5個糜子品種的形態(tài)指標(biāo)差異分析

王瑞云 ，劉曉歡 ，申鴿子 ，霍阿紅 ，王玉州 ，王海崗 ，秦 香

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801；2.農(nóng)業(yè)部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實驗室，山西太原030031；3.張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北張家口075000；4.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所，山西太原030031；5.山西科力科技有限公司，山西太原030031）

20世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)全球化、市場一體化的發(fā)展，為適應(yīng)人民生活水平的提高和工業(yè)原料市場的需求，我國小雜糧的生產(chǎn)也呈現(xiàn)出發(fā)展的趨勢，因此，積極開發(fā)小雜糧作物，不僅是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，也是提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平、增強(qiáng)我國農(nóng)產(chǎn)品在國際市場競爭能力的需要[1]。糜子（Panicum miliaceum L.）作為一種小雜糧，屬禾本科黍?qū)?年生栽培草本，是起源于我國最古老的農(nóng)作物之一[2-3]。確切地說，它是起源于我國的黃河流域黃土高原地區(qū)，山西則是很多學(xué)者公認(rèn)的糜子起源中心[4-5]。糜子具有耐旱、耐瘠、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生育期短等特點(diǎn)[6]。

我國糜子品種資源目錄已整理歸并的種質(zhì)資源共計8 515份[7]。其是干旱半干旱地區(qū)重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，在西部農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有不可替代性。糜子具有極高的營養(yǎng)價值，同時還有醫(yī)食同源的功效，作為優(yōu)質(zhì)雜糧將有較大的市場前景。然而，由于糜子科研起步晚，基礎(chǔ)性研究比較薄弱，大田生產(chǎn)缺乏適栽品種，單產(chǎn)水平普遍較低。因此，探索糜子植株抗逆性，提高糜子產(chǎn)量和品質(zhì)，對增進(jìn)糜子產(chǎn)區(qū)農(nóng)民收入、保障國家糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義[8]。

傅永斌等[9]通過應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對糜子品種生長發(fā)育與主要產(chǎn)量構(gòu)成性狀遺傳關(guān)系進(jìn)行綜合評價，以期提高糜子品種（品系）選擇效率，縮短育種年限，加速新品種的推廣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4個糜子品種的9個經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大小依次為：基本苗、有效穗數(shù)、總莖數(shù)、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、單株粒質(zhì)量、主穗長、生育期、株高。后代農(nóng)藝性狀的選擇是育種工作的關(guān)鍵，利用相關(guān)、回歸、通徑分析等方法探討農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系的報道很多[10-18]。

本試驗主要從大田種植的5個糜子品種的形態(tài)指標(biāo)來探索其農(nóng)藝性狀（抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)，不同的品種有不同的側(cè)重）[19]，比較不同品種在相同環(huán)境條件下的主要農(nóng)藝性狀，選出綜合性狀比較優(yōu)良的品種，為下一年進(jìn)行品種比較試驗提供材料，以改變糜子生產(chǎn)中長期存在的優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、早熟、抗病糜子品種短缺的現(xiàn)狀，進(jìn)而為山西省糜子產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試糜子品種為YM 5（伊糜5號）、NM 4（內(nèi)糜4 號）、NM 5（內(nèi)糜 5 號）、LM 7（隴糜 7 號）、LM 8（隴糜8號），均來源于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所，其中，YM 5，NM 4，NM 5 來自內(nèi)蒙古，LM 7 和LM 8來自甘肅。

1.2 試驗設(shè)計

對試驗田進(jìn)行完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個品種分3個小區(qū)，每個小區(qū)為2 m×1 m，分為10列，每列播種20粒種子，株距約10 cm。

1.3 測量項目及方法

1.3.1 氣孔密度 在糜子灌漿期選取倒2葉，每個品種選取5株，每株做3個上表皮和3個下表皮裝片。

制作步驟：清水洗凈葉片→吸干葉片上水分→用指甲油撕片法制成臨時水裝片→在XS-212型生物顯微鏡下觀察記錄氣孔的數(shù)量，換個視野重復(fù)2次。

氣孔密度（個/m m2）＝氣孔數(shù)/實際視場面積；

實際視場面積（m m2）＝π（實際視場數(shù) /2）2；

實際視場數(shù)（m m）＝目鏡視場數(shù)/物鏡倍率＝18÷40＝0.45。

1.3.2 葉脈密度 每個品種選取3個單株的倒2葉葉片，在葉片同一位置用刀片切1 cm→采集葉片并固定 （FAA固定液：37%甲醛溶液，50%乙醇，13%冰醋酸）→取出葉片，用5%的氫氧化鈉乙醇溶液清洗后，顯微鏡下觀察葉脈。

葉脈密度（條/m m）＝總?cè)~脈數(shù)/葉寬。

1.3.3 其他指標(biāo) 其按照常規(guī)方法進(jìn)行測量。

2 結(jié)果與分析

2.1 5個不同糜子品種葉片相關(guān)指標(biāo)的比較

從圖1可以看出，5個糜子品種的上表皮氣孔密度均多于下表皮，其中，上表皮氣孔密度介于128.26～142.38 個 /m m2，NM 4 最多，YM 5 最少，LM 7和LM 8相差不大，NM 5與YM 5相差不大；而下表皮氣孔密度介于117.14～130.58個/m m2之間，NM 4最多，YM 5最少。就葉脈密度而言，5個品種介于4.59～5.21條/m m之間。

2.2 5個不同糜子品種農(nóng)藝性狀相關(guān)指標(biāo)的比較

從表1可以看出，LM 8株高最高，NM 4最低，LM 8和 LM 7與 NM 5，NM 4，YM 5之間在 0.05水平上有顯著差異，其他各品種間均無顯著差異；就穗長而言，LM 8 最長，NM 4 最短，NM 4 與 LM 8，NM 5，LM 7，YM 5均存在顯著差異，其余各品種間均無顯著差異；就千粒質(zhì)量而言，NM 4最高，LM 7最低，NM 4與YM 5，LM 7，LM 8之間在0.05水平上有顯著差異，LM 8，YM 5與LM 7之間有顯著差異；就分蘗數(shù)而言，LM 8，NM 5相同，是5個品種中較多者，與YM 5，NM 4之間有顯著差異，其余各品種之間均無顯著差異。就倒伏率而言，LM 8最大，NM 5最小，LM 8與NM 5之間有顯著差異，其余各品種之間均無顯著差異。

表1 不同品種糜子農(nóng)藝性狀相關(guān)指標(biāo)

3 討論

農(nóng)作物的農(nóng)藝性狀由其遺傳特性及作物生長的環(huán)境共同決定，將西北地區(qū)的糜子品種在山西晉中地區(qū)種植，其性狀指標(biāo)與其在推廣地區(qū)種植的指標(biāo)必然會有差異。本試驗的意義在于對比5個品種的農(nóng)藝性狀指標(biāo)，以探索不同品種在株高、分蘗數(shù)、氣孔密度、葉脈密度、千粒質(zhì)量、穗長及倒伏率等方面的優(yōu)劣。

在產(chǎn)量性狀上，趙敏等[20]研究將糜子資源按千粒質(zhì)量分為5種，特小粒型小于 5.5 g，小粒型5.6～6.5 g，中粒型 6.6～7.5 g，大粒型 7.6～8.5 g，特大粒型大于8.5 g。從本試驗可以看出，NM 4和NM 5屬于大粒型品種，YM 5和LM 8屬于中粒型品種，LM 7屬于小粒型品種。在抗逆性上，有研究認(rèn)為，氣孔密度越小，抗旱能力越強(qiáng)，由于氣孔密度與氣體交換阻力成反比，氣孔密度減小，則氣體交換阻力增大，將減少蒸騰，同時，通過葉片散失水分途徑的減少，抗旱能力增強(qiáng)[21-22]。本試驗發(fā)現(xiàn)，YM 5的上、下表皮氣孔密度都最小，因此，推斷YM 5具有較高的抗旱潛力。胡又厘[23]對余甘根的抗旱性進(jìn)行了研究，認(rèn)為抗旱性與葉脈密度之間有一定聯(lián)系，抗旱性強(qiáng)表現(xiàn)為葉脈密度大。從這個角度來看，NM 4與NM 5具有較高的抗旱潛力，LM 8相對較差一些。倒伏是由外界因素引發(fā)的植株莖稈從自然直立狀態(tài)到永久錯位的現(xiàn)象，是作物生產(chǎn)中普遍存在的問題，已成為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要限制因素之一[24-25]。本試驗中，NM 5的抗倒伏性效果較為顯著，相反，NM 4，LM 8的抗倒伏性比較差一些。糜子分蘗發(fā)生在苗期[26]，分枝發(fā)生在中后期，其分蘗節(jié)一般為2～5個，常由第3葉腋首先分蘗，然后向上下發(fā)展。本試驗中，NM 4，NM 5在分蘗數(shù)目上具有絕對優(yōu)勢，來自甘肅地區(qū)的LM 7和LM 8這2個品種，其分蘗數(shù)目相對較少。株高主要與作物的遺傳特性有關(guān)[27-28]，外界環(huán)境對其影響較小。本試驗中，來自內(nèi)蒙古地區(qū)的3 個品種（YM 5，NM 4，NM 5）株高均在 155 cm 以上，來自甘肅的2個品種株高均在180 cm以上。株高受地域性影響較大，在甘肅和內(nèi)蒙古地區(qū)推廣種植的糜子品種置于山西晉中種植，其水分、光照、土壤等條件相差較大，在外界條件相對適宜的情況下，株高也會受到較大影響，因而，植株相對本地區(qū)株高要高。

4 結(jié)論

從地域上來看，千粒質(zhì)量、葉脈密度、株高等形態(tài)指標(biāo)的地域性差異較大，通過對比發(fā)現(xiàn)，來自內(nèi)蒙古地區(qū)的3個品種千粒質(zhì)量、葉脈密度相對較高，株高相對較低；來自甘肅地區(qū)的2個品種千粒質(zhì)量、葉脈密度等更小一些，株高相對較高。而氣孔密度、穗長、分蘗數(shù)及倒伏率等指標(biāo)的地域性差異相對較小或差異不明顯。同時可以看出，NM 4在千粒質(zhì)量、氣孔密度、分蘗數(shù)及葉脈密度上均為最高，而在株高和穗長上最低，倒伏率表現(xiàn)為最高；LM 7和LM 8在株高和穗長上有顯著優(yōu)勢。

在系統(tǒng)統(tǒng)計這5個糜子品種形態(tài)指標(biāo)的同時，本試驗尚有不足之處，有一些指標(biāo)尚需補(bǔ)充和完善。我們將在西北地區(qū)推廣種植的幾個品種種植在山西晉中地區(qū)，由于作物所處的環(huán)境有了很大的改變，其相關(guān)農(nóng)藝性狀也會受到一定的影響。此外，在分析倒伏率的原因時沒有將穗質(zhì)量等影響因子考慮在內(nèi)，在分析品種抗旱性的過程中尚需進(jìn)行進(jìn)一步的試驗統(tǒng)計工作。

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