区的96份优良小麦育种材料,测定其在云南地区的16个主要农艺性状,计算其变异系数和遗传多样性指数,并利用其中11个数量性状进行相关分析、主成分分析和聚类分析,为今后挖掘优质小麦资源及杂交亲本选配提供理论参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试材料为楚雄州农业科学院麦类课题组自主选育的核心亲本材料、抗病材料、田地麦兼用型材料及从西南麦区引进小麦育种材料,共96份,详见表1。

1. 2 试验地及栽培管理

供试材料于2019年10月播种于楚雄州农业科学院木兰村育种基地(东经101°34′48″,北纬25°2′24″,海拔1772 m),每个材料播4行,行长1.50 m,行距27.00 cm,人工开沟条播,田间管理同大田生产。前作玉米,有灌溉设施。

1. 3 性状调查

田间调查记录苗期、抽穗期、成熟期、基本苗、最高分蘖、有效分蘖,幼苗习性、抗病性、穗型和芒型;收获期调查穗部性状,包括穗长、粒色、粒质、株高、每穗粒数和千粒重,每小区随机取10株拷种。上述各性状的调查参照《国家小麦品种区域试验记载标准》。质量性状包括穗型、芒、壳色、粒色和幼苗习性,数量性状包括生育期、株高、穗长、分蘖数、每穗粒数、千粒重、产量、粒质、条锈病、叶锈病和白粉病,计算平均值、变异系数和遗传多样性指数。

1. 4 统计分析

11个数量性状的测量标准及5个质量性状的赋值如表2所示。统计各性状所处级别的频率,计算各性状的变异系数(CV,coefficient of variation)和遗传多样性指数(H',Shannon index) 。对数量性状进行10级分类处理:1级

2 分析与结果

2. 1 农艺性状的变异系数和遗传多样性指数分析结果

由表3可知,96份小麦育种材料的质量性状以半匍匐型幼苗(79.17%)、圆锥形穗(51.04%)、长芒(90.63%)、琥珀色(38.54%)和白壳(100.00%)为主;5个质量性状的平均变异系数25.93%,其中粒色的变异系数最高(55.05%),壳色的变异系数最低(0.00%);平均遗传多样性指数为0.6383,穗型的遗传多样性指数最高(1.1892),壳色的遗传多样性指数最低(0.0000)。由表4可知,11个数量性状的平均变异系数为33.83%,其中白粉病的变异系数最高(70.28%),变异幅度1~5级;条锈病次之(69.02%),变异幅度1~5级;生育期的变异系数最低(4.35%),变异幅度146~184 d;平均遗传多样性指数为1.6591,每穗粒数的遗传多样性指数最高(2.0701),粒质和叶锈病的遗传多样性指数最低(0.9461)。整体来看,16个性状中除芒型外,不同材料间存在较明显的性状差异,数量性状的平均变异系数和平均遗传多样性指数均大于质量性状。

2. 2 数量性状的相关分析结果

96份小麦育种材料11个数量性状的相关分析结果如表5所示。11个数量性状间存在不同程度的相关性:产量与每穗粒数和千粒重呈极显著正相关(r=0.452**和0.479**,P<0.01,下同),与分蘖数和叶锈病呈显著正相关(r=0.213*和0.245*,P<0.05,下同),与白粉病呈显著负相关(r=-0.233*),与生育期、穗长和粒质呈正相关但不显著(P>0.05,下同),与株高和条锈病呈负相关但不显著。另外,分蘖数与生育期和千粒重呈极显著正相关(r=0.287**和0.300**);生育期与粒质呈极显著正相关(r=0.264**);叶锈病与千粒重呈极显著正相关(r=0.316**);叶锈病与白粉病呈极显著正相关(r=0.283**);株高与条锈病呈显著正相关(r=232*)。综上所述,每穗粒数、千粒重和分蘖数对产量均存在较大的正向效应;在抗病性方面,白粉病对产量存在较大的负向效应,而叶锈病存在较大的正向效应。因此,在云南楚雄提高小麦产量应重点从每穗粒数、千粒重和白粉病的抗性等性状进行改良。

2. 3 数量性状的主成分分析

西南麦区的96份小麦育种材料的11个数量性状进行主成分分析,从而获得的因子荷载矩阵,提取特征值大于1的因子,主要信息集中在前4个主成分因子中,累积贡献率达87.721%(表6)。因子1的特征值2.224,贡献率29.567%,粒质(0.740)、千粒重(0.692)、分蘗数(0.505)和每穗粒数(0.466)4个性状的特征值相对较大,除粒质外,其余3个性状均对产量均具有较大的正向效应,说明因子1为产量相关因子;因子2的特征值1.799,贡献率22.937%,白粉病(0.751)、叶锈病(0.611)和条锈病(0.421)特征值相对较大,说明因子2为抗病性相关因子;因子3的特征值为1.352,贡献率为19.605%,分蘖数(0.572),生育期(0.399)、株高(0.387)、穗长(0.315)和产量(0.469),说明因子3为生物量相关因子;因子4的特征值为1.144,贡献率为15.612%,条锈病(0.498)、粒质(0.373)和株高(0.348)的特征值相对较大,条锈病特征值最大,说明因子4为也是抗病性相关因子。

2. 4 基于数量性状的聚类分析

利用11个数量性状对96份小麦育种材料进行聚类分析,在阀值为0.785处将其分为六大类群(图1),且不同类群表型性状存在一定差异,各类群均具有其独特的特征,如表7所示。

类群Ⅰ包括83份材料,占材料总数的86.46%,在阀值为0.804处又被分为4个亚群,其中亚群ⅰ包含27份材料,分别来源于四川(21份)、云南(4份)和贵州(2份),主要特征是分蘖力较强,幼苗为匍匐、半匍匐型,生育期较长,高抗白粉病和条锈病,中抗叶锈病,籽粒为粉质,产量居第4位,具有一定的增产潜力,可作为高产育种目标的材料;亚群ⅱ包含42份材料,来源于云南(32份)、四川(9份)和贵州(1份),主要特征是生育期最短,株高适中,高抗白粉病和叶锈病,抗条锈病,籽粒多为角质和半角质,但每穗粒数较少,千粒重和产量较低,可作为选育早熟品种材料;亚群ⅲ包含8份材料,分别是3份四川省农业科学院选育材料和5份本课题组自育材料,主要特征是植株矮小,生育期较短,田间未发现条锈病,中抗白粉病和叶锈病,产量居第5位,每穗粒数较多,千粒重中等水平,籽粒多为半角质,属早熟矮杆型材料,可作为早熟、矮杆育种目标的材料;亚群ⅳ包含6份材料,来源于四川(4份)、云南(1份)材料和重庆(1份),主要特征是分蘖力强,每穗粒数少,千粒重较重,生育期较长,株高适中,籽粒均为半角质,产量高,具有一定的高产潜力,但抗病性需进一步改良。

类群Ⅱ包含贵州材料2份、重庆和四川材料各1份材料,主要特征是分蘖力最强,生育期最长,株高中等水平,穗较长,每穗粒数和千粒重均较高,产量最高,属于大穗晚熟型材料,且中抗叶锈病,但感条锈病。

类群Ⅲ包含1份四川材料和2份云南材料,主要特征是生育期较长,穗最长,产量较低,每穗粒数少,千粒重较轻,抗病性一般,属大穗、晚熟低产材料。

类群Ⅳ包含川麦42、本课题组自育材料2017-9和临16J22,主要特征是分蘖力最弱,生育期较短,每穗粒数最多,千粒重和产量居第2位,籽粒为半角质,属于大穗大粒弱分蘖高产品种,高抗条锈病,高感叶锈病和白粉病。

类群Ⅴ仅含蜀麦1645,主要特征是分蘖力强,为穗少粒大矮杆材料,但高感条锈病,中抗叶锈和白粉病,可作为改良株高材料。

类群Ⅵ包含临麦6号和云麦42,与其他材料亲缘关系最远,主要特征是生育期长,植株最高,穗最短,每穗粒数、千粒重和产量均最低,高抗叶锈病,高感条锈病和白粉病,属于小穗小粒晚熟高杆材料,可作为改良穗型和抗叶锈病资源,但其抗倒性及条锈病和白粉病抗性尚需改良。

经分析各类群的性状发现,来源于同一育种单位的大部分材料聚在同一类群,部分材料分布于不同的类群中,说明不同地区的材料性状特征存在一定差异,但由于地区间小麦材料的交流致使部分品种材料具有相同的性状特征。

3 讨论

种质资源收集及鉴定是品种改良的重要前提(刘旭等,2018),农艺性状测定和描述是研究种质资源最基本的方法和途径(刘金等,2008)。本研究对96份小麦育种材料的16个农艺性状进行遗传多样性分析,结果发现这些材料的遗传背景较丰富,数量性状的平均变异系数和平均遗传多样性指数均高于质量性状,与高粱(冯国郡等,2012;周瑜等,2021)、黄瓜(赵陆滟等,2021)等其他作物研究结果相似。本研究中96份小麦育种材料农艺性状变异主要集中为与抗病性和产量相关的性状,分蘖数、每穗粒数和产量均存在丰富的变异,与王秋云等(2021)对56份人工合成六倍体小麦的变异分析结果相似;粒质、条锈病、叶锈病和白粉病的变异系数较大,说明这4个性状离散程度大,均存在丰富的变异。此外,本研究发现白粉病的变异系数最高,但其遗传多样性指数较低;每穗粒数的遗传多样性指数最高,但变异系数较低;壳色的变异系数和多样性指数均最低,表明变异系数和多样性指数不具有完全相关性,不能通过特定性状的变异系数来判断其遗传多样性指数的高低。

本研究通过相关分析发现,11个数量性状间具有复杂的相关性,其中产量与每穗粒数和千粒重性状呈极显著正相关,与分蘖数和叶锈病呈显著正相关,与白粉病呈显著负相关,与生育期、穗长和粒质呈正相关但不显著,与株高和条锈病呈负相关但不显著,说明千粒重对小麦产量影响最大,该地区小麦育种中应重点改良千粒重。而刘若楠等(2020)对山西省58个小麦品种产量性状的相关分析结果显示,旱地小麦品种的有效穗数和每穗粒数均与产量呈极显著正相关,马国江等(2021)对128个抗旱冬小麦新品系进行农艺性状的遗传多样性分析,结果也显示,产量与有效分蘖数和每穗粒数间的相关性达极显著水平,与本研究结果存在差异,可能是生态条件和品种类型存在差异所致。本研究发现产量与叶锈病呈显著正相关,该结果与育种实践不符,可能是云南地区的小麦产量受叶锈病影响不明显所致。产量与白粉病呈显著负相关,且与条锈病呈负相关但不显著,说明在该地区小麦改良过程中应重点提高其白粉病抗性。

本研究通过主成分分析发现,主要信息集中在前4个主成分因子中,累积贡献率达87.721%,因子1为产量相关性状因子,因子2和因子4为抗病性相关因子,因子3为生物量相关因子。其中,因子1中粒质、千粒重、分蘖数和每穗粒数4个性状的特征值相对较大,除粒质外,其余3个性状均对产量具有较大的正向效应,因子1主要反映了小麦产量相关信息,说明育种过程中应强化千粒重、分蘖数和每穗粒数的改良,实现产量相关性状的协调发展;因子2中白粉病、叶锈病和条锈病特征值相对较大,因子2主要反应小麦抗病信息,说明育种过程中应强化品种的抗性改良,特别是白粉病抗性;因子3中分蘖数,生育期、株高、穗长和产量,因子3主要反映了小麦为生物量相关信息,说明育种过程中不仅强调品种产量还应强化品种株型的改良;因子4中条锈病、粒质和株高的特征值相对较大,条锈病特征值最大,因子4也主要反映了抗病性相关信息。总之,在11个数量性状间并不是相互独立线性影响产量,而是彼此相互关联,与马艳明等(2020)的研究结果一致。在实际育种生产中,只有协调好各性状之间的关系,才能实现小麦产量的提升。

聚类分析能直观地了解不同材料之间的相似特征性状,为杂交亲本的选配提供直接依据(吴晓丽等,2010;周丽艳等,2011)。本研究基于11个数量性状对96份小麦育种材料进行聚类分析,将其分为六大类群,且不同类群表型性状存在明显差异,均具有其独特的特征:类群Ⅰ在0.804处分为4个亚群,其中类群Ⅰ中的亚群ⅰ和类群Ⅱ材料具有分蘖力强、生育期长、每穗粒数多等综合性状表现较好的特点,可作为滇中地麦的育种材料,但要注意改良株高,提高生物产量,其原因是滇中麦区具有季节性干旱的气候特征及山区和半山区的种植环境,且地麦产量构成的关键性状为有效穗和每穗粒数(鲁永新等,2013;刘若楠等,2020);亚群ⅳ材料具有分蘖力强、株高适中,增产潜力较大的特点,可选用作为田麦品种的育种材料;亚群ⅰ和ⅲ材料对条锈病、白粉病和叶锈病的抗性較好,可用于条锈病、白粉病和叶锈病发生严重的滇中麦区。此外,类群Ⅰ包含有83份材料,占材料总数的86.46%,各育种单位的小麦材料大部分聚在同一类群,表明西南麦区各育种单位在育种过程中相互利用了彼此的种质资源,但其存在于不同亚群,说明在不同的生态条件下通过人为定向选择材料的特征特性又具有一定的差异,与程西永等(2009)、杜晓宇等(2021)的研究结果一致。王亚飞等(2020)研究认为来自不同麦区的品种被聚为一类,可能是由于气候变暖,在小麦实际生产中,长江中下游和黄淮冬麦区南片、黄淮冬麦区南片和北片的小麦品种(系)可互相跨区域种植,其中抗病性和抗逆性强、品质优异的品种作为亲本相互杂交利用。王淑英等(2008)研究发现,42份冬小麦抗旱种质资源存在明显的性状分化和表型变异,不同地理来源的抗旱种质资源间表型变异较大,地理差异与遗传差异存在一定的相关性,与本研究结果不一致。通过分析六大类群的性状,发现不同地区选育的品种性状特征存在一定差异,但多数材料具有相同的性状特征。因此,通过外引育种材料来丰富本地小麦育种资源时,需适时开展本地鉴定,分析所引进材料的特征特性,以防重复引入同一性状的材料,杂交组配时应优先考虑亲本的优势性状互补,其次才考虑地理来源。此外,本研究中大多数小麦育种材料聚在一类,其他类群仅包含少数材料,很难将所有材料合理分类,可能与本研究仅从农艺性状上研究小麦材料的遗传多样性有关,今后需进一步结合相关分子标记开展研究,提高种质资源评价效果。

4 结论

不同地区的材料性状特征存在一定差异,然而各地区间小麦育种材料的交流致使部分材料具有相同的性状特征。在育种实践中需在当地开展鉴定,并分析所引进材料的特征特性,同时杂交组配时应优先考虑亲本的优势性状互补,其次才考虑地理来源。

参考文献:

陈天青,隋建枢,张立异,王伟,田世飞,杨康林,何庆才. 2015. 贵州小麦育种核心种质的遗传多样性分析[J]. 西南农业学报,28(5):1879-1887. [Chen T Q,Sui J S,Zhang L Y,Wang W,Tian S F,Yang K L,He Q C. 2015. Genetic diversity of core wheat breedinggermplasm in Guizhou[J]. Southwest China Journal of Agricultural Scien-ces,28(5):1879-1887.] doi:10.16213/j.cnki.scjas.2015. 05.005.

陈先红,徐利远,彭正松,杜文平,余桂蓉,钟昌松,曲继鹏,胡凤林. 2008. 中国西南地区小麦品种(系)遗传多样性的SSR分析[J]. 麦类作物学报,28(1):6-10. [Chen X H,Xu L Y,Peng Z S,Du W P,Yu G R,Zhong C S,Qu J P,Hu F L. 2008. SSR analysis of genetic diversity of wheat varieties(lines) in Southwest China[J]. Journal of Triti-ceae Crops,28(1):6-10.]

程西永,陈平,许海霞,詹克慧,董中东,王勋,崔党群. 2009. 不同国家小麦种质资源遗传多样性研究[J]. 麦类作物报,29(5):803-808. [Cheng X Y,Chen P,Xu H X,Zhan K H,Dong Z D,Wang X,Cui D Q. 2009. Genetic diversity of wheat germplasm from different countries[J]. Journal of Triticeae Crops,29(5):803-808.]

丁明亮,林丽萍,李明菊,胡欣,何迟,廖合发,赵红,李绍祥,刘琨. 2020a. 云南育成小麦品种(系)品质性状遗传多样性分析及综合评价[J]. 南方农业学报,51(2):255-266. [Ding M L,Lin L P,Li M J,Hu X,He C,Liao H F,Zhao H,Li S X,Liu K. 2020a. Genetic diversity analysis and comprehensive evaluation of qualitative traits of wheat varieties(lines)bred in Yunnan[J]. Journal of Southern Agriculture,51(2):255-266.] doi:10.3969/j.issn.2095-1191.2020.02.002.

丁明亮,周國雁,方艺瑾,李晓华,乔玲,刘琨,伍少云,李绍祥,郑军,杨木军. 2020b. 云南省小麦育成品种(系)遗传多样性分析[J]. 西南农业学报,33(3):494-502. [Ding M L,Zhou G Y,Fang Y J,Li X H,Qiao L,Liu K,Wu S Y,Li S X,Zheng J,Yang M J. 2020b. Genetic diversity analysis of wheat bred cultivars(lines) in Yunnan Pro-vince[J]. Southwest China Journal of Agricultural Scien-ces,33(3):494-502.] doi:10.16213/j.cnki.scjas.2020.3. 005.

杜晓宇,李楠楠,邹少奎,王丽娜,吕永军,张倩,李顺成,杨光宇,韩玉林. 2021. 黄淮南片新育成小麦品种(系)主要性状的综合性分析[J]. 作物杂志,(4):38-45. [Du X Y,Li N N,Zou S K,Wang L N,Lü Y J,Zhang Q,Li S C,Yang G Y,Han Y L. 2021. Comprehensive analysis of main traits of newly bred wheat varieties(lines) in Sou-thern Huang-Huai region[J]. Crops,(4):38-45.] doi:10. 16035/j.issn.1001-7283.2021.04.006.

冯国郡,李宏琪,叶凯,李桂英,涂振东,郭建富. 2012. 甜高粱种质资源在新疆的多样性表现及聚类分析[J]. 植物遗传资源学报,13(3):398-405. [Feng G J,Li H Q,Ye K,Li G Y,Tu Z D,Guo J F. 2012. Genetic diversity and cluster analysis of sweet sorghum germplasm in Xinjiang[J]. Journal of Plant Genetic Resources,13(3):398-405.] doi:10.13430/j.cnki.jpgr.2012.03.013.

李晶,南铭. 2019. 俄罗斯和乌克兰引进冬小麦在我国西北地区的农艺性状表现和遗传多样性分析[J]. 作物杂志,(5):9-14. [Li J,Nan M. 2019. Analysis of agronomic characters and genetic diversity of 62 winter wheat germplasms from Russia and Ukraine in Northwest China[J]. Crops,(5):9-14.] doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019. 05.002.

李煦征. 2007. 江苏省小麦品种更替过程中生态型演化与区域差异分析[D]. 南京:南京农业大学. [Li X Z. 2007. Research on the evolution of ecotypes of wheat cultivars and differences of regions in Jiangsu[D]. Nanjing:Nanjing Agricultural University.]

刘健,何敏,杨友伟. 2016. 四川地区小麦主栽品种遗传多样性研究[J]. 山东化工,45(17):21-24. [Liu J,He M,Yang Y W. 2016. Relationship evaluation of main wheat cultivars in Sichuan[J]. Shandong Chemical Industry,45(17):21-24.] doi:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2016. 17.009.

刘金,关建平,徐东旭,张晓艳,顾竟,宗绪晓. 2008. 小扁豆种质资源形态标记遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报,9(2):173-179. [Liu J,Guan J P,Xu D X,Zhang X Y,Gu J,Zong X X. 2008. Phenotypic diversity of Lentil(Lens culinaris Medick.) germplasm resources[J]. Journal of Plant Genetic Researches,9(2):173-179.] doi:10. 13430/j.cnki.jpgr.2008.02.023.

刘若楠,姬虎太,王敏,马小飞,李晓丽,那冬晨. 2020. 山西省58个小麦品种产量性状间的相关分析[J]. 甘肃农业科技,(9):31-35. [Liu R N,Ji H T,Wang M,Ma X F,Li X L,Na D C. 2020. Correlation analysis of yield characters among 58 wheat cultivars in Shanxi Province[J]. Gansu Agricultural Science and Technology,(9):31-35.] doi:10.3969/j.issn.1001-1463.2020.09.009.

刘旭,李立会,黎裕,方沩. 2018. 作物种质资源研究回顾与发展趋势[J]. 农学学报,8(1):1-6. [Liu X,Li L H,Li Y,Fang W. 2018. Crop germplasm resources and trends[J]. Journal of Agriculture,8(1):1-6.]

魯永新,张中平,曹利民,善从锐,王自良. 2013. 云南小麦种植气候生态类型区划及评价[J]. 浙江农业学报,25(4):689-695.  [Lu Y X,Zhang Z P,Cao L M,Shan C R,Wang Z L. 2013. Regionalization and evaluation of eco-climate types in Yunnan wheat growing areas[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis,25(4):689-695.] doi:10.3969/j.issn.1004-1524.2013.04.02.

马国江,马靖福,张沛沛,刘媛,陈涛,杨德龙. 2021. 128份抗旱冬小麦新品系农艺性状遗传多样性分析[J]. 甘肃农业大学学报,56(3):37-44. [Ma G J,Ma J F,Zhang P P,Liu Y,Chen T,Yang D L. 2021. Genetic diversity analysis agronomic characters of 128 new drought-resistant winter wheat strains[J]. Journal of Gansu Agricultural University,56(3):37-44.] doi:10.13432/j.cnki.jgsau. 2021.03.006

马艳明,冯智宇,王威,张胜军,郭营,倪中福,刘杰. 2020. 新疆冬小麦品种农艺及产量性状遗传多样性分析[J]. 作物学报,46(12):1997-2007. [Ma Y M,Feng Z Y,Wang W,Zhang S J,Guo Y,Ni Z F,Liu J. 2020. Genetic diversity analysis of winter wheat landraces and modern bred varieties in Xinjiang based on agronomic traits[J]. Acta Agronomica Sinica,46(12):1997-2007.] doi:10.3724/SP.J.1006.2020.01034.

钱迎倩,马克平. 1994. 生物多样性研究的原理与方法[M]. 北京:科学出版社,117-141. [Qian Y Q,Ma K P. 1994. Principles and methods of biodiversity research[M]. Beijing:Science Press.]

王秋云,冯雯杰,张巧玲,赵凯,张宪军,刘淑珍,鲍印广. 2021. 56份人工合成六倍体小麦的遗传多样性分析[J]. 麦类作物学报,41(8):960-968. [Wang Q Y,Feng W J,Zhang Q L,Zhao K,Zhang X J,Liu S Z,Bao Y G. 2021. Genetic diversity analysis of 56 synthetic hexaploid wheat[J]. Journal of Triticeae Crops,41(8):960-968.] doi:10.7606/ji.ssn.1009-1041.2021.08.05.

王淑英,樊廷录,李兴茂. 2008. 冬小麦抗旱种质资源遗传多样性研究[J]. 麦类作物学报,28(3):402-409. [Wang S Y,Fan T L,Li X M.2008. Genetic diversity of winter wheat germplasm resources with drought-resistance[J]. Journal o f Triticeae Crops,28(3):402-409.]

王亞飞,李世景,徐萍,张正斌,景蕊莲. 2020. 黄淮和长江中下游冬麦区小麦品种(系)农艺性状及其聚类分析[J]. 中国生态农业学报(中英文),28(3):395-404. [Wang Y F,Li S J,Xu P,Zhang Z B,Jing R L.2020. Agronomic traits and cluster analysis of winter wheat varieties (lines) in the Huanghuai and the middle/lower reaches of the Yangtze River wheat areas[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture,28(3):395-404.] doi:10.13930/j.cnki.cjea.190383.

吴宏亚,张伯桥,汪尊杰,程顺和. 2014. 长江中下游冬麦区小麦品种主要性状的遗传多样性分析[J]. 江苏农业科学,42(5):67-72. [Wu H Y,Zhang B Q,Wang Z J,Cheng S H. 2014. Genetic diversity analysis of main traits of wheat varieties in winter wheat region in middle and lower teaches of Yangtze river [J]. Jiangsu Agricultural Science,42(5):67-72.] doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2014.05. 072.

吴儒刚,裴艳婷,张超,范业泉,靳义荣,刘鹏,贾德新,戴忠民. 2019. 基于盐胁迫的小麦农艺性状多样性分析及评价[J].麦类作物学报,39(9):1029-1037. [Wu R G,Pei Y T,Zhang C,Fan Y Q,Jin Y R,Liu P,Jia D X,Dai Z M. 2019. Analysis and evaluation of agronomic characters diversity of wheat based on salt stress[J]. Journal of Triticeae Crops,39(9):1029-1037.] doi:10.7606/j.issn. 1009-1041.21.2019.09.03.

吴晓丽,包维楷. 2010. 42份冬小麦品种主要农艺性状的聚类分析[J]. 西南农业学报,23(4):1017-1022. [Wu X L,Bao W K. Cluster analysis of agronomic characters of 42 wheat winter cultivars[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,23(4):1017-1022.]

张嘉楠,昌小平,郝晨阳,刘桂茹,景蕊莲. 2010. 北方冬麦区小麦抗旱种质资源遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报,11(3):253-259. [Zhang J N,Chang X P,Hao C Y,Liu G R,Jing R L. 2010. Genetic diversity of common wheat germplasm resources with drought resistance in northern China[J]. Journal of Plant Genetic Resources,2010,11(3):253-259.] doi:10.13430/j.cnki.jpgr.2010. 03.012.

张志清,郑有良,魏育明,吴卫,周永红,刘登才,兰秀锦. 2002. 四川主栽小麦品种遗传多样性的SSR标记研究[J]. 麦类作物学报,22(2):5-9. [Zhang Z Q,Zheng Y L,Wei Y M,Wu W,Zhou Y H,Liu D C,Lan X J. 2002. Study on genetic diversity of main wheat varieties in Sichuan by SSR markers[J]. Journal of Triticeae Crops,22(2):5-9.]

赵广才. 2010. 中国小麦种植区划研究(一)[J]. 麦类作物学报,30(5):886-895. [Zhao G C. 2010. Study on Chinese wheat planting regionalization(1)[J]. Journal of Triticeae Crops,30(5):886-895.]

赵陆滟,许俊强,许彬,胡安平,张应华. 2021. 236份黄瓜种质资源农艺性状的遗传多样性分析及优质种质筛选[J]. 南方农业学报,52(1):145-154. [Zhao L Y,Xu J Q,Xu B,Hu A P,Zhang Y H. 2021. Genetic diversity analysis of agronomic traits and elite accession selection in 236 cucumber germplasm resources [J]. Journal of Southern Agriculture,52(1):145-154.] doi:10.3969/j.issn.2095-1191.2021.01.018.

周丽艳,郭振清,马玉玲,东方阳,林小虎. 2011. 春小麦品种农艺性状的主成分分析与聚类分析[J]. 麦类作物学报,31(6):1057-1062. [Zhou L Y,Guo Z Q,Ma Y L,Dong F Y,Lin X H. 2011. Principal component and cluster analysis of different spring wheat cultivars based on agronomic traits[J]. Journal of Triticeae Crops,31(6):1057-1062.]

周瑜,李泽碧,黄娟,吴毓,张亚勤,张志良,张晓春. 2021. 高粱种质资源表型性状的遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报,22(3):654-664. [Zhou Y,Li Z B,Huang J,Wu Y,Zhang Y Q,Zhang Z L,Zhang X C. 2021. Gene-tic diversity of sorghum germplasms based on phenotypic traits[J]. Journal of Plant Genetic Resources,22(3):654-664.] doi:10.13430/j.cnki.jpgr.20200922001.

Wan A M,Chen X M,He Z H. 2007. Wheat stripe rust in China[J]. Australian Journal of Agricultural Research,58:605-619. doi:10.1071/AR06142.

(责任编辑 陈 燕)

猜你喜欢
条锈病白粉病性状
珠海长肋日月贝形态性状对体质量的影响
小麦条锈病的病因分析及防控措施
小麦条锈病的防控技术
甜瓜白粉病抗性基因遗传及候选基因定位
河南省小麦条锈病的病因分析及防控措施
小麦条锈病持续控制的策略
甜玉米主要农艺性状的研究
变叶木新病害白粉病病原菌生物学特性测定
黄瓜为什么易感白粉病?
“常染色体遗传”等于“杂交后代性状分离比与性别无关”吗