38份藜麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關系分析

黃杰 劉文瑜 呂瑋 魏玉明 金茜 楊發(fā)榮

摘要：為了解藜麥種質(zhì)資源在甘肅省隴中旱作區(qū)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的關系，更高效的選育藜麥新品種，以38份藜麥種質(zhì)資源為材料，采用相關性分析、主成分分析和聚類分析方法對影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀進行了分析。結果表明，藜麥產(chǎn)量與各個農(nóng)藝性狀的相關程度從高到低依次為冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高，全生育期與其余農(nóng)藝性狀均存在極顯著相關性。冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高等5個農(nóng)藝性狀可以歸為3個主成分因子，其累積貢獻率為76.657%，同時在類間距離為17.5處，將所有種質(zhì)資源可分為三大類群。

關鍵詞：藜麥;種質(zhì)資源;農(nóng)藝性狀;相關性分析;主成分分析;聚類分析

中圖分類號：S512.9? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2018）12-0072-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.12.022

藜麥（Chenopodium quinoa willd）又稱藜谷、南美藜、昆諾阿藜[1 ]，是莧科藜亞科藜屬一年生雙子葉草本植物，起源于南美洲安第斯山區(qū)，具有? 7 000多年的種植歷史[2 ]。因其營養(yǎng)均衡，近年來備受關注[3 ]。2011年我們首次將藜麥引進甘肅，同時對藜麥的適種區(qū)域、品種引選、栽培技術、品種選育及副產(chǎn)品飼料化利用等方面進行了系統(tǒng)的研究[4 - 7 ]。2017年甘肅省種植藜麥為0.6萬hm2左右，占全國藜麥種植面積的40%，是目前我國主要的藜麥生產(chǎn)區(qū)之一。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)藜麥品種的選育是提高藜麥產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的途徑之一，而準確評價藜麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關系，是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)藜麥品種選育的基礎[8 - 9 ]。搜集、整理種質(zhì)資源，分析其農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關系，篩選優(yōu)異種質(zhì)，對藜麥新品種選育、品質(zhì)改良和培育有重要的實際意義。我們在已有研究的基礎上，對引進和自育的38份國內(nèi)外藜麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性進行了研究，以期為藜麥優(yōu)良品種的選育提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區(qū)概況

試驗在地處甘肅省中部的蘭州市永登縣上川鎮(zhèn)進行。試驗區(qū)地理位置為東經(jīng)103° 52′ 67″，北緯36° 71′ 92″。當?shù)睾０? 150 m，年均氣溫5.9 ℃，年均降水量290 mm，年均日照時數(shù)為2 659 h，平均無霜期121 d。耕層土壤含有機質(zhì)18.60 g/kg、有效磷19.2 mg/kg、速效鉀136.0? mg/kg、堿解氮57.0? mg/kg、全氮1.10 g/kg，全磷 0.88? g/kg，全鉀21.80 g/kg，pH為7.89。

1.2? ?供試材料

供試藜麥種質(zhì)資源共38份，其中QA003、QA004、QA006、QA012、QA013、QA018、QA022、QA024、QA026、QA036、QA039、QA040、QA042、QA043、QA045、QA046、QA050、QA051、QA055、QA057、QA058、QA061、QA064、QA065、QA088、QA097、QA099、QA108、QA109、QA135等30份由中國農(nóng)業(yè)科學院種質(zhì)資源庫提供，SG-Q5、2015KL-Q5、Q2、2015KL-Q10、Q54、Q67、KL、2015KL-Q4等8份由甘肅省農(nóng)業(yè)科學院畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所提供。

1.3? ?試驗方法

試驗采取隨機區(qū)組設計，每份種質(zhì)資源為1小區(qū)，重復3次，小區(qū)面積10.0 m2（1.0 m×10.0 m）每小區(qū)按行距50c m、行長10 m播種3行，小區(qū)間距1.0 m。于2017年5月8日開溝點播，每穴點播3粒種子，播種深度2 cm。于6葉期定苗，每穴定苗1株。

1.4? ?測定項目與方法

田間觀察記載全生育期（播種日至籽粒成熟收獲的天數(shù)）。收獲期每小區(qū)隨機選取5株進行測定株高（測其自然高度，從地面量至植株生長的最高部位）、冠幅（以cm為單位測藜麥穗東西和南北方向的寬度）、單株產(chǎn)量（將取樣株成熟的種子收獲后曬干揚凈稱重）、籽粒直徑（測量藜麥籽粒直徑時取橫向、縱向測量平均值）、千粒重（每份種質(zhì)資源隨機選取1 000粒種子稱重）。以上每項指標均重復測量3次，取其平均值。

1.5? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行相關性分析、主成分分析及聚類分析。

2? ?結果與分析

2.1? ?表觀性狀

從表1可以看出，38份藜麥種質(zhì)資源穗色為黃色的有15份，占供試材料總數(shù)的39.47%;穗色為橘紅色、米黃色的各有4份，分別占供試材料總數(shù)的10.53%;穗色為橘黃色的有8份，占供試材料總數(shù)的21.05%;穗色為玫紅色的有5份，占供試材料總數(shù)的13.16%，另有穗色為青黃色的2份，占供試材料總數(shù)的5.3%。稈色為全紅色和米黃色的各有2份，分別占供試材料總數(shù)的5.26%;全黃色的有19份，占供試材料總數(shù)的50.00%;黃稈莖節(jié)紅的有9份，占供試材料總數(shù)的23.68%;橘紅色的有1份，占試材料總數(shù)的2.63%，玫紅的5份，占試材料總數(shù)的13.16%。粒色為白色的有23份，占供試材料總數(shù)的60.53%;米白色的有2份，占供試材料總數(shù)的5.26%;灰白色的有9份，占供試材料總數(shù)的23.68%;灰黃色的有4份，占供試材料總數(shù)的10.53%。

2.2? ?農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性

由表2可以看出，藜麥產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關程度由大到小依次為：冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高。

各農(nóng)藝性狀之間全生育期與株高、冠幅均為極顯著正相關，與籽粒直徑、千粒重均為極顯著負相關;冠幅與單株產(chǎn)量顯著相關，與籽粒直徑、千粒重均為顯著負相關;籽粒直徑與千粒重為極顯著正相關。

2.3? ?農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的主成分分析

為了解在冠幅、全生育期、籽粒直徑、千粒重、株高等5個農(nóng)藝性狀中造成分散規(guī)律的主要成分，對試驗數(shù)據(jù)進行主成分分析的結果（表3）表明。前3個因子的累積貢獻率為76.657%，第1個因子的貢獻率為38.419%，特征向量較大的性狀為全生育期、冠幅;第2個因子的貢獻率為21.484%，主要特征向量為單株產(chǎn)量;第3個因子的貢獻率為16.754%，其中株高為主要特征向量。

2.4? ?農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的聚類分析

為了解藜麥種質(zhì)資源的親緣關系，以平方歐式距離為測量區(qū)間，對38份種質(zhì)資源做了聚類分析（圖1）。從圖1可以看出，在類間距離25處，將38份藜麥種質(zhì)資源分為兩大類，其中僅有QA051與QA057為一個類群，屬于晚熟品種，全生育期較長，其余種質(zhì)資源均在第二個類群。在類間距離為17.5處，將所有種質(zhì)資源分為3類，其中，QA051與QA057仍為第一個類群，此外，Q2、2015KL-Q10與Q67為第二個類群，該3個種質(zhì)資源全生育期均較短，為早熟品種，單株產(chǎn)量較低，其余種質(zhì)資源均為第三個類群，單株產(chǎn)量與全生育期等其余農(nóng)藝性狀均介于上述兩個類群之間。

3? ?小結與討論

作物的種質(zhì)資源是其遺傳改良的基礎，篩選優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源是培育新品種的基本條件[10 - 11 ]。通過對甘肅省38份藜麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的分析可以看出，冠幅與藜麥單株產(chǎn)量的相關性程度最大，而冠幅的大小是藜麥主枝穗大小的表現(xiàn)指標，可見藜麥的產(chǎn)量高低主要受主枝穗大小的影響，這與黃杰等[5 ]于2016年在臨夏的研究結果相同。全生育期與產(chǎn)量的相關程度僅次于冠幅，而與其余農(nóng)藝性狀的顯著性最大，與株高、冠幅呈極顯著正相關，與籽粒直徑、千粒重呈極顯著負相關。由此分析，在甘肅省隴中旱作區(qū)種植的藜麥，為獲得高產(chǎn)藜麥品種，可選育全生育期較長的晚熟品種，若為獲得商業(yè)性較高的大籽粒藜麥，可選育高品質(zhì)品種。這與呂樹鳴等[8 ]的研究結果存在差異，該研究認為早熟品種的產(chǎn)量較高，可能是由于以下原因?qū)е碌?，一是供試資源不同，無法進行同一品種的比較;二是供試地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

主成分分析的結果從側面印證了上述分析。貢獻率較大的第一個因子中，全生育期與冠幅為特征向量較大的性狀，可見全生育期與冠幅是影響單株產(chǎn)量的主要成分。

通過聚類分析，將38份藜麥種質(zhì)資源可分為三大類群，每個類群的農(nóng)藝性狀均具有不同特點，從不同方面影響產(chǎn)量。但主要聚類依據(jù)仍是全生育期的長短，早熟資源可劃分在一個類群，晚熟資源則均在另一個類群中。后期可根據(jù)藜麥種植的不同目的選育不同類群的種質(zhì)資源。

通過以上分析推斷可認為，影響藜麥種質(zhì)資源產(chǎn)量高低的主要因素為冠幅與全生育期。本研究僅對38份藜麥種質(zhì)資源進行了農(nóng)藝性狀分析，為篩選更優(yōu)質(zhì)的藜麥品種，需在今后加強進行品質(zhì)性狀的研究，以便根據(jù)藜麥產(chǎn)業(yè)的不同用途選育出理想的藜麥新品種。

參考文獻：

[1] 任貴興，楊修仕，么? ?楊.? 中國藜麥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀[J].? 作物雜志，2015（5）：1-5.

[2] 楊發(fā)榮.? 藜麥新品種隴藜1號的選育及應用前景[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2015（12）：1-5.

[3] WHITE P，ALVISTUR E，DIAZ C，et al.? Nutrient content and protein quality of quinoa and cafiihua，edible seed products of the andes mountais[J].? Agricultural and Food Chemistry，1995，3（6）：351-355.

[4] 楊發(fā)榮，黃? ?杰，魏玉明，等.? 藜麥生物學特征及應用[J].? 草業(yè)科學，2017，34（3）：607-613.

[5] 黃? ?杰，楊發(fā)榮，李敏權，等.? 13個藜麥材料在甘肅臨夏旱作區(qū)適應性的初步評價[J].? 草業(yè)學報，2016，

25（3）：191-201.

[6] 魏玉明，楊發(fā)榮，劉文瑜，等.? 藜麥不同全生育期營養(yǎng)物質(zhì)積累與分配[J].? 草業(yè)科學，2018，35（7）：1720-1727.

[7] 劉文瑜，楊發(fā)榮，黃? ?杰，等.? Nacl脅迫對藜麥幼苗生長和抗氧化酶活性的影響[J].? 西北植物學報，2017，

37（9）：1797-1804.

[8] 呂樹鳴，莫慶忠，鄒盤龍，等.? 5個藜麥品種（系）在六盤水地區(qū)的適應性[J].? 貴州農(nóng)業(yè)科學，2018，46（7）：15-17.

[9] 宋? ?嬌，姚有華，劉? ?洋，等.? 6個藜麥品種（系）農(nóng)藝性狀的主成分分析[J].? 青海大學學報，2017，35（6）：6-10.

[10] 劉? ?偉，張榮昌，付久才，等.? 黑龍江省水稻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量關系的分析[J].? 中國稻米，2016，

22（3）：39-42.

[11] 賈瑞玲，馬? ?寧，魏立平，等.? 50份苦蕎種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析[J].? 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（5）：11-16.

（本文責編：鄭立龍）