西南麥區(qū)96份小麥育種材料重要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析

李曉榮，張中平，孫永海，善從銳，包曉鵬，趙鵬，劉琨，丁明亮

摘要：【目的】分析西南麥區(qū)小麥育種材料的遺傳多樣性，為云南小麥育種的親本選擇及優(yōu)質(zhì)資源挖掘提供理論參考?！痉椒ā繉?duì)種植于云南楚雄的96份西南麥區(qū)小麥育種材料的11個(gè)數(shù)量性狀和5個(gè)質(zhì)量性狀進(jìn)行調(diào)查和測(cè)定，計(jì)算其變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)，并利用這些數(shù)量性狀進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析?！窘Y(jié)果】96份小麥育種材料數(shù)量性狀的平均變異系數(shù)和平均遺傳多樣性指數(shù)均大于質(zhì)量性狀;11個(gè)數(shù)量性狀的平均變異系數(shù)為33.83%，其中白粉病的變異系數(shù)最高（70.28%），生育期的變異系數(shù)最低（4.35%）;平均遺傳多樣性指數(shù)為1.6591，其中每穗粒數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最高（2.0701），粒質(zhì)和葉銹遺傳多樣性指數(shù)最低（0.9461）;5個(gè)質(zhì)量性狀的平均變異系數(shù)25.93%，其中粒色的變異系數(shù)最高（55.05%），殼色的變異系數(shù)最低（0.00%），平均遺傳多樣性指數(shù)為0.6383，其中穗型的遺傳多樣性指數(shù)最高（1.1892），殼色的遺傳多樣性指數(shù)最低（0.0000）。相關(guān)分析結(jié)果顯示，11個(gè)數(shù)量性狀間存在不同程度的相關(guān)性，其中產(chǎn)量與每穗粒數(shù)和千粒重呈極顯著正相關(guān)（r=0.452**和0.479**，P<0.01），與分蘗數(shù)和葉銹病呈顯著正相關(guān)（r=0.213*和0.245*，P<0.05，下同），與白粉病呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.233*），與其他性狀均有一定的相關(guān)性但不顯著（P>0.05）。主成分分析結(jié)果顯示，主要信息集中在前4個(gè)主成分因子，累積貢獻(xiàn)率達(dá)87.721%，因子1為產(chǎn)量相關(guān)因子，因子2和因子4為抗病性相關(guān)因子，因子3為生物量相關(guān)因子。聚類分析結(jié)果顯示，在閥值為0.785處將供試材料分為六大類群，且不同類群表型性狀存在一定差異，各類群均具有其獨(dú)特的特征。【結(jié)論】不同地區(qū)的材料性狀特征存在一定差異，但各地區(qū)間小麥育種材料的交流致使部分品種材料具有相同的性狀特征。在育種實(shí)踐中需在當(dāng)?shù)亻_展鑒定，分析所引進(jìn)材料的特征特性，同時(shí)雜交組配時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮親本的優(yōu)勢(shì)性狀互補(bǔ)，其次才考慮地理來源。

關(guān)鍵字： 小麥;數(shù)量性狀;質(zhì)量性狀;遺傳多樣性;西南麥區(qū)

中圖分類號(hào)： S512.103.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）09-2358-11

Genetic diversity of 96 wheat breeding materials in the southwest wheat region based on important agronomic traits

LI Xiao-rong1， ZHANG Zhong-ping1*， SUN Yong-hai1， SHAN Cong-rui1，

BAO Xiao-peng1， ZHAO-Peng1， LIU Kun2， DING Ming-liang2，3*

（1Chuxiong Academy of Agricultural Sciences，Chuxiong， Yunnan? 675000， China; 2The Institute of Food Crops，Yunnan Academy of Agriculture Sciences， Kunming? 650205， China; 3Department of Plant Pathology， College of Plant

Protection， China Agricultural University/Key Laboratory of Pest Monitoring and Green Management，

Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Beijing? 100193， China）

Abstract：【Objective】The genetic diversity of wheat breeding materials in the southwest wheat area was analyzed to provide a theoretical reference for parent selection and improved mining of germplasm resources for wheat breeding in Yunnan. 【Method】Eleven quantitative traits and five qualitative traits of 96 excellent wheat breeding materials planted in Chuxiong， Yunnan were investigated and determined. The coefficient of variation and genetic diversity index of these traits were calculated. These quantitative traits were also subjected to correlation，principal component and cluster analysis. 【Result】The average coefficient of variation and average genetic diversity index of quantitative traits in 96 wheat breeding materials were higher than those of their qualitative traits. The average coefficient of variation of 11 quantitative traits was 33.83%，while the coefficient of variation of powdery mildew was the highest （70.28%） and that of seeding date was the lowest （4.35%）. The average genetic diversity index of these quantitative traits was 1.6591，while the genetic diversity index of kernel number was the highest （2.0701） and that of kernel texture and leaf rust were the lowest （0.9461）. The average coefficient of variation of five qualitative traits was 25.93%，while the coefficient of variation of kernel color was the highest （55.05%） and that of glume color was the lowest（0.00%）. The average genetic diversity index of these qualitative traits was 0.6383，while the genetic diversity index of panicle type was the highest（1.1892） and that of glume color was the lowest （0.0000）. The results of correlation analysis showed that there were complex correlations among 11 quantitative traits. The yield was very significantly correlated with the kernel number and 1000-kernel weight（r=0.452** and 0.479**， P<0.01），positively correlated with the tiller number and leaf rust （r=0.213* and 0.245*， P<0.05 the same below），and negatively correlated with powdery mildew（r=-0.233*）. Some other correlations were observed between yield and further traits，but these were considered not significant（P>0.05）. The results from principal component analysis showed that the main information was concentrated in the first four principal component factors with a cumulative contribution of 87.721%. PC1 was related to yield，PC2 and PC4 with disease resistance and PC3 with biomass. The results of cluster analysis showed that the tested materials were divided into six groups at the threshold of 0.785，and the phenotypic traits of these groups were different and presented unique characteristics. 【Conclusion】There are some differences in the characteristics of materials from different regions. However， the exchange of wheat breeding materials between regions leads to the development of the same characteristics in some varieties. For wheat breeding， breeders need to carry out identification locally and analyze the characteristics of the introduced materials. In addition，breeders should give priority to the complementary dominant traits of parents，followed by consideration of the geographical source.

Key words： wheat; quantitative traits; qualitative traits; genetic diversity; southwest wheat region

Foundation item： Major Budget Project of the Financial Departments of Yunnan（530000210000000013809）

0 引言

【研究意義】小麥（Triticum aestivum L.）是云南重要的小春作物，種植范圍廣，從低熱河谷至高山冷涼地區(qū)均有種植，該麥區(qū)多屬于丘陵旱坡地，主要分布于無灌溉條件的貧瘠、干旱山區(qū)半山區(qū)，生態(tài)條件對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，尤其是生育期內(nèi)冬春季節(jié)性干旱（李煦征，2007;Wan et al.，2007;趙廣才，2010;魯永新等，2013）。應(yīng)對(duì)生物和非生物脅迫的有效方法是選育抗逆性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)新品種。自從20世紀(jì)80年代以來，云南省審定小麥品種的親本主要為本地優(yōu)異種質(zhì)，致使育成品種的遺傳背景越來越窄，雖然品種更新較快，但突破性品種相對(duì)匱乏（丁明亮等，2020a）?！笆濉币詠?，云南省先后選育和推廣了云麥80、滇麥15號(hào)、楚麥16號(hào)及玉麥6號(hào)等22個(gè)小麥品種，這些右品種在產(chǎn)量、抗病性和抗逆性方面均取得一定的進(jìn)步，但在生產(chǎn)上單產(chǎn)不高、品質(zhì)不優(yōu)依舊是云南當(dāng)前推廣種植品種存在的問題。因此，分析西南麥區(qū)小麥育種材料重要性狀的遺傳多樣性，并發(fā)掘云南小麥本地育種材料與引進(jìn)種質(zhì)的特征特性，對(duì)云南突破性新品種選育具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】遺傳多樣性是群體間和群體內(nèi)不同個(gè)體間遺傳變異的總和（錢迎倩和馬克平，1994），是揭示作物種質(zhì)的遺傳特性、分析親緣關(guān)系、挖掘優(yōu)異等位基因、選擇特殊材料、構(gòu)建核心親本群體及雜交組配的基礎(chǔ)。農(nóng)藝性狀可直觀反映品種的優(yōu)劣，具有易觀察、好測(cè)量的特征，農(nóng)藝性狀的變異越大，遺傳多樣性越豐富。大量研究人員基于表型性狀對(duì)我國(guó)不同麥區(qū)的小麥種質(zhì)資源進(jìn)行了遺傳多樣性分析，如張嘉楠等（2010）基于表型性狀分析了北方冬麥區(qū)小麥抗旱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在雨養(yǎng)和灌溉條件下，該麥區(qū)小麥抗旱種質(zhì)資源不同性狀的變異范圍較大，其中穗葉距的變異系數(shù)最高，單穗總小穗數(shù)的變異系數(shù)最低，且種質(zhì)抗旱性差異可作為抗旱育種中親本選配的依據(jù);吳宏亞等（2014）基于表型性狀分析了長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)小麥品種主要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該麥區(qū)冬小麥的主要農(nóng)藝性狀存在豐富的遺傳多樣性，且不同性狀的遺傳多樣性指數(shù)存在較大差異;吳儒剛等（2019）為了篩選耐鹽性優(yōu)良的小麥資源，基于表型性狀分析了黃淮麥區(qū)的132個(gè)小麥品種在不同鹽脅迫條件下8個(gè)數(shù)量性狀的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該麥區(qū)小麥品種具有豐富的遺傳多樣性，且隨鹽濃度的升高，表型性狀的變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)逐漸增大，特別是單株成穗數(shù)、穗下莖節(jié)長(zhǎng)和單株產(chǎn)量的變異系數(shù)明顯增大，并篩選出6個(gè)高產(chǎn)耐鹽小麥品種。此外，也有研究人員采用不同方法對(duì)我國(guó)西南麥區(qū)的小麥種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，如張志清等（2002）、劉健等（2016）先后使用微衛(wèi)星DNA和隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA技術(shù)分析了不同時(shí)期四川地區(qū)小麥主栽品種的遺傳多樣性，研究均發(fā)現(xiàn)四川主栽小麥品種具有較高的遺傳多樣性;陳先紅等（2008）采用微衛(wèi)星DNA技術(shù)分析了西南麥區(qū)33個(gè)小麥品種（系）的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該麥區(qū)小麥品種間遺傳相似系數(shù)的變幅較大，表明小麥品種（系）間存在不同程度的遺傳多樣性差異;陳天青等（2015）基于表型性狀分析了貴州小麥育種核心種質(zhì)的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該地區(qū)小麥核心親本具有豐富的遺傳多樣性，但不同性狀的遺傳多樣性水平不同，其中不孕小穗數(shù)、單穗粒重和每穗粒數(shù)的變異系數(shù)較大，而株高、小穗數(shù)和抽穗期的變異系數(shù)較小;白粉病抗性的遺傳多樣性指數(shù)較高，旗葉大小的遺傳多樣性水平較低;丁明亮等（2020a，2020b）采用微衛(wèi)星DNA技術(shù)分析了云南省育成小麥品種（系）農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)云南省小麥育成品種（系）具有較豐富的遺傳多樣性，且每穗粒數(shù)比千粒重的改良效果更好;而后又采用基于表型性狀分析了云南省育成小麥品種（系）品質(zhì)性狀的遺傳多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該地區(qū)小麥品種（系）不同品質(zhì)性狀均表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，且不同性狀存在一定的差異?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】綜上所述，我國(guó)西南麥區(qū)小麥育種材料不僅具有較好的遺傳多樣性，且各麥區(qū)小麥育種材料具有不同性狀特征。小麥種質(zhì)資源是品種遺傳改良的基礎(chǔ)。因此，全面解析小麥育種材料的重要農(nóng)藝性狀特征，并分析西南麥區(qū)小麥育種材料主要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性，為云南突破性新品種選育提供參考依據(jù)，但目前鮮見相關(guān)研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】針對(duì)當(dāng)前小麥主推品種單一、抗病性喪失快、育種親本多集中于一些骨干優(yōu)勢(shì)親本、同質(zhì)性高、所選育的品種適應(yīng)性較弱、推廣種植面積受限等突出問題，以西南麥區(qū)不同地區(qū)的96份優(yōu)良小麥育種材料，測(cè)定其在云南地區(qū)的16個(gè)主要農(nóng)藝性狀，計(jì)算其變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)，并利用其中11個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析，為今后挖掘優(yōu)質(zhì)小麥資源及雜交親本選配提供理論參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試材料為楚雄州農(nóng)業(yè)科學(xué)院麥類課題組自主選育的核心親本材料、抗病材料、田地麥兼用型材料及從西南麥區(qū)引進(jìn)小麥育種材料，共96份，詳見表1。

1. 2 試驗(yàn)地及栽培管理

供試材料于2019年10月播種于楚雄州農(nóng)業(yè)科學(xué)院木蘭村育種基地（東經(jīng)101°34′48″，北緯25°2′24″，海拔1772 m），每個(gè)材料播4行，行長(zhǎng)1.50 m，行距27.00 cm，人工開溝條播，田間管理同大田生產(chǎn)。前作玉米，有灌溉設(shè)施。

1. 3 性狀調(diào)查

田間調(diào)查記錄苗期、抽穗期、成熟期、基本苗、最高分蘗、有效分蘗，幼苗習(xí)性、抗病性、穗型和芒型;收獲期調(diào)查穗部性狀，包括穗長(zhǎng)、粒色、粒質(zhì)、株高、每穗粒數(shù)和千粒重，每小區(qū)隨機(jī)取10株拷種。上述各性狀的調(diào)查參照《國(guó)家小麥品種區(qū)域試驗(yàn)記載標(biāo)準(zhǔn)》。質(zhì)量性狀包括穗型、芒、殼色、粒色和幼苗習(xí)性，數(shù)量性狀包括生育期、株高、穗長(zhǎng)、分蘗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量、粒質(zhì)、條銹病、葉銹病和白粉病，計(jì)算平均值、變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

11個(gè)數(shù)量性狀的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及5個(gè)質(zhì)量性狀的賦值如表2所示。統(tǒng)計(jì)各性狀所處級(jí)別的頻率，計(jì)算各性狀的變異系數(shù)（CV，coefficient of variation）和遺傳多樣性指數(shù)（H'，Shannon index） 。對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行10級(jí)分類處理：1級(jí)

2 分析與結(jié)果

2. 1 農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)分析結(jié)果

由表3可知，96份小麥育種材料的質(zhì)量性狀以半匍匐型幼苗（79.17%）、圓錐形穗（51.04%）、長(zhǎng)芒（90.63%）、琥珀色（38.54%）和白殼（100.00%）為主;5個(gè)質(zhì)量性狀的平均變異系數(shù)25.93%，其中粒色的變異系數(shù)最高（55.05%），殼色的變異系數(shù)最低（0.00%）;平均遺傳多樣性指數(shù)為0.6383，穗型的遺傳多樣性指數(shù)最高（1.1892），殼色的遺傳多樣性指數(shù)最低（0.0000）。由表4可知，11個(gè)數(shù)量性狀的平均變異系數(shù)為33.83%，其中白粉病的變異系數(shù)最高（70.28%），變異幅度1～5級(jí);條銹病次之（69.02%），變異幅度1～5級(jí);生育期的變異系數(shù)最低（4.35%），變異幅度146～184 d;平均遺傳多樣性指數(shù)為1.6591，每穗粒數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最高（2.0701），粒質(zhì)和葉銹病的遺傳多樣性指數(shù)最低（0.9461）。整體來看，16個(gè)性狀中除芒型外，不同材料間存在較明顯的性狀差異，數(shù)量性狀的平均變異系數(shù)和平均遺傳多樣性指數(shù)均大于質(zhì)量性狀。

2. 2 數(shù)量性狀的相關(guān)分析結(jié)果

96份小麥育種材料11個(gè)數(shù)量性狀的相關(guān)分析結(jié)果如表5所示。11個(gè)數(shù)量性狀間存在不同程度的相關(guān)性：產(chǎn)量與每穗粒數(shù)和千粒重呈極顯著正相關(guān)（r=0.452**和0.479**，P<0.01，下同），與分蘗數(shù)和葉銹病呈顯著正相關(guān)（r=0.213*和0.245*，P<0.05，下同），與白粉病呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.233*），與生育期、穗長(zhǎng)和粒質(zhì)呈正相關(guān)但不顯著（P>0.05，下同），與株高和條銹病呈負(fù)相關(guān)但不顯著。另外，分蘗數(shù)與生育期和千粒重呈極顯著正相關(guān)（r=0.287**和0.300**）;生育期與粒質(zhì)呈極顯著正相關(guān)（r=0.264**）;葉銹病與千粒重呈極顯著正相關(guān)（r=0.316**）;葉銹病與白粉病呈極顯著正相關(guān)（r=0.283**）;株高與條銹病呈顯著正相關(guān)（r=232*）。綜上所述，每穗粒數(shù)、千粒重和分蘗數(shù)對(duì)產(chǎn)量均存在較大的正向效應(yīng);在抗病性方面，白粉病對(duì)產(chǎn)量存在較大的負(fù)向效應(yīng)，而葉銹病存在較大的正向效應(yīng)。因此，在云南楚雄提高小麥產(chǎn)量應(yīng)重點(diǎn)從每穗粒數(shù)、千粒重和白粉病的抗性等性狀進(jìn)行改良。

2. 3 數(shù)量性狀的主成分分析

西南麥區(qū)的96份小麥育種材料的11個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行主成分分析，從而獲得的因子荷載矩陣，提取特征值大于1的因子，主要信息集中在前4個(gè)主成分因子中，累積貢獻(xiàn)率達(dá)87.721%（表6）。因子1的特征值2.224，貢獻(xiàn)率29.567%，粒質(zhì)（0.740）、千粒重（0.692）、分蘗數(shù)（0.505）和每穗粒數(shù)（0.466）4個(gè)性狀的特征值相對(duì)較大，除粒質(zhì)外，其余3個(gè)性狀均對(duì)產(chǎn)量均具有較大的正向效應(yīng)，說明因子1為產(chǎn)量相關(guān)因子;因子2的特征值1.799，貢獻(xiàn)率22.937%，白粉病（0.751）、葉銹?。?.611）和條銹病（0.421）特征值相對(duì)較大，說明因子2為抗病性相關(guān)因子;因子3的特征值為1.352，貢獻(xiàn)率為19.605%，分蘗數(shù)（0.572），生育期（0.399）、株高（0.387）、穗長(zhǎng)（0.315）和產(chǎn)量（0.469），說明因子3為生物量相關(guān)因子;因子4的特征值為1.144，貢獻(xiàn)率為15.612%，條銹?。?.498）、粒質(zhì)（0.373）和株高（0.348）的特征值相對(duì)較大，條銹病特征值最大，說明因子4為也是抗病性相關(guān)因子。

2. 4 基于數(shù)量性狀的聚類分析

利用11個(gè)數(shù)量性狀對(duì)96份小麥育種材料進(jìn)行聚類分析，在閥值為0.785處將其分為六大類群（圖1），且不同類群表型性狀存在一定差異，各類群均具有其獨(dú)特的特征，如表7所示。

類群Ⅰ包括83份材料，占材料總數(shù)的86.46%，在閥值為0.804處又被分為4個(gè)亞群，其中亞群ⅰ包含27份材料，分別來源于四川（21份）、云南（4份）和貴州（2份），主要特征是分蘗力較強(qiáng)，幼苗為匍匐、半匍匐型，生育期較長(zhǎng)，高抗白粉病和條銹病，中抗葉銹病，籽粒為粉質(zhì)，產(chǎn)量居第4位，具有一定的增產(chǎn)潛力，可作為高產(chǎn)育種目標(biāo)的材料;亞群ⅱ包含42份材料，來源于云南（32份）、四川（9份）和貴州（1份），主要特征是生育期最短，株高適中，高抗白粉病和葉銹病，抗條銹病，籽粒多為角質(zhì)和半角質(zhì)，但每穗粒數(shù)較少，千粒重和產(chǎn)量較低，可作為選育早熟品種材料;亞群ⅲ包含8份材料，分別是3份四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育材料和5份本課題組自育材料，主要特征是植株矮小，生育期較短，田間未發(fā)現(xiàn)條銹病，中抗白粉病和葉銹病，產(chǎn)量居第5位，每穗粒數(shù)較多，千粒重中等水平，籽粒多為半角質(zhì)，屬早熟矮桿型材料，可作為早熟、矮桿育種目標(biāo)的材料;亞群ⅳ包含6份材料，來源于四川（4份）、云南（1份）材料和重慶（1份），主要特征是分蘗力強(qiáng)，每穗粒數(shù)少，千粒重較重，生育期較長(zhǎng)，株高適中，籽粒均為半角質(zhì)，產(chǎn)量高，具有一定的高產(chǎn)潛力，但抗病性需進(jìn)一步改良。

類群Ⅱ包含貴州材料2份、重慶和四川材料各1份材料，主要特征是分蘗力最強(qiáng)，生育期最長(zhǎng)，株高中等水平，穗較長(zhǎng)，每穗粒數(shù)和千粒重均較高，產(chǎn)量最高，屬于大穗晚熟型材料，且中抗葉銹病，但感條銹病。

類群Ⅲ包含1份四川材料和2份云南材料，主要特征是生育期較長(zhǎng)，穗最長(zhǎng)，產(chǎn)量較低，每穗粒數(shù)少，千粒重較輕，抗病性一般，屬大穗、晚熟低產(chǎn)材料。

類群Ⅳ包含川麥42、本課題組自育材料2017-9和臨16J22，主要特征是分蘗力最弱，生育期較短，每穗粒數(shù)最多，千粒重和產(chǎn)量居第2位，籽粒為半角質(zhì)，屬于大穗大粒弱分蘗高產(chǎn)品種，高抗條銹病，高感葉銹病和白粉病。

類群Ⅴ僅含蜀麥1645，主要特征是分蘗力強(qiáng)，為穗少粒大矮桿材料，但高感條銹病，中抗葉銹和白粉病，可作為改良株高材料。

類群Ⅵ包含臨麥6號(hào)和云麥42，與其他材料親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，主要特征是生育期長(zhǎng)，植株最高，穗最短，每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均最低，高抗葉銹病，高感條銹病和白粉病，屬于小穗小粒晚熟高桿材料，可作為改良穗型和抗葉銹病資源，但其抗倒性及條銹病和白粉病抗性尚需改良。

經(jīng)分析各類群的性狀發(fā)現(xiàn)，來源于同一育種單位的大部分材料聚在同一類群，部分材料分布于不同的類群中，說明不同地區(qū)的材料性狀特征存在一定差異，但由于地區(qū)間小麥材料的交流致使部分品種材料具有相同的性狀特征。

3 討論

種質(zhì)資源收集及鑒定是品種改良的重要前提（劉旭等，2018），農(nóng)藝性狀測(cè)定和描述是研究種質(zhì)資源最基本的方法和途徑（劉金等，2008）。本研究對(duì)96份小麥育種材料的16個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些材料的遺傳背景較豐富，數(shù)量性狀的平均變異系數(shù)和平均遺傳多樣性指數(shù)均高于質(zhì)量性狀，與高粱（馮國(guó)郡等，2012;周瑜等，2021）、黃瓜（趙陸滟等，2021）等其他作物研究結(jié)果相似。本研究中96份小麥育種材料農(nóng)藝性狀變異主要集中為與抗病性和產(chǎn)量相關(guān)的性狀，分蘗數(shù)、每穗粒數(shù)和產(chǎn)量均存在豐富的變異，與王秋云等（2021）對(duì)56份人工合成六倍體小麥的變異分析結(jié)果相似;粒質(zhì)、條銹病、葉銹病和白粉病的變異系數(shù)較大，說明這4個(gè)性狀離散程度大，均存在豐富的變異。此外，本研究發(fā)現(xiàn)白粉病的變異系數(shù)最高，但其遺傳多樣性指數(shù)較低;每穗粒數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最高，但變異系數(shù)較低;殼色的變異系數(shù)和多樣性指數(shù)均最低，表明變異系數(shù)和多樣性指數(shù)不具有完全相關(guān)性，不能通過特定性狀的變異系數(shù)來判斷其遺傳多樣性指數(shù)的高低。

本研究通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，11個(gè)數(shù)量性狀間具有復(fù)雜的相關(guān)性，其中產(chǎn)量與每穗粒數(shù)和千粒重性狀呈極顯著正相關(guān)，與分蘗數(shù)和葉銹病呈顯著正相關(guān)，與白粉病呈顯著負(fù)相關(guān)，與生育期、穗長(zhǎng)和粒質(zhì)呈正相關(guān)但不顯著，與株高和條銹病呈負(fù)相關(guān)但不顯著，說明千粒重對(duì)小麥產(chǎn)量影響最大，該地區(qū)小麥育種中應(yīng)重點(diǎn)改良千粒重。而劉若楠等（2020）對(duì)山西省58個(gè)小麥品種產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析結(jié)果顯示，旱地小麥品種的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)均與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，馬國(guó)江等（2021）對(duì)128個(gè)抗旱冬小麥新品系進(jìn)行農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析，結(jié)果也顯示，產(chǎn)量與有效分蘗數(shù)和每穗粒數(shù)間的相關(guān)性達(dá)極顯著水平，與本研究結(jié)果存在差異，可能是生態(tài)條件和品種類型存在差異所致。本研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量與葉銹病呈顯著正相關(guān)，該結(jié)果與育種實(shí)踐不符，可能是云南地區(qū)的小麥產(chǎn)量受葉銹病影響不明顯所致。產(chǎn)量與白粉病呈顯著負(fù)相關(guān)，且與條銹病呈負(fù)相關(guān)但不顯著，說明在該地區(qū)小麥改良過程中應(yīng)重點(diǎn)提高其白粉病抗性。

本研究通過主成分分析發(fā)現(xiàn)，主要信息集中在前4個(gè)主成分因子中，累積貢獻(xiàn)率達(dá)87.721%，因子1為產(chǎn)量相關(guān)性狀因子，因子2和因子4為抗病性相關(guān)因子，因子3為生物量相關(guān)因子。其中，因子1中粒質(zhì)、千粒重、分蘗數(shù)和每穗粒數(shù)4個(gè)性狀的特征值相對(duì)較大，除粒質(zhì)外，其余3個(gè)性狀均對(duì)產(chǎn)量具有較大的正向效應(yīng)，因子1主要反映了小麥產(chǎn)量相關(guān)信息，說明育種過程中應(yīng)強(qiáng)化千粒重、分蘗數(shù)和每穗粒數(shù)的改良，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量相關(guān)性狀的協(xié)調(diào)發(fā)展;因子2中白粉病、葉銹病和條銹病特征值相對(duì)較大，因子2主要反應(yīng)小麥抗病信息，說明育種過程中應(yīng)強(qiáng)化品種的抗性改良，特別是白粉病抗性;因子3中分蘗數(shù)，生育期、株高、穗長(zhǎng)和產(chǎn)量，因子3主要反映了小麥為生物量相關(guān)信息，說明育種過程中不僅強(qiáng)調(diào)品種產(chǎn)量還應(yīng)強(qiáng)化品種株型的改良;因子4中條銹病、粒質(zhì)和株高的特征值相對(duì)較大，條銹病特征值最大，因子4也主要反映了抗病性相關(guān)信息。總之，在11個(gè)數(shù)量性狀間并不是相互獨(dú)立線性影響產(chǎn)量，而是彼此相互關(guān)聯(lián)，與馬艷明等（2020）的研究結(jié)果一致。在實(shí)際育種生產(chǎn)中，只有協(xié)調(diào)好各性狀之間的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)小麥產(chǎn)量的提升。

聚類分析能直觀地了解不同材料之間的相似特征性狀，為雜交親本的選配提供直接依據(jù)（吳曉麗等，2010;周麗艷等，2011）。本研究基于11個(gè)數(shù)量性狀對(duì)96份小麥育種材料進(jìn)行聚類分析，將其分為六大類群，且不同類群表型性狀存在明顯差異，均具有其獨(dú)特的特征：類群Ⅰ在0.804處分為4個(gè)亞群，其中類群Ⅰ中的亞群ⅰ和類群Ⅱ材料具有分蘗力強(qiáng)、生育期長(zhǎng)、每穗粒數(shù)多等綜合性狀表現(xiàn)較好的特點(diǎn)，可作為滇中地麥的育種材料，但要注意改良株高，提高生物產(chǎn)量，其原因是滇中麥區(qū)具有季節(jié)性干旱的氣候特征及山區(qū)和半山區(qū)的種植環(huán)境，且地麥產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)鍵性狀為有效穗和每穗粒數(shù)（魯永新等，2013;劉若楠等，2020）;亞群ⅳ材料具有分蘗力強(qiáng)、株高適中，增產(chǎn)潛力較大的特點(diǎn)，可選用作為田麥品種的育種材料;亞群ⅰ和ⅲ材料對(duì)條銹病、白粉病和葉銹病的抗性較好，可用于條銹病、白粉病和葉銹病發(fā)生嚴(yán)重的滇中麥區(qū)。此外，類群Ⅰ包含有83份材料，占材料總數(shù)的86.46%，各育種單位的小麥材料大部分聚在同一類群，表明西南麥區(qū)各育種單位在育種過程中相互利用了彼此的種質(zhì)資源，但其存在于不同亞群，說明在不同的生態(tài)條件下通過人為定向選擇材料的特征特性又具有一定的差異，與程西永等（2009）、杜曉宇等（2021）的研究結(jié)果一致。王亞飛等（2020）研究認(rèn)為來自不同麥區(qū)的品種被聚為一類，可能是由于氣候變暖，在小麥實(shí)際生產(chǎn)中，長(zhǎng)江中下游和黃淮冬麥區(qū)南片、黃淮冬麥區(qū)南片和北片的小麥品種（系）可互相跨區(qū)域種植，其中抗病性和抗逆性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)異的品種作為親本相互雜交利用。王淑英等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，42份冬小麥抗旱種質(zhì)資源存在明顯的性狀分化和表型變異，不同地理來源的抗旱種質(zhì)資源間表型變異較大，地理差異與遺傳差異存在一定的相關(guān)性，與本研究結(jié)果不一致。通過分析六大類群的性狀，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)選育的品種性狀特征存在一定差異，但多數(shù)材料具有相同的性狀特征。因此，通過外引育種材料來豐富本地小麥育種資源時(shí)，需適時(shí)開展本地鑒定，分析所引進(jìn)材料的特征特性，以防重復(fù)引入同一性狀的材料，雜交組配時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮親本的優(yōu)勢(shì)性狀互補(bǔ)，其次才考慮地理來源。此外，本研究中大多數(shù)小麥育種材料聚在一類，其他類群僅包含少數(shù)材料，很難將所有材料合理分類，可能與本研究?jī)H從農(nóng)藝性狀上研究小麥材料的遺傳多樣性有關(guān)，今后需進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)分子標(biāo)記開展研究，提高種質(zhì)資源評(píng)價(jià)效果。

4 結(jié)論

不同地區(qū)的材料性狀特征存在一定差異，然而各地區(qū)間小麥育種材料的交流致使部分材料具有相同的性狀特征。在育種實(shí)踐中需在當(dāng)?shù)亻_展鑒定，并分析所引進(jìn)材料的特征特性，同時(shí)雜交組配時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮親本的優(yōu)勢(shì)性狀互補(bǔ)，其次才考慮地理來源。

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（責(zé)任編輯 陳 燕）