尹 春，郭來春，武俊英，劉金泉，魯富寬，劉景輝

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014109；2.吉林省白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，吉林 白城 137000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，呼和浩特 010019）

甜 蕎（Fagopyrum esculentumMoench.）起 源 中國，是一種糧飼菜藥蜜源觀賞兼用的廖科作物，是蕎麥的一個主要栽培種。其富含生物類黃酮、多肽、糖醇等高抗活性藥用成分，具有降糖、降脂、降膽固醇、抗氧化、清除自由基的功能，已成為中國綠色保健功能食品的重要作物資源［1-5］。其在世界各地被廣泛栽培利用，是惟一作糧用的蓼科植物。中國是甜蕎生產(chǎn)大國，面積和產(chǎn)量均居世界第二［6］。

近年來，蕎麥的營養(yǎng)保健價值［7，8］和選育備受關(guān)注和研究［9-11］。如，張廣峰等［7］通過對全國已審（認(rèn)）定的9 個甜蕎品種的經(jīng)濟(jì)性狀及營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析，從中篩選出優(yōu)質(zhì)、專用蕎麥品種。任迎萍等［10］2017 年篩選出具有豐產(chǎn)潛力大、適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)、子大粒飽的蕎麥品種。

內(nèi)蒙古自治區(qū)地域遼闊，高寒冷涼氣候適合蕎麥的生長發(fā)育。蕎麥耐旱、耐寒、適應(yīng)性廣及較強(qiáng)的抗逆、特殊的營養(yǎng)價值特性使其成為一種很好的多用型作物［12］。內(nèi)蒙古自治區(qū)生產(chǎn)出的甜蕎麥以粒大、皮薄、無污染、無農(nóng)藥殘留在全國首屈一指［13］，尤其是通遼市庫倫旗、包頭市固陽縣、烏蘭察布盟、呼和浩特市清水河縣，種植氣候適宜，面積較大。本研究以來源于國內(nèi)各地區(qū)的77 份甜蕎種質(zhì)資源為材料，考察了其農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)，并通過聚類分析，結(jié)合品質(zhì)性狀篩選出了適于內(nèi)蒙古自治區(qū)種植的優(yōu)良種質(zhì)資源，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)良品種。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試甜蕎種質(zhì)資源共77 份，編號及采集地見表1。內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市收集資源數(shù)最多，占總資源數(shù)的33.8%；內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市收集資源數(shù)次之，占總資源數(shù)的20.8%；內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市和包頭市2 個地區(qū)收集資源數(shù)居中，各占總資源數(shù)的10.4%；內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市、內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市、陜西省榆林市3 個地區(qū)收集資源較少，各占總資源數(shù)不到10.0%；寧夏回族自治區(qū)固原市、遼寧省北票市、河北省張家口市、山西省晉中市4 個地區(qū)資源數(shù)最少，各占總資源數(shù)的1.3%。

1.2 試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理

本試驗在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院中國敕勒川現(xiàn)代農(nóng)業(yè)博覽園進(jìn)行（北緯40°35′21″、東經(jīng)110°33′50″）。該地海拔平均高度為2 000 m，年平均氣溫為6.4 ℃，年降水量為310 mm，無霜期為135 d，屬于溫帶大陸性氣候。土壤質(zhì)地為沙性土壤，土壤肥力偏低，前茬為向日葵。2021 年6 月20 日播種，進(jìn)行繁種鑒定，隨機(jī)排列，每份資源播種3 行，行長5 m，小區(qū)面積5 m2，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次，行距33 cm，留苗密度80 萬株/hm2。施肥量按每公頃元泰豐有機(jī)肥750 kg 折算成小區(qū)用量，一次性基施。在植株生長期間及子粒80%成熟后隨機(jī)取樣10 株，按蕎麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)［14］記載生育期、株高、主莖粗（直徑）、主莖節(jié)數(shù)、一級分枝數(shù)、莖壁厚、第一側(cè)枝長、葉長、葉寬、千粒重、單株粒數(shù)、單株粒重等性狀，成熟后選取1 m2測產(chǎn)并折算為單產(chǎn)。各性狀測定數(shù)據(jù)取平均值。采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算最大值、最小值、均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等。再通過聚類分析選出甜蕎優(yōu)異種質(zhì)，測定其子粒主要營養(yǎng)成分，其中粗蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法，粗脂肪含量測定采用索氏提取器法，鐵、硒含量測定采用火焰原子吸收法，蘆丁、維生素E 含量測定采用高壓液相法。試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010 軟件進(jìn)行整理及使用DPS 9.0 軟件進(jìn)行聚類分析和相關(guān)性分析［15，16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 77 份甜蕎種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

從表2 可以看出，77 份甜蕎種質(zhì)資源在各性狀中具有遺傳多樣性，其中產(chǎn)量、單株粒重變異系數(shù)最大，分別為37.1%、38.5%，單株粒數(shù)、一級分枝數(shù)、第一側(cè)枝長、莖壁厚、株高的變異系數(shù)較大，分別為33.9%、36.6%、32.4%、29.4%、21.9%，這7 個性狀的遺傳性變異程度均較高，都高于20%，穩(wěn)定性差，說明這7 個性狀有豐富的遺傳變異性，具有較大的遺傳信息和選擇潛力，具有更豐富的多樣性，選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)寬松。生育期、主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、葉長、葉寬、千粒重的變異系數(shù)均較小，都小于20%，相對遺傳變異較小，穩(wěn)定性好，育種上應(yīng)適當(dāng)嚴(yán)格選擇標(biāo)準(zhǔn)。

表2 77 份甜蕎種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.2 77 份甜蕎種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由表3 知，甜蕎株高與莖粗、一級分枝數(shù)、第一側(cè)枝長、葉長、葉寬和莖壁厚呈極顯著正相關(guān)；莖粗與主莖節(jié)數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與第一側(cè)枝長和莖壁厚呈極顯著正相關(guān)，與葉長呈顯著正相關(guān)；主莖節(jié)數(shù)與第一側(cè)枝長呈顯著負(fù)相關(guān)；一級分枝數(shù)與第一側(cè)枝長、莖壁厚呈極顯著正相關(guān)，與葉長和葉寬呈顯著正相關(guān)；第一側(cè)枝長與莖壁厚呈極顯著正相關(guān)，與葉長呈顯著正相關(guān)；葉長與葉寬呈極顯著正相關(guān)；單株粒數(shù)與單株粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；單株粒重與千粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；千粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；其中，單株粒重與產(chǎn)量的相關(guān)性最大（r=0.99，P<0.01）。

表3 77 份甜蕎種質(zhì)資源各農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)

2.3 77 份甜蕎種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類分析

在歐式距離540 處可將77 份甜蕎種質(zhì)資源從農(nóng)藝性狀上分為3 類（圖1），包括矮稈型21 份、大粒高產(chǎn)型34 份、高稈抗倒型22 份。整體看來，第二類表現(xiàn)最好（表4）。該類種質(zhì)的株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、一級分枝數(shù)、第一側(cè)枝長、葉長、葉寬、莖壁厚等性狀表現(xiàn)均居中，單株粒數(shù)、單株粒重、千粒重及產(chǎn)量均最高。

圖1 77 份甜蕎種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類結(jié)果

表4 77 份甜蕎種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀各類別表現(xiàn)

2.4 甜蕎優(yōu)異種質(zhì)資源的篩選

綜合考慮各性狀表現(xiàn)，并考慮矮稈、高產(chǎn)和抗倒等3 個方面，在77 份資源中共選出9 份各性狀表現(xiàn)優(yōu)異的甜蕎種質(zhì)資源。其中，矮稈種質(zhì)3 份，分別為甜蕎6 號、甜蕎77 號、甜蕎84 號；高產(chǎn)種質(zhì)3 份，分別為甜蕎24 號、甜蕎61 號、甜蕎76 號；抗倒種質(zhì)3 份，分別為甜蕎34 號、甜蕎41 號、甜蕎59 號。

2.5 優(yōu)異種質(zhì)的營養(yǎng)成分評價

由表5 可知，各優(yōu)異種質(zhì)中，優(yōu)異矮稈種質(zhì)甜蕎6 號的營養(yǎng)成分優(yōu)勢是高脂肪，且與除甜蕎61 號外的其他優(yōu)異種質(zhì)存在顯著差異（P<0.05）；優(yōu)異矮稈種質(zhì)甜蕎84 號的營養(yǎng)成分優(yōu)勢是高粗蛋白質(zhì)、高維生素E、高硒，其中粗蛋白質(zhì)含量與甜蕎6 號、甜蕎77 號、甜蕎61 號、甜蕎34 號、甜蕎41 號、甜蕎59 號存在顯著差異（P<0.05），維生素E 和硒含量與其他8份優(yōu)異種質(zhì)均存在顯著差異（P<0.05）；優(yōu)異高產(chǎn)種質(zhì)甜蕎24 號的營養(yǎng)成分優(yōu)勢是高粗蛋白質(zhì)，與甜蕎6 號、甜蕎77 號、甜蕎61 號、甜蕎34 號、甜蕎41 號、甜蕎59 號均存在顯著差異（P<0.05）；優(yōu)異高產(chǎn)種質(zhì)甜蕎61 號的營養(yǎng)成分優(yōu)勢是高脂肪、高蘆丁，其中脂肪含量與甜蕎77 號、甜蕎84 號、甜蕎24 號、甜蕎76 號、甜蕎34 號、甜蕎41 號、甜蕎59 號均存在顯著差異（P<0.05），蘆丁含量與其他8 份優(yōu)異種質(zhì)均存在顯著差異（P<0.05）；優(yōu)異高產(chǎn)種質(zhì)甜蕎76 號的營養(yǎng)成分優(yōu)勢是高鐵和較高粗蛋白質(zhì)，其中鐵含量與其他8 份優(yōu)異種質(zhì)均存在顯著差異（P<0.05）；優(yōu)異矮稈種質(zhì)甜蕎77 號及優(yōu)異抗倒種質(zhì)甜蕎34 號、甜蕎41 號、甜蕎59 號的營養(yǎng)成分優(yōu)勢不突出。從育種、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)目標(biāo)順序考慮，9 份優(yōu)異甜蕎種質(zhì)利用價值由高到低排序為61 號、76 號、24 號、59 號、34 號、41 號、84 號、6 號、77 號；高產(chǎn)種質(zhì)甜蕎61 號暫時可以作為高產(chǎn)、高脂肪、高蘆丁綜合性狀優(yōu)良品種在呼包地區(qū)推廣，并且可以作為親本與甜蕎84 號、甜蕎76 號進(jìn)行集高產(chǎn)、高脂肪、高蛋白質(zhì)、高維生素E、高硒、高Fe、高蘆丁于一身的優(yōu)勢育種和常規(guī)育種，真正實現(xiàn)甜蕎麥專用優(yōu)良品種的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗倒伏的育種目標(biāo)，為改善甜蕎麥品種混雜退化奠定研究基礎(chǔ)和種質(zhì)基礎(chǔ)。

表5 優(yōu)異種質(zhì)的營養(yǎng)成分

2.6 優(yōu)異種質(zhì)的質(zhì)量性狀評價

由表6 可知，9 份優(yōu)異種質(zhì)花絮3 種類型都有，但以傘狀半緊湊型為主；花型3 種都有，但以雄蕊等于雌蕊型最多；株型僅有2 種，以緊湊型為主；葉色3種，以深綠色為主；花色均為白色；花梗均為綠色。

3 討論

77 份甜蕎種質(zhì)資源在同一播期播種均表現(xiàn)中晚熟，與甜蕎自身基因型和播期、土壤環(huán)境等外部因素有關(guān)，需要對篩選的優(yōu)良種質(zhì)做播期試驗，便于育種應(yīng)用和農(nóng)藝性狀尤其產(chǎn)量、抗性的進(jìn)一步鑒定。

楊明君等［17］對苦蕎品種主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，苦蕎株高、千粒重遺傳力較高，早代選擇效果明顯，單株粒重遺傳力低，應(yīng)放寬選擇標(biāo)準(zhǔn)，增加選擇世代。單株粒重雖然與產(chǎn)量密切相關(guān)，但變異系數(shù)小，直接選擇效果差，可通過選擇株高、單株粒數(shù)、千粒重實現(xiàn)提高單株粒重的目的，與本試驗有一定差異，即單株粒重變異系數(shù)大，選擇效果好。楊玉霞等［18］對來源于5 個國家的55 份苦蕎資源進(jìn)行農(nóng)藝性狀分析，結(jié)果表明，主莖節(jié)數(shù)、一級分枝數(shù)、總分枝數(shù)、有效花序數(shù)、千粒重是影響單株粒重的主要因素，與本試驗也有一定差異。吳渝生［19］對昆明市的9 個蕎麥栽培品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明，選擇生育期長，尤其營養(yǎng)生長期長、千粒重較高，而分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株葉面積適當(dāng)?shù)牟牧希菀撰@得高產(chǎn)品種。這與本試驗結(jié)果61 號優(yōu)良種質(zhì)特性相符。游萍等［20］對10 個苦蕎品種農(nóng)藝性狀的研究表明，大部分苦蕎單株粒數(shù)與株高、總分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)呈正相關(guān)。這與本試驗結(jié)果單株粒數(shù)與株高、一級分支數(shù)呈正相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)呈負(fù)相關(guān)有一定不同。李秀蓮等［21］對45 個苦蕎品種的6個主要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了遺傳力相關(guān)系數(shù)的研究，結(jié)果表明，千粒重廣義遺傳力最大（83.3%），其次是主莖節(jié)數(shù)（68.9%）、株高（61.7%）、一級分枝數(shù)（58.2%）、二級分枝數(shù)（35.9%），單株粒重遺傳力最?。?9.0%），且單株粒重與株高、一級分枝數(shù)、二級分枝數(shù)呈正相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)、千粒重呈負(fù)相關(guān)。這與本試驗結(jié)果也有一定差異，即單株粒重與主莖節(jié)數(shù)無顯著相關(guān)，與千粒重呈極顯著正相關(guān)。

本研究所用甜蕎種質(zhì)資源來自不同地區(qū)，后續(xù)還需繼續(xù)在不同地理環(huán)境、不同播期、不同密度、不同土肥管理下研究各資源的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀。