浙江省粟米種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀多樣性淺析

呂學(xué)高，盧華兵，朱正梅

(浙江省東陽玉米研究所，浙江 東陽 322100)

粟米(Setariaitalica)，北方俗稱谷子，原產(chǎn)于我國，是最古老的作物之一，素有“百谷之長”之稱[1-2]。浙江省雖不是我國粟米初生起源中心，但因其地形地貌多樣、氣候資源多變，在長期的自然條件和人為選擇下，逐漸形成了特異的粟米地理生態(tài)類型，產(chǎn)生了大量的植物學(xué)變種和基因型，在生育特性、產(chǎn)量特性、品質(zhì)特性等方面形成豐富的地方種質(zhì)資源。本研究以浙江省內(nèi)收集的粟米地方種質(zhì)資源為材料，通過質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀等表型農(nóng)藝性狀的多樣性分析，為浙江省粟米地方種質(zhì)資源的挖掘利用提供依據(jù)和基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為浙江省廣泛收集的粟米地方種質(zhì)資源20份，詳見表1。田間試驗于2017年7—11月在浙江省東陽玉米研究所試驗基地進(jìn)行，小區(qū)行長7.5 m，2行區(qū)，行距65 cm，重復(fù)2次，開溝撒播，定苗密度為22.5～30萬株·hm-2，拔節(jié)期667 m2施復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)15 kg，并中耕培土，其他管理措施同大田生產(chǎn)。

表1 浙江省粟米地方種質(zhì)資源

1.2 數(shù)據(jù)測定

粟米農(nóng)藝性狀測定參照《谷子種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[3]，記載葉鞘色、分蘗性、穗形、粒色等質(zhì)量性狀；記載抽穗期、成熟期，每小區(qū)隨機選取10株測定株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖直徑、穗長、穗節(jié)長度、主穗直徑、單株穗重、單株草重、單株粒重等數(shù)量性狀。

統(tǒng)計分析采用Excel軟件，開展平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀

從表2可以看出，浙江省粟米地方種質(zhì)資源的質(zhì)量性狀中，葉鞘色以綠色為主，共計17份，占85%；特異的紅色葉鞘2份、紫色葉鞘1份。分蘗性均較弱，僅有1份資源分蘗性強，可用于飼草或分蘗性基礎(chǔ)研究。穗型較為豐富多樣，其中以棍棒形與圓筒形為主，分別為8份和6份，占40%和30%；其次為雞嘴形與紡錘形，均為3份，占比均為15%。粒色也表現(xiàn)出豐富多樣性，以黃色為主，11份，占55%；白色、橙色和紅色也有分布，占比10%～20%。浙江省粟米地方種質(zhì)資源在穗型、粒色等質(zhì)量性狀上表現(xiàn)出豐富的多樣性。

表2 粟米種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀指標(biāo)

數(shù)量性狀中，抽穗天數(shù)集中在41～50 d，成熟天數(shù)集中在81～90 d，占比分別為80%與85%，說明浙江省粟米地方種質(zhì)大部分屬于中晚熟類型；抽穗至成熟天數(shù)均在40 d左右。株高主要集中在150～180 cm和>180 cm，分別為11份和4份，占比55%和20%。主莖直徑主要集中在0.6～0.8 cm，有12份，占比60%；加上0.8～1.0 cm的2份，合計14份，占比70%。主莖節(jié)數(shù)主要集中在13～14節(jié)，合計14份，占比70%。綜合株高、主莖直徑和主莖節(jié)數(shù)，浙江省粟米地方種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀主要表現(xiàn)出植株高大、莖稈粗壯、莖節(jié)較多等特點。穗長分布相對均勻，16～20 cm的5份，占比25%，21～25 cm和26～30 cm的均為7份，占比均為35%，穗長超過30 cm的僅有1份。穗節(jié)長度主要集中在26～30 cm和31～35 cm，分別為6份和11份，占比分別為30%和55%。主穗直徑主要集中在2.0～2.5 cm和2.6～3.0 cm，分別為8份和9份，占比40%和45%，超過3.0 cm的有3份。綜合穗長、穗節(jié)長和主穗直徑可以看出，這些粟米種質(zhì)資源主要表現(xiàn)為長穗、大穗型；單株草重、單株穗重、單株粒重分布等級較廣、分布數(shù)量較為均散。綜上所述，說明浙江省粟米地方種質(zhì)資源無論在穗型、粒色等質(zhì)量性狀，還是株高、穗長、穗重等數(shù)量性狀上，均表現(xiàn)出較為豐富的多樣性。

2.2 農(nóng)藝性狀多樣性

從表3可知，浙江省粟米地方種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀在單株草重、單株穗重、單株粒重和穗長表現(xiàn)出最為豐富的變異，變異系數(shù)依次為38.97%、33.71%、33.48%和20.79%，變異幅度依次為40.5～182.8 g、53.8～180.95 g、7.38～28.32 g和16.0～33.8 cm。其次，在主莖直徑、株高、主穗直徑、主莖節(jié)數(shù)和穗節(jié)長度等農(nóng)藝性狀上也表現(xiàn)出較為豐富的變異，變異系數(shù)依次為15.67%、15.35%、13.56%、13.16%和12.87%。

綜上所述，浙江省粟米地方種質(zhì)資源在單株草重、單株穗重、單株粒重、穗長主莖直徑、株高、主穗直徑、主莖節(jié)數(shù)和穗節(jié)長度等主要農(nóng)藝性狀上表現(xiàn)出豐富的變異。

表3 粟米種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀多樣性分析

結(jié)合穗形、粒色與生育期、株高、穗長、單株粒重等重要農(nóng)藝性狀的綜合評價，篩選出農(nóng)藝性狀優(yōu)良的白粟米1份、黃粟米2份、紅粟米2份，分別是李宅白粟米、三聯(lián)黃粟米、三單黃粟米、東陽紅殼粟、淳安紅粟谷(表4)。這些豐富多樣的農(nóng)藝性狀變異為粟米地方種質(zhì)資源的深入研究和開發(fā)利用提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

表4 農(nóng)藝性狀優(yōu)良的粟米地方種質(zhì)資源

3 討論

浙江省粟米地方種質(zhì)資源在農(nóng)藝性狀上表現(xiàn)出豐富的多樣性。在穗型、粒色等質(zhì)量性狀和單株草重、單株穗重、單株粒重、穗長等數(shù)量性狀均表現(xiàn)出豐富的變異，其次，主莖直徑、株高、主穗直徑、主莖節(jié)數(shù)和穗節(jié)長度等農(nóng)藝性狀也表現(xiàn)出較為豐富的變異。綜合質(zhì)量和數(shù)量優(yōu)異農(nóng)藝性狀，篩選出不同穗型、不同粒色、產(chǎn)量突出的粟米資源5份。

種質(zhì)資源亦稱遺傳資源，是決定各種遺傳性狀的基因資源，是實現(xiàn)種質(zhì)創(chuàng)新和推動生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，因此，對粟米地方種質(zhì)資源的搜集、整理、鑒定、保護(hù)、保存和合理利用尤為重要。浙江省的粟米資源，僅在1958年浙江農(nóng)學(xué)院1份關(guān)于衢州農(nóng)業(yè)資源的檔案中有所提及，隨著農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動的開展，越來越多的地方種質(zhì)資源被發(fā)現(xiàn)、挖掘。例如，東陽紅殼粟以其紅色粒色和適宜農(nóng)家糖制作等特性，長久以來在當(dāng)?shù)匾恢北谎芰?xí)種植，并得到國家種質(zhì)庫保存和諸多有影響力的新聞媒體關(guān)注報道[4-5]。因此，對特異地方種質(zhì)資源的搜集保護(hù)、鑒定利用具有重要意義[6-7]。

重視粟米種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀的測定工作，為特色、優(yōu)異地方種質(zhì)資源的開發(fā)利用提供物質(zhì)基礎(chǔ)。谷子屬于區(qū)域性重要作物[8-9]，不同生態(tài)區(qū)域種植的谷子不僅在形態(tài)上存在多樣性，而且在生育特性、產(chǎn)量特性、品質(zhì)特性，以及抗逆性方面也都有著很大差異，即使是同一谷子品種資源，在不同生態(tài)區(qū)種植，受環(huán)境的影響各方面也都有著很大區(qū)別[10]。因此，開展不同區(qū)域粟米種質(zhì)資源在同一區(qū)域差異分析和同一種質(zhì)資源在不同區(qū)域的差異分析尤為重要，這為粟米種質(zhì)資源的區(qū)域融合和基因聚合提供詳細(xì)的參考；同時，深入研究谷子種質(zhì)資源的品質(zhì)性狀，篩選適于不同用途的谷子種質(zhì)資源，對促進(jìn)谷子的品質(zhì)育種、指導(dǎo)加工利用有著重要意義[2]。