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【学士论文】简谈国外小麦种质资源农艺性状及品质性状的多样性分析(论文参考资料)

星级: ★★★★ 期刊: 《农学学报》作者:柴永峰,李秀绒,赵智勇,孙来虎,李永山,景力武浏览量:5948 论文级别:热门本章主题:性状和小麦原创论文: 5156论文网更新时间:12-16审核稿件编辑:Jerry本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:3129 评论次数: 554

导读:怎么写作好性状和小麦相关方面的论文。本篇国外小麦种质资源农艺性状及品质性状的多样性分析中的相关毕业论文提纲范文希望会对你的写作带来参考帮助以解你的写作忧愁。

柴永峰1,李秀绒1,赵智勇1,孙来虎1,李永山1,景力武2

(1山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;2山西省运城市农业委员会,山西运城044000)

摘要:为了解国外146 份小麦种质的遗传多样性,提高小麦资源利用效率,在山西南部大田对从国外引进的146 份小麦种质资源的农艺性状和品质性状进行了多样性分析.结果表明:18 个农艺性状和品质性状指标的平均变异系数为10。9%,平均多样性指数为1。4.农艺性状的产量、主茎穗长、穗粒数、千粒重、单株成穗数和品质性状的稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力、沉降值、形成时间等方面有着丰富的遗传多样性.同时对产量较好的31 份材料进行了主成分分析和聚类分析,前8 个主成分特征值的累计贡献率达92。73%,从中选出了影响力较大的8 个性状,综合反映了经济性状和品质性状;31 份材料按遗传距离远近划分为7 类,各类群特征表现各异,说明引进小麦资源农艺性状和品质性状遗传多样性丰富.

关键词:国外小麦;农艺性状;品质性状;多样性

中图分类号:S32 文献标志码:A 论文编号:2013-0410

Diversity Analysis of Agronomic and Quality Characters of Foreign Wheat Germplasm Resources

Chai Yongfeng1, Li Xiurong1, Zhao Zhiyong1, Sun Laihu1, Li Yongshan1, Jing Liwu2

(1Cotton Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Yuncheng 044000, Shanxi, China;2Yuncheng Agricultural Committee, Yuncheng 044000, Shanxi, China)

germplasm resource。 Diversities of agronomic and quality characters were analyzed for 146 foreign wheatgermplasm in the field in southern Shanxi Province, basing on the data statistic analysis, principal componentand cluster analysis methods。 The average coefficient of variance was 10。9%, and the average diversity indexwas 1。4 with 18 wheat characters。 It was-to seed yield, spike length, kernels per spike, spikes per plant,1000-grain weight, stability time, tensile area, maximum resistance, sedimentation value and developmenttime。 Principal component and cluster analysis were used to 31 high-yield germplasm resources。 The additivecontributing rate of first eight principal components was 92。73%, eight major discriminating characteristicswere selected to reflect the comprehensive economic characters and quality characters。 According to thegenetic distance, 31 germplasm resources were divided into 7 groups。 Each group had different characteristicsand showed abundant genetic diversity in agronomic and quality characters。

Key words: Foreign Wheat; Agronomic Character; Quality Character; Genetic Diversity

0 引言

小麦种质资源是现代小麦育种的重要亲本来源,是培育高产优质抗病小麦新品种的重要物质基础[1],多样化的遗传资源更有利于选择更加理想的亲本.建国以来,中国小麦育种工作的进展和突破都依赖于关键性种质资源的发现和利用[1].小麦种质资源的引进、鉴定与利用是中国小麦品种选育不断获得巨大进展的物质基础[2-3],中国的育成品种80%以上有国外小麦的血缘,尤其是抗性材料,绝大部分来自国外.进一步说明引进研究国外优质资源的必要性.近20 年来,国内育种单位对国外小麦种质材料进行了一些研究,李秀绒等[4]、张俊灵等[5]对外引小麦种质进行了农艺性状分析,佟汉文等[6]对外引小麦种质进行了农艺性状和抗性分析,李冬梅等[7]对外引小麦蛋白质进行了研究,刘三才等[8-9]、吴振录等[10]分别对澳大利亚和意大利的小麦进行了农艺性状和品质性状分析.虽然近年来已经有RAPD、SSR 等分子标记在小麦资源遗产多样性研究中应用[11-12],但利用表型性状对外引小麦的遗传多样性分析仍鲜见报道.2010 年以来,在中国农科院的主持下,笔者承担了国际农业磋商组织(CGIAR)挑战计划项目(GCP)课题,引进了来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的146 份(含当地对照1份)小麦资源材料,通过对这些材料的农艺性状和品质性状进行遗传多样性分析,了解遗传基础,不断丰富小麦种质资源多样性,鉴定和筛选具有特异优良性状的新种质,为中国小麦育种发掘可利用的优异基因.

1 材料与方法

1。1 材料来源

2010 年3 月通过GCP 项目获得国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的146份资源材料(表1)

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1。2 试验年度地点和试验设计

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试验于2010—2011 年在山西省农业科学院棉花研究所运城市所内试验农场进行.2010 年3 月23 日对CMMIT 146 份材料浸泡吸水12 h,再经种子发芽箱25℃条件下催芽36 h处理,于3月25日露地种植,各种1 行,行长1 m,点籽20 粒,行距21 cm,2 次重复.用于性状初步观察和种子繁殖.2010 年10 月20 日秋播种植,各种1 行,行长2 m,点籽100 粒,行距22 cm,2 次重复,随机区组.播种前每公顷施纯N 120 kg,P2O5112。5 kg,大田管理按常规进行.收获期进行实收测产.

1。3 测定方法

田间系统观察鉴定参试材料的生育期表现和抗逆适应性,主要生物学特征特性,收获时各选5 株室内进行系列性状考种.

利用瑞典玻通仪器公司生产的2100 型面筋测量系统分析测定全麦粉面筋品质和9100 型整粒谷物近红外仪分析测定籽粒样品品质性状.

1。4 统计方法

所有试验数据的平均数、标准差、变异系数、Shannon-Weaver 多样性指数等均在Excel 中进行.用DPS系统对小麦资源各性状进行主成分分析及聚类分析.在聚类分析中种质间距离为欧式距离,采用最短距离法进行聚类.

计算Shannon-Weaver多样性指数(H)[13]:

其中,n 为某一性状表型级别的数目,Pi为某一性状第i 级别内材料份数占总数的百分比.

2 结果与分析

2。1 小麦性状指标多样性分析

根据参试的146 份材料的统计分析(表2)表明,146 份小麦资源的18 个性状的平均变异系数为10。9%,差异较大,平均多样性指数为1。40,遗传多样性丰富.产量、主茎穗长、穗粒数、千粒重、单株成穗数的变异系数均高于平均值,说明这些数量性状的差异较大,变异范围广泛,遗传多样性丰富.其中产量的变异系数最大,达23。96%,多样性丰富,为1。38,产量在1500 kg/hm2以下2份,1500~2250 kg/hm2的材料有19份,2250~3000 kg/hm2的材料有50份,3000~3750 kg/hm2材料有43 份;产量3750 kg/hm2以上有32 份(表3).生育期的变异系数最小,为0。43%,说明参试材料的生育期比较接近,熟期相对一致,差异不大.

在品质性状上,沉降值、形成时间、稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸面积的变异系数超过平均值,说明这些数量性状的差异较大,变异范围广泛,遗传多样性丰富.其中稳定时间变异系数最大,达19。41%,容重变异系数最小,为1。43%.其他性状如硬度、蛋白质含量和湿面筋含量及延展性处于两者之间,差异也较大,多样性也较丰富,如蛋白质含量在13。26%~16。6%,变异系数为5。06%,但多样性指数最高,为1。74,其中蛋白质含量≥14。0%有124 份,占86。3%,蛋白质含量≥16。0%有13 份,占8。9%(表3).湿面筋含量在29。07%~36。65%,平均32。3%,变异系数5。09%,其中湿面筋含量≥30。0%占92。47%,湿面筋含量≥32%占55。48%.

2。2 小麦各性状的主成分分析

通过对产量超过3750 kg/hm2的31 份材料的株高、生育期、主茎穗长、单株成穗数、穗粒数、千粒重和产量及品质等18 个指标进行主成分分析,结果表明:主成分中的前8 个主成分特征值的累计贡献率达92。73%,包含了全部指标的绝大部分信息,各主成分包含的性状信息具有一定的相关性,而且不同主成分包含性状类型的差异较大(表4).第一主成分高负荷指标为形成时间;第二主成分高负荷指标为株高;

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第三主成分高负荷指标为主茎穗长;第四主成分高负荷指标为蛋白质含量;第五主成分高负荷指标为容重;第六主成分高负荷指标为产量;第七主成分高负荷指标为生育期;第八主成分高负荷指标为单株成穗数.根据特征值和各主成分高负荷指标,可以将第一、第四、第五主成分合并为第一因子,反映小麦品质性状;第六、第八主成分合并为第二因子,反映经济产量性状.

2。3 小麦高产资源的聚类分析

通过对产量超过3750 kg/hm2的31 份材料的株高、生育期、主茎穗长、单株成穗数、穗粒数、千粒重和产量及品质等18 个指标进行聚类分析(图1、表5)表明,将31 份材料分为7 类:第一类1 份材料(9718),属于高蛋白质,面筋指数较低.第二类5 份材料(9729、9730、9633、9611、9638),株高、千粒重、蛋白质、面筋指数均较高,如9633 的面筋指数高达100%.第三类1 份材料——9714,蛋白质高、面筋指数较高.第四类1 份材料——9601,穗粒数较少,千粒重高,产量最高、蛋白质高.第五类1 份材料(9607),穗粒数多,千粒重高、高蛋白、面筋指数最低.第六类1 份材料(9725),穗粒数较多,千粒重、蛋白质含量较高,面筋指数中

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等.第七类有21 份材料,又可分为6 亚类——第一亚类为9746;第二亚类为9610,第三亚类为9698、9738、9720、9685;第四亚类为9603、9637、9744、9624、9736、9616、9719、9629、9606、9656;第五亚类为9728、9727、9636;第六亚类为9712.

3 结论与讨论

中国小麦育种工作的进展和突破都依赖于关键性种质资源的发现和利用,种质资源的遗传多样性是育种工作的基础,由于近年来小麦育种进程的加快,所用的种质资源主要集中在少数骨干亲本上[14-16],导致大部分新育成品种的一些主要性状的变异幅度较为狭窄,育种工作者已深刻认识到要继续提高小麦的育种水平,必须提高育种基础材料的遗传多样性[17-18].中国学者对不同地区小麦农艺性状、品质性状的遗传多样性进行了深入分析,陕西省小麦地方品种存在较广泛的遗传多样性,其中株高、千粒重等农艺性状的多样性指数范围在2。0630~1。9186,变异系数范围9。96%~26。9%[19];新疆小麦农艺性状的多样性指数在0。900~0。814,变异系数在11。21%~30。82%,品质性状的多样性指数在0。709~0。878,变异系数在38。06%~8。53%[20].本试验对引进国外的146 份小麦资源的18 个性状分析表明,农艺性状和品质性状变异系数分别为0。43%~23。96%和1。43%~19。41%,遗传多样性指数分别为1。25~1。47 和1。19~1。74,平均多样性指数为1。40,变异系数为10。9%,说明这些小麦种质资源间的性状差异明显,变异范围大,遗传多样性丰富.尤其产量、主茎穗长、穗粒数、千粒重、单株成穗数以及品质性状如稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力、沉降值、形成时间等性状变异系数大,遗传多样性指数高,这些材料可与国内当地优良品种通过杂交、回交、复交及阶梯式杂交改良利用,培育出高产优质的小麦品种.

主成分分析在多种作物种质资源多样性中广泛应用.笔者对31 份材料18 个性状进行主成分分析研究表明,主成分中的前8 个主成分特征值的累计贡献率达92。73%,包含了全部指标的绝大部分信息,根据各主成分载荷值大小,从中选出了影响力较大的8 个性状,可以明显归类为2 大类,综合反映了经济性状和品质性状.

聚类分析方法在研究作物品种资源的差异和分类方面已有不少应用,现已被广泛于水稻、大豆、小麦、绿豆等作物的亲缘关系分析[21-24].通过对对产量超过3750 kg/hm2的31 份优异材料的18 个性状进行聚类分析,将结果分为7 个类群,各类群间差异明显.这些研究结果可为杂交育种亲本选配和分子标记提供支持,并通过改良创新,扩大小麦育种种质的遗传基础,丰富小麦育种的基因源.由于小麦表型性状的表现是遗传因素和环境因素综合作用的结果,数量性状由微效多基因控制,受环境影响较大,为了更准确的评价小麦资源的遗传背景,SSR 标记技术已被广泛应用于小麦遗传多样性分析[11-12,25],将农艺性状、品质性状与分子标记技术相结合,能显著缩短育种年限,减少工作量,提高种质资源利用效率.

[ 参考文献 ]

1、四川北部仓储小麦的品质性状分析 雷加容,余敖,李生荣,任勇,陶军,杜小英,周强,欧俊梅 (绵阳市农业科学研究院,四川绵阳621023) 为了掌握四川北部仓储小麦品质状况,以2009 年在四川北部3 市9 县

2、黄淮旱地小麦品种产量性状演变研究 刘新月,裴磊,卫云宗 (山西省农业科学院小麦研究所,山西临汾041000) 研究1986—2014 年黄淮旱地冬小麦品种产量及其结构性状变化规律,为旱地小麦育种适应未来耕作制

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