楊婷婷，崔嘉欣，王婷婷，張從宇*

(1.安徽科技學院，安徽 鳳陽 233100;2.安徽科技貿易學校，安徽 蚌埠 233080;3.河南省農業(yè)科學研究院，河南 鄭州 450002）

小麥是世界分布最廣、栽培面積最大的主要糧食作物，其產量占世界糧食作物總產的30%左右，全球大約有43個國家、超過1/3的人口以小麥為主要糧食，小麥在國際糧食貿易中也占有重要地位。中國是世界最大的小麥生產國，近幾年小麥的單產及總產不斷提高，為保障國家糧食安全社會穩(wěn)定起到了非常重要的作用。用60Co－γ射線輻射產生優(yōu)良變異性狀的方法在小麥育種上已廣泛應用[1－5]。目前對誘變性狀的評定大多是從產量、生育期、抗性等進行比較，對多個性狀來綜合評價和分析的較少。隨著育種目標的變化，在后代性狀選擇的過程中，有必要研究不同隨機變量的相關關系，以提高性狀選擇的科學性和針對性[6－8]。冀麥5418由河北省農業(yè)科學院糧油所選育，1988年河南省農作物品種審定委員會認定，1991年全國農作物品種審定的小麥品種，具有很好的抗逆性、豐產性和較強的抗病蟲性，近年來在黃淮麥區(qū)大面積推廣[9]。但是經過20余年的推廣種植，其產量、品質、抗病蟲性等有所下降。如何進一步挖掘此品種的潛力，成為擺在育種工作者面前的一個課題[4]。誘變育種相比其他傳統(tǒng)育種方式具有高效便捷及變異方向多等優(yōu)點[5]。為此，筆者用60Co－γ射線輻射冀麥5418干種子進行輻射，對其后代的性狀進行了考查、測定、統(tǒng)計分析，研究其變異規(guī)律，為科學選擇優(yōu)良種質提供依據。

1 材料與方法

1.1 種子來源

供試小麥品種為冀5418，由安徽科技學院遺傳實驗室提供。用60Co－γ射線輻射干種子，劑量為200Gy，時間為 10min。

1.2 M1－M3代田間播種

輻射當代為M1代，2012年10月28日種植于安徽科技學院種植科技園。播種方式為點播，行距25 cm，株距5cm，成熟后每株收1穗、脫粒。2013年11月2日種植M2穗行，種植方式同M1，成熟后每株收1穗，單脫。2014年10月29日種植M3，種成穗行，行長1.5米，行距25cm，株距5cm，每行定苗20株，M3代收獲500個穗行進行性狀測定。

1.3 M3農藝性狀考查

每行20株全部考查，然后取平均值?？疾樾誀?個，分別為株高[X(1)]、穗長[X(2)]、小穗數(shù)[X(3)]、退化小穗數(shù)[X(4)]、行粒重[X(5)]、千粒重[X(6)]。

1.4 品質測定

用瑞典波通公司的DA7200近紅外分析儀對M3籽粒營養(yǎng)品質性狀和加工品質性狀進行分析測定。性狀有濕面筋含量[X(7)]、干基蛋白含量[X(8)]、容重[X(9)]、面團吸水率[X(10)]、面團穩(wěn)定時間[X(11)]、面團形成時間[X(12)]、硬度指數(shù)[X(13)]、沉降值[X(14)]、出粉率[X(15)]、直鏈淀粉含量[X(16)]。

1.5 數(shù)據分析

用DPS軟件進行基本數(shù)據處理和多元分析，以超過2倍的標準差為依據確定M3變異性狀，進一步計算變異率[10－11]。主成分分析的特征值取累計貢獻率 85%[12－13]。

2 結果與分析

2.1 M3主要性狀的變異分析

由表1可以看出，M3代的各種性狀均產生了不同程度的變異。農藝性狀的變異系數(shù)大小依次為退化小穗數(shù)＞穗長＞株高＞小穗數(shù);產量性狀的變異系數(shù)依次為行粒重＞千粒重;品質性狀的變異系數(shù)依次為濕面筋含量＞干基蛋白質;加工性狀的變異系數(shù)依次為直鏈淀粉含量＞沉降值＞穩(wěn)定時間＞形成時間＞硬度系數(shù)＞出粉率＞吸水率＞容重。再從橫向進行比較可以發(fā)現(xiàn)看出，退化小穗數(shù)、行粒重、直鏈淀粉含量、沉降值及千粒重變異系數(shù)較大，說明這五種指標產生變異的可能性大，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較大;出粉率、硬度指數(shù)、吸水率及容重的變異系數(shù)較小，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較小。

表1 M3代主要性狀的變異分析Table 1 Variation of main agronomic traits of M3

2.2 M3代主要性狀的簡單相關分析

將M3代主要性狀統(tǒng)計分析得出的相關系數(shù)列入表2。由表2可以看出，株高與穗長、穗長與小穗數(shù)、濕面筋含量與干基蛋白質、吸水率與干基蛋白質、沉降值與干基蛋白質、濕面筋含量與吸水率、濕面筋含量與沉降值、形成時間與容重、容重與出粉率、容重與直鏈淀粉含量、沉降值與吸水率、穩(wěn)定時間與形成時間、硬度指數(shù)與穩(wěn)定時間、穩(wěn)定時間與沉降值、直鏈淀粉含量與穩(wěn)定時間、硬度指數(shù)與沉降值、直鏈淀粉含量與出粉率之間呈極顯著正相關;行粒重與千粒重、小穗數(shù)與株高、硬度指數(shù)與出粉率之間呈顯著正相關;容重與干基蛋白質、出粉率與干基蛋白質、直鏈淀粉含量與干基蛋白質、容重與濕面筋含量、出粉率與濕面筋含量、直鏈淀粉含量與濕面筋含量、吸水率與容重、沉降值與容重、吸水率與出粉率、吸水率與直鏈淀粉含量之間極顯著負相關。從結果可以看出，產量性狀中，除株高、穗長、小穗數(shù)間相關極顯著，行粒重與千粒重間相關極顯著外，其它性狀間差異均不顯著;品質性狀間大多數(shù)性狀間相關顯著;而行粒重與營養(yǎng)品質性狀(蛋白質含量、濕面筋含量)間相關不顯著;與加工品質重要性狀的硬度相關不顯著。說明產量和品質性狀間相關不密切，選擇時不可兼顧，選擇目標是產量或品質(相關系數(shù)臨界值:a=0.05時，r=0.3202;a=0.01 時，r=0.4128)。

表2 M3代主要性狀的簡單相關系數(shù)分析Table 2 Simple correlation coeffient of agronomic traits of M3

2.3 M3代主要性狀的主成分分析

表3 M3代主要性狀的主成分分析Table 3 Principle component analysis of agronomic traits of M3

根據累計貢獻率≥85%的標準，有6個主成分入選，其累計貢獻率為85.907%，已包含了大部分信息。

第一主成分特征值為4.8158，貢獻率為30.099%，對應特征向量以干基蛋白質、濕面筋含量、吸水率3個性狀分量的影響較大，但容重、直鏈淀粉含量和出粉率特征向量負值絕對值較大，即追求過高的干基蛋白質、濕面筋含量含量，會降低直鏈淀粉含量和出粉率。因此，第一主成分值以居中為宜。

第二主成分特征值為2.8356，貢獻率為17.7266%，對應特征向量以穩(wěn)定時間、硬度指數(shù)、沉降值、出粉率4個性狀分量的影響較大，但千粒重、退化小穗數(shù)及干基蛋白質特征向量為負值且絕對值較大，即追求高穩(wěn)定時間、硬度指數(shù)、沉降值、出粉率，會降低千粒重及干基蛋白質。因此，第二主成分值以居中為宜。

第三主成分特征值為2.2124，貢獻率為13.8274%，對應特征向量以穗長、小穗數(shù)、株高、行粒重4個性狀分量的影響較大，但千粒重、形成時間及容重向量為負值且絕對值較大。因此，第三主成分值以居中或偏高為宜。

第四主成分特征值為1.5679，貢獻率為9.7992%，對應特征向量以行粒重、形成時間、千粒重3個性狀分量的影響為主，但退化小穗數(shù)、直鏈淀粉含量及沉降值為負值。因此，第四主成分值偏高為宜。

第五主成分特征值為1.4078，貢獻率為8.7985%，對應特征向量以形成時間、容重、退化小穗數(shù)3個性狀分量的影響較大，但硬度指數(shù)、千粒重、行粒重特征向量為負值。因此，第五主成分值以偏低為宜。

第六主成分特征值為0.905，貢獻率為5.6563%，對應特征向量以退化小穗數(shù)、千粒重、株高、行粒重4個性狀分量的影響較大，但小穗數(shù)特征向量為負值。因此，第六主成分值居中為宜。

3 結論與討論

通過試驗材料性狀的考查、統(tǒng)計分析說明，冀麥5418經過60Co－γ射線誘變M3代發(fā)生了豐富的變異，這也符合誘變育種具有變異率大、可選擇后代材料廣泛等優(yōu)點[14]。通過誘變使小麥的農藝性狀、品質性狀及加工品質性狀等產生了的廣泛變異，為我們選擇符合育種目標的后代提供了豐富的材料資源。冀麥541860Co－γ射線誘變M3代農藝性狀的變異系數(shù)大小依次為退化小穗數(shù)＞穗長＞株高＞小穗數(shù);產量性狀的變異系數(shù)依次為行粒重＞千粒重;品質性狀的變異系數(shù)依次為濕面筋含量＞干基蛋白質;加工性狀的變異系數(shù)依次為直鏈淀粉含量＞沉降值＞穩(wěn)定時間＞形成時間＞硬度系數(shù)＞出粉率＞吸水率＞容重。橫向進行比較可以看出，退化小穗數(shù)、行粒重、直鏈淀粉含量、沉降值及千粒重變異系數(shù)較大，說明這五種指標產生變異的可能性大，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較大;出粉率、硬度指數(shù)、吸水率及容重的變異系數(shù)較小，選擇出優(yōu)良性狀的可能性較小。

蛋白質含量、濕面筋含量是小麥主要的營養(yǎng)品質指標，也是決定加工品質的主要因素[15－16]，從本試驗看，60Co－γ射線誘變小麥的后代，營養(yǎng)品質與加工品質性狀間大多數(shù)簡單相關系數(shù)達顯著或極顯著水平，這與張從宇等[17－18]的研究結果相一致。但小麥面粉的加工品質還與其高分子量谷蛋白亞基(HMWGS)的組分和表達量相關[19]，作者還將開展進一步研究。

[1]高蘭英，馬慶.誘發(fā)突變技術在小麥育種研究中的應用[J].山西農業(yè)科學，2009，37(6):7－12.

[2]魏亦勤，李樹華，曾保安，等.60Co－r射線在小麥育種上性狀改良的應用研究[J].種子，2000，107(1):49－50.

[3]王琳清.我國植物誘變育種進展剖析[J].核農學通報，1992，6(6):282 －295.

[4]龐伯良，萬賢國.γ射線與激光復合處理對水稻的誘變效果及其應用[J].核農學報，1998，12(1):12－15.

[5]陸兆新.日本輻射誘變育種的最新進展[J].核農學通報，1997，18(6):49－50.

[6]張佳佳，代西梅，趙帥鵬，等.輻照誘變對小麥生理學效應的影響[J].原子核物理評論，2012，29(1):92－96.

[7]王龍，任立凱，李強，等.江蘇省小麥育種及誘變育種技術的研究進展與展望[J].江蘇農業(yè)科學，2014，42(6):60－62，68.

[8]邵長紅.小麥育種誘變新技術的應用研究[J].科技傳播，2011，38(5):135，141.

[9]孫允超.小麥育種進程與現(xiàn)代育種方法分析[J].農業(yè)科技通訊，2013，6(6):6－10.

[10]張宏紀，王廣金，孫巖，等.春小麥航天誘變入選后代的變異研究[J].核農學報，2007，21(2):111－115.

[11]張從宇，王敏，張子學，等.Ar+注入小麥M3代變異的SSR鑒定及再分離研究[J].安徽科技學院學報，2009，23(5):11－16.

[12]魏亦農，曹連莆.二棱啤酒大麥品種資源農藝性狀的聚類分析和主成分分析[J].種子，2003(3):69－70.

[13]唐啟義，馮明光.實用統(tǒng)計分析及其DPS數(shù)據處理系統(tǒng)[M].北京:科學出版社，2002:43－51.

[14]韓微波，劉錄祥，郭會君，等.小麥誘變育種新技術研究進展[J].麥類作物學報，2005，25(6):125－129.

[15]Payne P I，Olt L M，Law C N.Structural and genetic studies on the weight subunits of wheat glutenin[J].Theoretical and Applied Genetics，1981，60:229 －236.

[16]Payne P I，Law C N，Mudd E E.Control by homologous group 1 chromosomes of the high－molecular－weight subunits of glutenin，amajor protein of wheat endosperm[J].Theoretical and Applied Genetics，1980，58:113 －120.

[17]張從宇，王敏，李文陽，等.60Co－γ射線對皖麥50 M2代農藝及品質性狀的誘變效應[J].種子，2014，33(12):80－83.

[18]張從宇，王敏，李文陽，等.60Co－γ射線誘變皖麥50M2代性狀變異及典型相關分析[J].安徽科技學院學報，2014，28(5):15－19.

[19]Payne P I，Lawrence G J.Catalogue of alleles for the complex gene loci Glu － A1，Glu － B1 and Glu － D1 which code for high molecular weight subunits of glutenin in hexaploid wheat[J].Cereal Research Communications，1983，11:29 － 35.