饲料大麦产量性状的基因型与环境互作分析

何梅洁，陈 佳，杨金华，杜 娟，普晓英，杨晓梦，李 霞，杨加珍，曾亚文，杨 涛*,李玉萍

(1.云南省种子管理站，云南 昆明 650031; 2.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，云南 昆明 650205; 3.云南省农业科学院粮食作物研究所, 云南 昆明 650205；4 玉溪农业职业技术学院，云南 玉溪 653106)

【研究意义】饲料大麦是鸡、猪、牛等优质饲料，其产量性状一直是育种家研究的主要研目标，大麦产量与有效穗、实粒数、千粒重等性状有相关关系[1-5]。通过对不同地区饲料大麦的品种评价分析，可以揭示饲料大麦不同品种的有效穗、实粒数、千粒重、产量以及产量性状在不同地区的差异。【前人研究进展】赵加涛等[6]研究认为，大麦有效穗数与产量关系最密切，大麦高产栽培应协调好有效穗数、实粒数、千粒重的关系。刘帆等[7]研究认为，有效穗数对大麦产量贡献较大，穗实粒数次之，而千粒重对产量则表现为负值。【本研究切入点】有关饲料大麦的有效穗、实粒数、千粒重、产量不同地区，不同品种的基因型与环境互作差异分析目前还未有报道，通过重点筛选云南省昆明、玉溪、保山、大理、临沧、曲靖6个地区同时种植的不同类型大麦有效穗、实粒数、千粒重、产量种质资源，研究基因型、环境及基因型×环境互作变异对大麦产量性状的影响；检测各基因型在不同环境下的平均表现；评价基因型对环境的敏感性和稳定性。【拟解决的关键问题】为饲料大麦种质资源创新和新品种选育，提供遗传基础更广，为不同地区的优质栽培提供理论和方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用大麦品种，分别为云大麦12YD-4，云大麦12YD-10，云大麦12YD-11，云饲麦4号，云饲麦5号，云稞1号，11BD-20，11-J7，凤大麦12号，云大麦12YD-15，云青3号，基本性状及来源如表1所示。

表1 供试饲料大麦品种

1.2 试验设计

选取云南省近年来大麦播种面积较大的昆明、玉溪、保山、大理、临沧、曲靖6个地(州市)(表2)同时进行试验，统一采用随机区组设计，3次重复，小区面积10 m2，四周设保护行，基本苗按180万～225万粒·hm-2计称种(或数种)到行，播种方式为条播，播期按当地大麦最佳节令执行，田间管理及肥水调控略高于当地大田水平，试验周期为1年。

表2 供试大麦品种的试验地点

1.3 数据统计与分析

将不同海拔饲料大麦产量性状相关数据，用SPSS12.0、Excel 2017分析，分别计算不同品种产量性状的平均值及差异显著性水平，以及不同地区产量性状的平均值，并进行多重比较；估算其遗传方差，环境方差及遗传环境互作方差，比较遗传及环境对饲料大麦产量性状的影响。

2 结果与分析

2.1 饲料大麦产量性状不同品种的差异比较

2.1.1 饲料大麦不同品种有效穗的差异比较 由表3可知，饲料大麦有效穗平均值在不同品种中的变化范围为234万～597万穗·hm-2，不同品种饲料大麦有效穗差异达到极显著水平。

表3 饲料大麦有效穗在不同地区的LSD法多重比较

凤大麦12号有效穗最高，其平均值为597万穗·hm-2，与排名第2的云大麦12YD-4和排名第3的云大麦12YD-10有效穗差异不显著，但是与其它品种的有效穗差异达到极显著水平。有效穗最低的为云稞1号为234万穗·hm-2，云青3号为235.5万穗·hm-2，这2个品种有效穗差异不显著。

2.1.2 饲料大麦不同品种实粒数的差异比较 由表4可知，饲料大麦实粒数平均值在不同品种中的变化为20.3～53.0个，不同品种饲料大麦实粒数差异达到极显著水平。

表4 饲料大麦实粒数在不同地区的LSD法多重比较

11-J7实粒数最高，其平均值为53.0个，与云饲麦5号、云青3号、云稞1号、云大麦12YD-10实粒数差异不显著，但是与其它品种的实粒数差异达到显著水平。实粒数最低的为云大麦12YD-4，为20.8个；凤大麦12号为20.3个，这2个品种实粒数差异不显著。

2.1.3 饲料大麦不同品种千粒重的差异比较 由表5可知，饲料大麦千粒重平均值在不同品种中的变化范围为37.5～50.8 g，不同品种饲料大麦千粒重差异达到极显著水平。

表5 饲料大麦千粒重在不同地区的LSD法多重比较

云大麦12YD-4千粒重最高，其平均值为50.8 g，与排名第2的凤大麦12号差异不显著，但是与其它品种的千粒重差异达到极显著水平。千粒重最低的为11-J7为39.6 g，云大麦12YD-10为37.5 g，这2个品种千粒重差异不显著。

2.1.4 饲料大麦不同品种产量的差异比较 由表6可知，饲料大麦产量平均值在不同品种中的变化范围为3082.5～4983 kg·hm-2，不同品种饲料大麦产量差异达到极显著水平。

表6 饲料大麦产量在不同地区的LSD法多重比较

11BD-20产量最高，其平均值为4983 kg·hm-2，与云大麦12YD-10、云饲麦5号、凤大麦12号产量差异不显著，但是与其它品种的产量差异达到极显著水平。产量最低的为云稞1号为3370.5 kg·hm-2，云青3号为3082.5 kg·hm-2，这2个品种产量差异不显著。

2.2 饲料大麦在不同地区产量性状的差异比较

由表7可知，饲料大麦有效穗、实粒数、千粒重、产量在昆明、玉溪、保山、大理、临沧、曲靖6个地区，差异都达到极显著水平。

表7 饲料大麦产量在不同地区的LSD法多重比较

有效穗在6个地区的变化范围为，250.5万～510.0万穗·hm-2，差异达极显著水平，有效穗在的大小分别为，玉溪>临沧>大理>保山>昆明>曲靖，说明玉溪地区的环境更有利于有效穗的增加。

在6个地区实粒数的变化范围为，30.2～49 个，差异达极显著水平，实粒数的大小分别为，昆明>玉溪>大理>临沧>曲靖>保山，说明昆明和玉溪地区的环境更有利于实粒数的增加。

在6个地区千粒重的含量变化范围为，35.1～47.0 g，差异达极显著水平，千粒重的大小分别为，保山>大理>玉溪>昆明>临沧>曲靖，说明保山和大理地区的环境更有利于千粒重的增加。

在6个地区产量的变化范围为，2524.5～6790.5 kg·hm-2，差异达极显著水平，产量的大小分别为，玉溪>临沧>保山>大理>昆明>曲靖，说明玉溪和临沧地区的环境更有利于产量的增加。

2.3 饲料大麦产量性状的基因型与环境互作分析

由表8可知，6个地点(环境)饲料大麦11个品种(基因型)的有效穗、实粒数、千粒重、产量的方差分析结果，不同产量性状之间有很大差异。

表8 饲料大麦产量的方差分析

有效穗的基因型方差、环境方差和G×E互作方差均达到极显著水平。其影响顺序为有效穗的环境变异>G×E互作变异>基因型变异，说明有效穗受环境影响较大，基因与环境互作变异要大于遗传的影响。

实粒数的基因型方差和环境方差均达到极显著水平，G×E互作方差达显著水平。其影响顺序为实粒数的基因型变异>G×E互作变异>环境变异，说明实粒数主要受遗传控制，其次受基因与环境互作影响较大，环境影响最小。

千粒重的基因型方差、环境方差和G×E互作方差均达到极显著水平。其影响顺序为千粒重的环境变异>G×E互作变异>基因型变异，说明千粒重受环境影响较大，基因与环境互作变异要大于遗传的影响。

产量的基因型方差、环境方差和G×E互作方差均达到极显著水平。其影响顺序为产量的环境变异>G×E互作变异>基因型变异，说明产量受环境影响较大，基因与环境互作变异要大于遗传的影响。

3 讨 论

作物的产量性状受遗传影响[8-9]，大麦产量性状表现为不同品种的遗传多样性[10]，本研究表明大麦的有效穗、实粒数、千粒重、产量在每个品种中差异都明显。凤大麦12号有效穗最高，其平均值为597万穗·hm-2，11-J7实粒数最高，其平均值为53.0个，云大麦12YD-4千粒重最高，其平均值为50.8 g，11BD-20产量最高，其平均值为4983 kg·hm-2。选择产量较高的品种，可以在大麦产区进行推广，下步工作也可在此基础上挑选不同有效穗、实粒数、千粒重、产量的高低组合的品种做杂交，进一步分析其杂种后代的产量性状可为大麦产量性状的遗传研究进一步提供理论依据。

不同环境对大麦的产量性状有一定的影响[11-12]，研究表明不同播种期、耕作方式和施肥对大麦的产量有显著的影响[13-19]，本研究结果表明，不同地区对饲料大麦不同的产量性状影响不同，玉溪地区的环境更有利于有效穗的增加，昆明和玉溪地区的环境更有利于实粒数的增加，保山和大理地区的环境更有利于千粒重的增加，玉溪和临沧地区的环境更有利于产量的增加。在不同的地区选择产量高的饲料大麦品种进行推广，是提高不同生态区饲料大麦产量的关键。

基因型和环境因素对植物品质性状的影响一直是育种面临的问题[20-21]。大多数品质性状受环境和遗传因素共同影响[22-23]，6个地区饲料大麦的有效穗、实粒数、千粒重、产量的差异都比较明显，产量性状受遗传影响达极显著水平，进行产量遗传育种仍是提高饲料大麦产量的关键，其中，实粒数主要受遗传控制，其次受基因与环境互作影响较大，环境影响最小。有效穗、千粒重、产量等产量性状受环境影响较大，基因与环境互作变异要大于遗传的影响。

4 结 论

凤大麦12号有效穗最高，其平均值为597万穗·hm-2，11-J7实粒数最高，其平均值为53.0个，云大麦12YD-4千粒重最高，其平均值为50.8 g，11BD-20产量最高，其平均值为4983 kg·hm-2。玉溪地区的环境更有利于有效穗的增加，昆明和玉溪地区的环境更有利于实粒数的增加，保山和大理地区的环境更有利于千粒重的增加，玉溪和临沧地区的环境更有利于产量的增加。

产量性状受遗传影响达极显著水平，产量遗传育种仍是提高饲料大麦产量的关键，根据不同品种在不同地区的产量表现，选择产量高的饲料大麦品种进行推广，是提高不同生态区饲料大麦产量的关键。