20對(duì)大麥株高近等基因系農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀差異及相關(guān)性分析

杜 歡,馬彤彤，侯曉夢(mèng),張 穎,白志英,李存東

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,河北 保定 071001;2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室,河北 保定 071001;3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,河北 保定 071001)

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20對(duì)大麥株高近等基因系農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀差異及相關(guān)性分析

杜 歡1,2,馬彤彤1，2，侯曉夢(mèng)2,3,張 穎1,2,白志英1,2,李存東2

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,河北 保定 071001;2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室,河北 保定 071001;3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,河北 保定 071001)

為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒大麥提供理論依據(jù),以20對(duì)二棱啤酒大麥株高近等基因系為試材,通過測(cè)定其農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀,探討近等基因系中半矮稈基因uzu對(duì)株高、穗長(zhǎng)、地上部干質(zhì)量、單穗粒數(shù)、單株粒重和千粒質(zhì)量等的影響,并進(jìn)行20個(gè)高稈基因系之間、20個(gè)矮稈基因系之間的性狀差異比較及相關(guān)分析。結(jié)果表明:除地上部干質(zhì)量和單穗粒數(shù)性狀外,高稈基因系(無半矮稈基因uzu)其他性狀均顯著或極顯著高于矮稈基因系(含半矮稈基因uzu),即半矮稈基因?qū)^多的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀能夠產(chǎn)生降低作用。相關(guān)分析表明:20個(gè)高稈基因系中,千粒質(zhì)量之間的差異最為顯著,說明千粒質(zhì)量對(duì)于產(chǎn)量的提升潛力較大;株高與穗下節(jié)間長(zhǎng)度、穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān),與產(chǎn)量性狀均呈負(fù)相關(guān),但無顯著相關(guān)性。在20個(gè)矮稈基因系中,千粒質(zhì)量同樣差異最為顯著;株高與其他性狀均無顯著相關(guān)性,但與千粒質(zhì)量、單穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān),與單株粒重呈正相關(guān)。

大麥;株高近等基因系;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量性狀;相關(guān)性

在我國(guó),大麥(HordeumvulgareL.)是重要的糧食作物和啤酒工業(yè)的主要原料[1]。但與其他作物相比,大麥由于莖稈的機(jī)械組織不發(fā)達(dá),纖維化程度低,在高水肥栽培條件下,品種的抗倒伏性尤為重要,是較早開展矮化育種的作物之一[2]。矮化育種是以降低株高、提高產(chǎn)量為主要目標(biāo)的育種方法之一[3],通常都是以矮源中的矮稈基因或半矮稈基因作為物質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行研究,并且對(duì)環(huán)境不敏感且遺傳穩(wěn)定型的大麥矮稈種質(zhì)資源在矮化育種過程中具有較高利用價(jià)值。

優(yōu)質(zhì)的大麥品種應(yīng)具備優(yōu)良的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀。前人通過對(duì)大麥農(nóng)藝性狀和SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析研究,認(rèn)為一定數(shù)量的標(biāo)記與表型性狀緊密相關(guān),這為大麥分子標(biāo)記輔助育種提供了理論依據(jù)[4-5]。張宇等[6]研究了大麥農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)穗長(zhǎng)與芒長(zhǎng)、穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量呈顯著相關(guān)。大麥株高與產(chǎn)量、千粒質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)[7-8]。還有研究表明,穗粒數(shù)、穗粒重和千粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大,三者相互制約構(gòu)成了產(chǎn)量的主要因素[9-10]。

近等基因系(Near-isogenic line,NIL)是指遺傳背景完全相同或相近、只在個(gè)別染色體區(qū)段上存在差異的1組遺傳品系[11]。近年來科學(xué)家利用近等基因系開展了大量研究,安旭堯等[12]對(duì)黃化小麥近等基因系進(jìn)行了遺傳背景、光合和農(nóng)藝性狀的分析;翟冬峰等[13]對(duì)早衰小麥近等基因系的農(nóng)藝性狀以及光合特性的變化進(jìn)行了研究;Venuprasad等[14]對(duì)干旱情況下水稻近等基因系之間的產(chǎn)量進(jìn)行了比較;Chen等[15]研究了大麥局部抵抗柄銹菌近等基因系的基因差異表達(dá)。但目前有關(guān)大麥株高近等基因系農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的研究較少。有研究表明,我國(guó)大麥育種中主要矮源為尺八大麥、蕭山立夏黃和滄州裸大麥等,這3種大麥攜帶同1個(gè)矮稈基因uz且完全等位[16]。而半矮稈基因uzu屬于矮稈基因uz的1種[17]。本試驗(yàn)采用除半矮稈基因uzu外,其他遺傳背景完全相同的大麥株高近等基因系為材料[18-20](矮源為TX9425),每1對(duì)近等基因系之間半矮稈基因完全等位,但20對(duì)近等基因系中矮稈系之間半矮稈基因完全不等位,高稈系之間也完全不等位,這就避免了矮稈基因位點(diǎn)單一化的問題,有利于分析矮稈基因系、高稈基因系之間農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的差異性及相關(guān)性,為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒大麥的培育提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用材料為20對(duì)大麥株高近等基因系(二棱啤酒春大麥),是由CSIRO Plant Industry,306 Carmody Road,St Lucia,QLD 4067,Australia 提供;其供體親本為TX9425,受體親本為Franklin與Gairdner,得到的第二代進(jìn)行自交授粉,每一代進(jìn)行精細(xì)篩選,再進(jìn)行自交授粉,直至產(chǎn)生的第8代篩選所得。材料中T代表高稈基因系(Tall,無半矮稈基因uzu),D代表矮稈基因系(Dwarf,含半矮稈基因uzu)。

1.2 測(cè)定方法

試驗(yàn)于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)站進(jìn)行,2015年3月6日播種,共計(jì)40個(gè)品系,行長(zhǎng)5 m,行距30 cm,株距1 cm,常規(guī)田間管理。6月下旬達(dá)到成熟期,選取每個(gè)品系15株大麥進(jìn)行考種,3次重復(fù)。農(nóng)藝性狀包括株高、穗下節(jié)間長(zhǎng)度、總芒長(zhǎng)、地上部干質(zhì)量和穗長(zhǎng)。產(chǎn)量性狀包括單穗粒數(shù)、單穗粒重和千粒質(zhì)量。株高、穗下節(jié)間長(zhǎng)度、穗長(zhǎng)均采用直尺測(cè)量;總芒長(zhǎng)的測(cè)定是通過分別對(duì)每1根芒進(jìn)行測(cè)量再求和所得;地上部干質(zhì)量采用烘干法測(cè)定;單穗粒數(shù)采用人工計(jì)數(shù)法;種子脫粒后,單穗粒重和千粒質(zhì)量采用稱重法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel和 SPSS 21.0軟件[21]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行t-檢驗(yàn)、方差分析和偏相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大麥株高近等基因系的農(nóng)藝性狀差異

20對(duì)大麥株高近等基因系5個(gè)農(nóng)藝性狀的分析結(jié)果表明(表1),不同品系之間在同一農(nóng)藝性狀下存在一定差異,近等基因系的高稈和矮稈之間在同一農(nóng)藝性狀下亦存在差異。

在20對(duì)近等基因系中,高稈基因系株高變化為68.3～88.5 cm,均值為72.1 cm;矮稈基因系株高變化為38.0～46.5 cm,均值為42.0 cm。高稈基因系的株高均極顯著高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系,說明半矮稈基因降低了大麥的株高,平均降低了42%。

高稈基因系穗下節(jié)間長(zhǎng)度變化為26.1～36.8 cm,均值為29.8 cm;矮稈基因系穗下節(jié)間長(zhǎng)度變化為10.1～17.4 cm,均值為13.7 cm。同樣,高稈基因系的穗下節(jié)間長(zhǎng)度也均極顯著高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系,表明半矮稈基因在降低株高的同時(shí)也降低了大麥的穗下節(jié)間長(zhǎng)度,平均降低了54%。

高稈基因系總芒長(zhǎng)變化為222.5～382.3 cm,均值為269.4 cm;矮稈基因系總芒長(zhǎng)變化為84.2～135.8 cm,均值為111.6 cm。除T7、T11、T12、T15和T18的5個(gè)品系總芒長(zhǎng)顯著高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系外,其他高稈基因系的總芒長(zhǎng)均極顯著高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系,說明半矮稈基因也降低了大麥的總芒長(zhǎng),平均降低了59%。

高稈基因系地上部干質(zhì)量變化為1.462～2.930 g,均值為1.999 g;矮稈基因系的地上部干質(zhì)量變化為1.468～2.533 g,均值為1.835 g。除T3的地上部干質(zhì)量極顯著高于D3,T14的地上部干質(zhì)量顯著低于D14外,其他高稈基因系與矮稈基因系的地上部干質(zhì)量差異均不顯著,說明半矮稈基因?qū)Υ篼湹牡厣喜扛少|(zhì)量作用不明顯。

高稈基因系穗長(zhǎng)變化為6.1～10.7 cm,均值為7.5 cm;矮稈基因系穗長(zhǎng)變化為3.7～6.1 cm,均值為4.9 cm。除T17和T18的穗長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)矮稈基因系差異不顯著外,其他高稈基因系與矮稈基因系的穗長(zhǎng)差異均達(dá)到顯著或極顯著水平,說明半矮稈基因降低了大麥的穗長(zhǎng),平均降低了35%。

表1 大麥株高近等基因系的農(nóng)藝性狀差異

注:*和**分別表示差異達(dá)顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)水平。表2-3,5，7同。

Note:*and**mean significant difference and positively significant difference at 0.05 and 0.01 level respectively.The same as Tab.2-3,5，7.

2.2 大麥株高近等基因系的產(chǎn)量性狀差異

由表2 比較分析可知,20對(duì)大麥株高近等基因系在3個(gè)產(chǎn)量性狀中也存在一定差異。

在20對(duì)近等基因系中,高稈基因系單穗粒數(shù)變化為15～28粒,均值為21粒;矮稈基因系單穗粒數(shù)變化為15～28粒,均值為23粒。D6、D11、D13、D16和D18的單穗粒數(shù)顯著高于對(duì)應(yīng)高稈基因系,D10、D12、D15和D19的單穗粒數(shù)極顯著高于對(duì)應(yīng)高稈基因系,其他高稈基因系和矮稈基因系的單穗粒數(shù)差異并不顯著,但矮稈基因系的單穗粒數(shù)基本都多于對(duì)應(yīng)高稈基因系,表明半矮稈基因?qū)Σ煌废荡篼湹膯嗡肓?shù)有增加的趨勢(shì)。

高稈基因系單穗粒重變化為0.730～1.212 g,均值為0.945 g;矮稈基因系單穗粒重變化為0.617～1.087 g,均值為0.779 g。除T1、T3、T7、T8、T11、T13、T17和T18的單穗粒重與對(duì)應(yīng)矮稈基因系的差異不顯著外,但基本都高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系;其他高稈基因系的單穗粒重均顯著或極顯著高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系,說明半矮稈基因降低了大麥的單穗粒重,平均降低了18%。

高稈基因系千粒質(zhì)量變化為37.14～56.28 g,均值為46.09 g;矮稈基因系的千粒質(zhì)量變化為30.65～47.79 g,均值為38.05 g。高稈基因系的千粒質(zhì)量均極顯著高于對(duì)應(yīng)矮稈基因系,說明半矮稈基因降低了大麥的千粒質(zhì)量,平均降低了17%。

表2 大麥株高近等基因系的產(chǎn)量性狀差異

表3 大麥高稈基因系之間和矮稈基因系之間農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀的方差分析

2.3 大麥高稈基因系之間以及矮稈基因系之間的差異顯著性檢驗(yàn)

為了確定20對(duì)近等基因系高稈系之間、矮稈系之間是否具有真實(shí)差異性,利用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行了方差分析。由表3分析發(fā)現(xiàn),20個(gè)高稈基因系之間、20個(gè)矮稈基因系之間各農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀均呈現(xiàn)極顯著差異,表明可以利用這20個(gè)高稈基因系和20個(gè)矮稈基因系進(jìn)行農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的分析,并且具有可靠性。

2.4 大麥高稈基因系之間的農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀差異及其相關(guān)性

由表4比較分析可知,20個(gè)高稈基因系在農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀中均存在一定的差異。所有性狀差異性由大到小依次為:千粒質(zhì)量、穗下節(jié)間長(zhǎng)度、單穗粒數(shù)、株高、單穗粒重、總芒長(zhǎng)、地上部干質(zhì)量、穗長(zhǎng)。

從農(nóng)藝性狀來看,差異性最大的是穗下節(jié)間長(zhǎng)度,最小的為穗長(zhǎng)。T4穗下節(jié)間長(zhǎng)度最長(zhǎng),T16最短,比最長(zhǎng)穗下節(jié)間短29%。T20 株高最高,T19最低,二者相差20.2 cm。T3總芒長(zhǎng)最長(zhǎng),T17最短,比最長(zhǎng)總芒長(zhǎng)短42%。T3地上部干質(zhì)量最高,T14最低,比最高地上部干質(zhì)量低50%。T20穗長(zhǎng)最長(zhǎng),T4和T18最短,二者相差4.6 cm。表明20個(gè)高稈基因系農(nóng)藝性狀之間差異比較大且不一致。

從產(chǎn)量性狀來看,差異性最大的是千粒質(zhì)量,最小的為單穗粒重。千粒質(zhì)量是構(gòu)成產(chǎn)量的重要因素之一,T7千粒質(zhì)量最高,最低的是T17,比最高千粒質(zhì)量低34%。單穗粒數(shù)最多的是T20,最少的是T9,二者相差13粒。單穗粒重最高的是T2,最低的是T17,比最高單穗粒重低40%。由此說明，20個(gè)高稈基因系產(chǎn)量性狀之間差異也較大且不一致,它們是協(xié)調(diào)作用決定產(chǎn)量的高低。

表4 大麥高稈基因系之間農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀的差異

注:同一列的不同小寫字母代表性狀值在0.05水平上差異顯著。表6同。

Note:The different small letters after data in the same row mean the significant difference at the 0.05 level.The same as Tab.6.

由表5偏相關(guān)分析可知,20個(gè)高稈基因系之間株高與穗下節(jié)間長(zhǎng)度、穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.710和0.856。穗下節(jié)間長(zhǎng)度與穗長(zhǎng)呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.557。千粒質(zhì)量與穗下節(jié)間長(zhǎng)度和總芒長(zhǎng)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.622和0.674;與單穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.855。單穗粒數(shù)和單穗粒重分別與穗長(zhǎng)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.561和0.581。單穗粒數(shù)與總芒長(zhǎng)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.686。其他性狀之間均無顯著相關(guān)性,但株高與3個(gè)產(chǎn)量性狀均呈負(fù)相關(guān),說明20個(gè)高稈基因系中株高的降低能夠優(yōu)化產(chǎn)量性狀,進(jìn)而提高產(chǎn)量。

表5 大麥高稈基因系之間農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀的偏相關(guān)系數(shù)

2.5 大麥矮稈基因系之間的農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀差異及其相關(guān)性

由表6比較分析可知,20個(gè)矮稈基因系在農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀中也存在一定差異。所有性狀差異性由大到小依次為:千粒質(zhì)量、穗下節(jié)間長(zhǎng)度、穗長(zhǎng)、單穗粒數(shù)、單穗粒重、株高、總芒長(zhǎng)、地上部干質(zhì)量。

從農(nóng)藝性狀來看,差異性最大的是穗下節(jié)間長(zhǎng)度,最小的為地上部干質(zhì)量。與高稈基因系的結(jié)果不完全一致。D5穗下節(jié)間長(zhǎng)度最長(zhǎng),D19最短,比最長(zhǎng)穗下節(jié)間短42%。D3 株高最高,D19最低,二者相差8.5cm。D1總芒長(zhǎng)最長(zhǎng),D9最短,比最長(zhǎng)總芒長(zhǎng)短38%。D1地上部干質(zhì)量最高,D5最低,比最高地上部干質(zhì)量低42%。D2和D3穗長(zhǎng)最長(zhǎng),D4最短,二者相差2.4 cm。表明20個(gè)矮稈基因系農(nóng)藝性狀之間差異也比較大且不一致。

從產(chǎn)量性狀來看,差異性最大的是千粒質(zhì)量,最小的為單穗粒重。與高稈基因系的結(jié)果一致。D6千粒質(zhì)量最高,最低的是D14,比最高千粒質(zhì)量低36%。單穗粒數(shù)最多的是D20,最少的是D9,二者相差13粒。單穗粒重最高的是D3,最低的是D12,比最高單穗粒重低43%。由此說明，20個(gè)矮稈基因系產(chǎn)量性狀之間差異亦較大且不一致。

表6 大麥矮稈基因系之間農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀的差異

由表7偏相關(guān)分析可知,20個(gè)矮稈基因系之間千粒質(zhì)量與單穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.797,與高稈基因系結(jié)果一致。單穗粒數(shù)與穗下節(jié)間長(zhǎng)度呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.596。其他性狀之間均無顯著相關(guān)性,但株高與千粒質(zhì)量和單穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān),與單株粒重呈正相關(guān),這與20個(gè)高稈基因系結(jié)果不同。表明20個(gè)矮稈基因系與20個(gè)高稈基因系性狀之間的相關(guān)性并不完全一致。

表7 大麥矮稈基因系之間農(nóng)藝與產(chǎn)量性狀的偏相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

大麥?zhǔn)鞘澜绲谒拇蠹Z食作物,僅次于小麥、水稻和玉米。但由于其株型高大、抗倒伏性差等原因,間接導(dǎo)致了產(chǎn)量下降,因此株高已成為大麥育種備受關(guān)注的性狀之一。因而利用矮源中的矮稈和半矮稈基因進(jìn)行矮化育種能夠?yàn)閮?yōu)質(zhì)大麥培育奠定基礎(chǔ)。

近年來,前人對(duì)麥類作物的株高與農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的相關(guān)性進(jìn)行了研究。劉秉華等[22-23]對(duì)小麥株高近等基因系的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析,認(rèn)為同一個(gè)近等基因系中各個(gè)農(nóng)藝性狀存在顯著差異,株高與農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量之間關(guān)系密切,其生物學(xué)產(chǎn)量(單株干質(zhì)量)隨植株的升高而明顯增加。田和彬等[24]對(duì)大麥主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了相關(guān)性及灰色關(guān)聯(lián)度分析,認(rèn)為株高與總產(chǎn)量的相關(guān)性較低,但關(guān)聯(lián)度較高。張麗英等[25]對(duì)黃淮地區(qū)小麥農(nóng)藝性狀進(jìn)化以及對(duì)單株產(chǎn)量性狀調(diào)控機(jī)理進(jìn)行分析,研究表明株高與穗長(zhǎng)、單株生物學(xué)產(chǎn)量呈極顯著和顯著相關(guān),但與單株粒重呈不顯著負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果表明,20對(duì)大麥株高近等基因系中,半矮稈基因?qū)ζ滢r(nóng)藝性狀影響較大,但對(duì)地上部干質(zhì)量作用不明顯,這與劉秉華等[22]得出的結(jié)論不盡相同。說明半矮稈基因uzu的降稈作用并不改變其生物學(xué)產(chǎn)量,但顯著降低了千粒質(zhì)量和單株粒重。因此,就單株農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀而言,高稈基因系具有較大潛力。

關(guān)于大麥農(nóng)藝性狀的差異,國(guó)內(nèi)外專家亦進(jìn)行了分析研究,Setotaw等[8]通過個(gè)體發(fā)育路徑分析方法對(duì)提高大麥籽粒產(chǎn)量進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量之間關(guān)系密切。Li等[26]通過數(shù)量性狀位點(diǎn)分析了回交春大麥產(chǎn)量的構(gòu)成、農(nóng)藝性狀等,認(rèn)為不同地區(qū)各性狀間相關(guān)性的差異較大。朱靖環(huán)等[27]研究了25個(gè)成株期抗病材料的農(nóng)藝性狀,認(rèn)為株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的變異系數(shù)較大;張新忠等[28]進(jìn)行了大麥農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀的雜種優(yōu)勢(shì)分析,結(jié)果表明不同性狀的中親優(yōu)勢(shì)發(fā)生率較大,其中株高、穗下節(jié)間長(zhǎng)度和穗長(zhǎng)3個(gè)性狀的顯著中親優(yōu)勢(shì)組合出現(xiàn)率最高。呂仲昱等[29]對(duì)外引大麥的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了鑒定,認(rèn)為其農(nóng)藝性狀之間存在不同程度的差異。本試驗(yàn)表明,20個(gè)高稈基因系之間性狀差異程度順序?yàn)?千粒質(zhì)量>穗下節(jié)間長(zhǎng)度>單穗粒數(shù)>株高>單穗粒重>總芒長(zhǎng)>地上部干質(zhì)量>穗長(zhǎng)。株高與穗下節(jié)間長(zhǎng)度和穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān),這與王麗芳等[30]研究結(jié)果較為一致;但株高與產(chǎn)量性狀均呈不顯著負(fù)相關(guān),說明在20個(gè)高稈基因系中株高的降低有利于優(yōu)化產(chǎn)量性狀。本試驗(yàn)結(jié)果還表明,20個(gè)矮稈基因系之間性狀差異程度大小依次為:千粒質(zhì)量>穗下節(jié)間長(zhǎng)度>穗長(zhǎng)>單穗粒數(shù)>單穗粒重>株高>總芒長(zhǎng)>地上部干質(zhì)量,與20個(gè)高稈基因系并不完全一致。株高與其他性狀均無顯著相關(guān)性,但株高與千粒質(zhì)量和單穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān),與單株粒重呈正相關(guān)。說明在20個(gè)矮稈基因系中株高的降低有利于優(yōu)化千粒質(zhì)量和單穗粒數(shù)。

綜上所述,大麥株高近等基因系中,高稈基因系較矮稈基因系更優(yōu)質(zhì)并且更具有優(yōu)良的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀。因此,高稈基因系更能進(jìn)一步提高產(chǎn)量,但由于其株高較高并且在密植情況下抗倒伏性較差,故需要合理采用栽培技術(shù)來達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。在育種中通過矮稈基因來降低株高提高抗倒伏的同時(shí),也應(yīng)綜合考慮農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀,選擇合適的育種方法,以進(jìn)一步提高產(chǎn)量。

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Difference and Correlation Analysis of Agronomic and Yield Characters in Twenty Pairs Near-isogenic Line of Plant Height of Barley

DU Huan1,2,MA Tongtong1,2，HOU Xiaomeng2,3,ZHANG Ying1,2,BAI Zhiying1,2,LI Cundong2

(1.College of Life Sciences,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,China;2.Crop Growth Regulation Lab of Hebei Province,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,China;3.College of Agronomy,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,China)

The twenty pairs near-isogenic line of plant height of barley were used as materials to investigate the agronomic and field traits.In order to studied the effect of the semi-dwarfing geneuzuon the traits,difference and correlation of the traits among 20 tall lines,and among 20 dwarf lines were analyzed,including plant height,spike length,dry weight of overground parts,kernel number per spike,grain weight per spike,1000-kernel weight and etc.In this study,the results showed that tall lines(withoutuzu) were significant or positively significant higher than those of dwarf lines(withuzu) in all traits,in addition to dry weight of overground parts and kernel number per spike,which meant that the semi-dwarfing gene could generate the reduction of most agronomic and field traits.In 20 tall lines,the most significant difference was 1000-kernel weight.Correlation analysis showed that plant height was highly significant positive correlation with internode length,spike length,and which was not significantly negatively correlated with yield traits.In 20 dwarf lines,1000-kernel weight also was the most significant difference among the yield traits;Plant height was not only negatively correlated with 1000-kernel weight and kernel number per spike,but also positively correlated with grain weight per spike.

Barley;Near-isogenic line of plant height;Agronomic traits;Yield traits;Correlation

2016-07-16

河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(C2011204016;C2015204066)

杜 歡(1990-),女,河北鹿泉人,在讀碩士,主要從事植物資源利用與開發(fā)研究。

白志英(1967-),女,河北正定人,教授,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事植物資源利用與開發(fā)研究。

李存東(1964-),男,河北清河人,教授,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事作物生理生態(tài)研究。

S512.03

A

1000-7091(2016)05-0114-08

10.7668/hbnxb.2016.05.017