王澤河,王鐵固,張從宇

（1.岳西縣職業(yè)技術(shù)教育中心,安徽岳西246600；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

冀麥5418誘變3代的變異分析及主成分分析

王澤河1,王鐵固2,張從宇1

（1.岳西縣職業(yè)技術(shù)教育中心,安徽岳西246600；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

對冀麥5418誘變3代的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進行簡單相關(guān)分析、變異分析、主成分分析.結(jié)果表明：在農(nóng)藝性狀中,變異系數(shù)為退化小穗數(shù)＞穗長＞株高＞小穗數(shù)；在加工性狀中,變異系數(shù)為直鏈淀粉含量＞形成時間＞穩(wěn)定時間＞沉降值＞硬度系數(shù)＞出粉率＞吸水率＞容重；在營養(yǎng)性狀中,濕面筋含量＞干基蛋白質(zhì).數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：小麥農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、產(chǎn)量性狀和加工性狀之間存在廣泛的相關(guān)性,且各個性狀之間存在許多顯著差異.變異分析表明：M3代發(fā)生了廣泛的變異,小穗數(shù)和吸水率等變異率較大.相關(guān)分析結(jié)果表明：行質(zhì)量-千粒質(zhì)量、小穗數(shù)-株高、硬度指數(shù)-出粉率之間顯著正相關(guān)；容重-直鏈淀粉含量、穩(wěn)定時間-形成時間、穩(wěn)定時間-沉降值等之間存在17對極顯著正相關(guān)關(guān)系；出粉率-濕面筋含量、直鏈淀粉含量-濕面筋含量、吸水率-容重等存在10對極顯著負相關(guān)關(guān)系.主成分分析結(jié)果表明：根據(jù)累計貢獻率≥85%的標(biāo)準(zhǔn),有6個主成分入選,其累計貢獻率為90.018%,已包含了大部分信息.

冀麥5418；變異分析；相關(guān)分析；主成分分析

小麥作為我國北方居民的主要口糧,保障其生產(chǎn)安全具有重大意義.另外,由于面粉具有很強的可塑性,其相關(guān)的加工業(yè)產(chǎn)值每年僅我國就超過1 000億元[1-2].相比一般品種,冀麥5418具有很好的抗逆性、豐產(chǎn)性和較強的抗病蟲性,因而被大面積推廣應(yīng)用[3].但是,多年推廣以后其抗病蟲性有所下降.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難題[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].通過對冀麥5418誘變3代的相關(guān)分析,可以大幅度增加篩選出理想品種的概率,并已經(jīng)取得了不錯的進展[6-9].

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為冀麥5418誘變3代,由安徽科技學(xué)院遺傳實驗室提供.

1.2 試驗方法

1.2.1 M2代田間播種2013年9月至10月進行選種,11月初開始播種.播種密度為：行距20 cm,株距5 cm,行長1.5 m.

1.2.2 M3代性狀調(diào)查及相關(guān)測量播種出苗后,對田間出苗率進行統(tǒng)計,對苗情進行判斷,看是否播種成功,并對小麥進行間苗.2014年1月調(diào)查越冬孽,2014年3月調(diào)查最高蘗,2014年5月初進行人工授粉試驗,5月中旬進行株高、穗長等農(nóng)藝性狀的測量,6月收獲小麥,并對其各項指標(biāo)進行測量.

1.2.3 田間管理在M3代播種前,每hm2施底肥尿素375 kg、磷酸銨300 kg、硫酸鉀120 kg,均勻撒到地里,立即進行耕翻,耕深達到20～25 cm,并均勻澆水.5月上旬,每hm2用磷酸鉀4.5 kg、磷酸氫銨7.5 kg,兌水450 kg進行根外追肥.2014年3月進行雜草防治,采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.9%的精惡唑禾草靈每hm2按750 mL進行均勻噴霧預(yù)防禾本類雜草；采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氯氟吡氧乙酸每hm2按1 500 mL進行均勻噴霧預(yù)防闊葉類雜草；2014年4月下旬按每hm2采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的吡蟲啉750 g加水均勻噴霧,預(yù)防小麥蚜蟲；2014年4月中旬,每hm2用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的三唑酮乳油1 350 mL均勻噴霧,預(yù)防小麥紋枯病等病害；2013年5月上旬,每hm2采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的戊唑醇懸浮劑300 mL加水450 kg,對準(zhǔn)莖穗部均勻噴霧,預(yù)防小麥赤霉病.

1.2.4 M3代考種成熟后對小麥進行鐮刀收割,精確扎捆,使用小型脫粒機進行脫粒.然后考察試驗品種的株高、穗長、小穗數(shù)、千粒質(zhì)量等一系列農(nóng)藝性狀.

1.2.5 品質(zhì)測定使用DA7200近紅外分析儀對各類營養(yǎng)性狀和加工性狀進行分析.對14%為準(zhǔn)的干基蛋白質(zhì)、濕面筋含量、容重、吸水率、穩(wěn)定時間、形成時間、硬度指數(shù)、沉降值、出粉率、直鏈淀粉含量進行測定.

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 M3主要性狀的變異分析

M3代主要性狀的變異分析結(jié)果見表1.由表1可知：在農(nóng)藝性狀中,變異系數(shù)自大至小為退化小穗數(shù)＞穗長＞株高＞小穗數(shù)；在產(chǎn)量性狀中,變異系數(shù)為行質(zhì)量＞千粒質(zhì)量；在營養(yǎng)性狀中,變異系數(shù)為濕面筋含量＞干基蛋白質(zhì)；在加工性狀中,變異系數(shù)為直鏈淀粉含量＞形成時間＞穩(wěn)定時間＞沉降值＞硬度系數(shù)＞出粉率＞吸水率＞容重.橫向比較可以發(fā)現(xiàn)：行質(zhì)量、千粒質(zhì)量和退化小穗數(shù)的變異系數(shù)較大,說明這3種指標(biāo)變異較大；穗長、沉降值和直鏈淀粉含量的變異系數(shù)較為穩(wěn)定,說明這幾種性狀較為穩(wěn)定；穩(wěn)定時間、形成時間等指標(biāo)變異系數(shù)較小,說明這些指標(biāo)變異較小.正向變異率吸水率、退化小穗數(shù)等數(shù)值較大,負向變異率小穗數(shù)、出粉率等數(shù)值較大.由此可以看出,當(dāng)需要吸水率較大的品種時,就會與退化小穗數(shù)值較大產(chǎn)生矛盾,當(dāng)需要出粉率高的品種就會與吸水率數(shù)值較大產(chǎn)生矛盾.因此,生產(chǎn)中要權(quán)衡利弊,找到適合需要的品種.

表1 M3代主要性狀的變異分析結(jié)果Tab.1 The variation results of main characters of M3

2.2 M3代主要性狀的簡單相關(guān)分析

M3代主要性狀的相關(guān)系數(shù)見表2.由表2可知,株高-穗長、穗數(shù)-小穗數(shù)、濕面筋含量-干基蛋白質(zhì)、吸水率-干基蛋白質(zhì)、沉降值-干基蛋白質(zhì)、濕面筋含量-吸水率、濕面筋含量-沉降值、形成時間-容重、容重-出粉率、容重-直鏈淀粉含量、穩(wěn)定時間-形成時間、穩(wěn)定時間-沉降值、形成時間-硬度指數(shù)、形成時間-沉降值、形成時間-直鏈淀粉含量、硬度指數(shù)-沉降值、直鏈淀粉含量-出粉率之間呈極顯著正相關(guān)；行質(zhì)量-千粒質(zhì)量、小穗數(shù)-株高、硬度指數(shù)-出粉率之間呈顯著正相關(guān)；容重-干基蛋白質(zhì)、出粉率-干基蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量-干基蛋白質(zhì)、容重-濕面筋含量、出粉率-濕面筋含量、直鏈淀粉含量-濕面筋含量、吸水率-容重、沉降值-容重、吸水率-出粉率、吸水率-直鏈淀粉含量之間呈極顯著負相關(guān).

表2 M3代主要性狀的簡單相關(guān)系數(shù)分析Tab.2 The simple correlation coefficient analysis of main characters of M3

2.3 M3代主要性狀的主成分分析

M3代主要性狀的主成分分析結(jié)果見表3.

表3 M3代主要性狀的主成分分析Tab.3 The principal component analysis of main characters of M3

根據(jù)累計貢獻率≥85%的標(biāo)準(zhǔn),有6個主成分入選,其累計貢獻率為90.018%,已包含了大部分信息.第一主成分特征值為4.816,貢獻率為30.099%,對應(yīng)特征向量以干基蛋白質(zhì)、濕面筋含量、吸水率3個性狀分量的影響較大,但容重、直鏈淀粉含量和穩(wěn)定時間特征向量為負值.因此,第一主成分值居中為宜.第二主成分特征值為2.836,貢獻率為17.727%,對應(yīng)特征向量以穩(wěn)定時間、硬度指數(shù)、沉降值、千粒質(zhì)量和干基蛋白質(zhì)5個性狀分量的影響較大,但千粒質(zhì)量和干基蛋白質(zhì)特征向量為負值.因此,第二主成分值居中為宜.第三主成分特征值為2.212,貢獻率為13.827%,對應(yīng)特征向量以穩(wěn)定時間、株高、容重、形成時間和退化小穗數(shù)5個性狀分量的影響較大,但形成時間和容重向量為負值.因此,第三主成分值居中為宜.第四主成分特征值為1.568,貢獻率為9.799%,對應(yīng)特征向量以行質(zhì)量、形成時間、千粒質(zhì)量3個性狀分量為主,因此,第四主成分值偏高為宜.第五主成分特征值為1.408,貢獻率為8.799%,對應(yīng)特征向量以硬度指數(shù)、千粒質(zhì)量、形成時間3個性狀分量的影響較大,但行質(zhì)量和形成時間特征向量為負值.因此,第五主成分值偏低為宜.第六主成分特征值為0.905,貢獻率為5.656%,對應(yīng)特征向量以退化小穗數(shù)、株高、千粒質(zhì)量、容重和小穗數(shù)5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(jié)論與討論

通過對上述各種數(shù)據(jù)的處理分析可以發(fā)現(xiàn)：冀麥5418誘變3代發(fā)生了廣泛的變異,這也符合誘變育種具有直接便捷和變異后代多的特點[10].對冀麥5418 M3代的分析結(jié)果表明,與其他品種相比,該品種具有變異率大、可選擇后代材料廣泛等優(yōu)點.

對M3代主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析和變異分析結(jié)果表明,誘變小麥能引起小麥農(nóng)藝性狀、加工性狀等的廣泛變異,這為我們篩選符合目標(biāo)的后代品種提供了資源.對于冀麥5418來說,吸水率、小穗數(shù)的變異率較大,出粉率相關(guān)性顯著.這些都為我們以后的小麥育種提供了依據(jù).隨著社會的飛速發(fā)展,工業(yè)化進程的加快,農(nóng)業(yè)發(fā)展也將迎來自己的黃金期.環(huán)境的惡化對小麥育種提出了更高的要求,小麥育種可以利用的基因資源也越來越少,而誘變育種可打破一般育種的弊端,為人類提供更多的基因資源[11].

[1]張佳佳,代西梅,趙帥鵬,等.輻照誘變對小麥生理學(xué)效應(yīng)的影響[J].原子核物理評論,2012,92（5）：8-15.

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[5]張素娜,呂金印.衛(wèi)星搭載小麥蛋白亞基的分析[J].核農(nóng)學(xué)報,2009,23（2）：193-196.

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

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Variation mutation analysis and principal component analysis of Jimai 5418 third-generation

WANG Zehe1,WANG Tiegu2,ZHANG Congyu1
(1.Vocational and Technical Education Center of Yuexi County,Yuexi 246600,China；2.Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)

The third generation agronomic and quality traits of Jimai 5418 was analyzed by simple correlation analysis,mutation analysis and principal component analysis.The results showed that：in the agronomic traits,coefficient of variation of degradation spikelets＞ear length＞height＞spikelets.In processing traits,the coefficient of variation of amylose content＞forming time＞Settling time＞sedimentation value＞hardness coefficient＞flour rate＞water absorption＞density.In nutritional traits,wet gluten content＞dry basis protein.The aata analysis showed that wheat agronomic traits between quality,yield and processing traits there were significant differences in the correlation between extensive and each trait.M3variation analysis showed wide variation on behalf of the occurrence of small spikes and water absorption rate was high variability.The correlation analysis showed that the row weight-a significant positive correlation between the flour yield-grain weight,small spikes-height,stiffness index.Bulk Density-amylose content, stability time-time,stability time-between the settlement value of seventeen significant positive correlation；extraction rate-wet gluten content,amylose content-wet gluten content,water absorption-the presence of ten pairs of bulk density was significantly negatively correlated.According to the cumulative contribution rate more than 85%of the standard, there were six main components selected,the cumulative contribution rate of 90.018%,already contains most of the information.

Jimai 5418；analysis of variation；correlation analysis；principal component analysis

S512.1

A

1008-7516（2016）02-0009-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.02.003

2015-09-17

王澤河（1969―）,男,安徽岳西人,在職研究生,高級教師,現(xiàn)代農(nóng)藝技術(shù)技師.主要從事作物遺傳育種研究.