廣西小米種質(zhì)資源表型性狀的遺傳多樣性和相關(guān)分析

覃初賢,覃欣廣,望飛勇,邢釔浩,溫東強(qiáng),郭陽峰

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源庫,南寧 530007;2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,南寧 530007)

【研究意義】小米(SetariaitalicaL.)屬禾本科狗尾草屬粟種,在廣西稱粟、粟米、谷子、粟禾和狗尾粟等[1],具有耐旱、耐貧瘠、耐貯藏、營養(yǎng)豐富和適口性好等優(yōu)點(diǎn),長期以來多作為滋補(bǔ)強(qiáng)身食物。小米起源于我國黃河流域,在北方的干旱和半干旱地區(qū)栽培較多,在廣西的邊遠(yuǎn)山區(qū)村寨、旱坡地和開荒地零星種植,或與花生、紅薯和黃豆等作物間套種,品種以本地農(nóng)家種為主,種植面積不穩(wěn)定,約1660 hm2/年[2]。隨著小米良種的推廣種植及地方政府大力發(fā)展水果和甘蔗生產(chǎn),加上鄉(xiāng)村振興工程建設(shè)和旅游開發(fā)的背景,廣西小米種植面積和地方品種數(shù)量逐年減少,已危及小米地方種質(zhì)資源的保護(hù)與利用,而各地自主選育的小米品種多數(shù)不適應(yīng)本地區(qū)生態(tài)條件,難以滿足市場需求。因此,開展廣西小米種質(zhì)資源表型性狀的遺傳多樣性和相關(guān)分析,對挖掘和利用優(yōu)異小米地方種質(zhì)資源和選育小米新品種具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】農(nóng)藝性狀表型特征分析是作物遺傳多樣性鑒定評價最通用和最方便的方法,目前已廣泛應(yīng)用于水稻[3]、玉米[4]和棉花[5]等主要農(nóng)作物及蕎麥[6]、燕麥[7]、糜子[8]和桄榔[9]等作物的表型性狀多樣性分析和鑒定評價。近年來,小米農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析主要集中在產(chǎn)量性狀上,如單穗重、穗粒重、出谷率、穗長、千粒重和穗粗等[10]。趙禹凱等[11]研究發(fā)現(xiàn),東北春谷區(qū)中晚熟組谷子品種單株產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素為穗粒重、單穗重和單位面積穗數(shù)。王丹丹等[12]研究表明,我國不同生態(tài)區(qū)53個谷子品種12個農(nóng)藝性狀的變幅為6.90%～27.80%,變異程度由大到小為穗毛長短、穗松緊度、單位面積產(chǎn)量、單穗粒重、單穗重、穗下節(jié)間長、穗粗、穗長、節(jié)數(shù)及葉片數(shù)、千粒重、株高和生育期。王歡歡等[13]研究發(fā)現(xiàn),6個谷子品種間的農(nóng)藝性狀呈極顯著差異,單株粒重與單株穗重呈顯著正相關(guān),與莖粗、株高和穗粗呈正相關(guān),與穗長呈負(fù)相關(guān)。劉斌等[14]研究發(fā)現(xiàn),赤谷系列9個谷子品種9個主要農(nóng)藝性狀中穗粒重、穗重和產(chǎn)量的變異系數(shù)較大,為12.98%～10.84%,生育期和出谷率的變異系數(shù)較小,分別為3.32%和2.65%;產(chǎn)量與出谷率、穗粗、千粒重、穗粒重、穗重和穗長呈正相關(guān)。魏萌涵等[15]對華北夏谷區(qū)17個谷子品種(系)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評價,結(jié)果表明,9個農(nóng)藝性狀的變異幅度為2.69%～11.71%,穗粒重、單穗重、出谷率與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。田伯紅[16]觀察河南、河北和山東等地482個谷子地方品種和育成品種的11個農(nóng)藝性狀,分析其遺傳多樣性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)葉鞘色以綠色最多,穗松緊度以中度較多,刺毛長度以短為主,穗形呈現(xiàn)多樣變化但以紡錘形占比較高,粒色多為黃色,遺傳多樣性指數(shù)為0.1529～1.3807;株高、抽穗期、穗長、穗重、穗粒重和出谷率6個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)變幅為6.10%～25.80%,遺傳多樣性指數(shù)為1.8217～2.0613。屈洋等[17]對31份谷子新品種(系)主要農(nóng)藝性狀及莖稈特性的遺傳多樣性分析結(jié)果表明,株型、穗型和穗密度多樣性指數(shù)較高,粒色和米色的多樣性指數(shù)較低;單穗重、穗粒重、株高、穗長、穗粗、出谷率、千粒重和生育期的多樣性指數(shù)為1.5390～2.1700,變異系數(shù)變幅為3.46%～24.85%,變異程度由大到小為穗粒重、單穗重、千粒重、穗長、株高、穗粗、生育期和出谷率?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,針對廣西地方特色小米種質(zhì)資源表型性狀鑒定評價的研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對廣西各地收集的126份小米地方種質(zhì)資源表型性狀進(jìn)行遺傳多樣性、變異性和相關(guān)分析,綜合評價其性狀表現(xiàn),以期篩選出優(yōu)異種質(zhì),為廣西小米種質(zhì)資源的保護(hù)、創(chuàng)新和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為2015—2020年“第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動”及廣西創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展專項基金項目“廣西農(nóng)作物種質(zhì)資源收集鑒定與保存”子課題“特色雜糧種質(zhì)資源收集鑒定與保存”所考察、收集的廣西小米地方種質(zhì)資源126份,其編號、名稱及來源信息見表1。

表1 126份廣西小米地方種質(zhì)資源信息

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計 田間試驗(yàn)于2018年3月至2021年12月在廣西南寧市武鳴區(qū)南寧桂研種業(yè)有限公司繁種基地進(jìn)行,數(shù)據(jù)取兩季或兩年的平均值。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,每小區(qū)種植1份資源,小區(qū)面積5 m2,每份資源播種2行,行距40.00 cm,開溝條播,定苗密度30萬～40萬株/hm2。每小區(qū)取10株進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查。田間管理措施與大田生產(chǎn)相同。

1.2.2 測定項目及方法 小米表型性狀參照《谷子種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[18]進(jìn)行測定。主要記載葉鞘色、幼苗葉色、分蘗性、穗松緊度、穗形、刺毛長度、粒色、穗碼密度、護(hù)穎顏色和米粳糯等10個質(zhì)量性狀及株高、主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、穗下節(jié)長、穗長、主穗直莖、單株草重、單穗重、單穗粒重、千粒重、出苗至抽穗天數(shù)和生育期等12個數(shù)量性狀。

優(yōu)異資源判定條件:穗長≥28.50 cm、穗粗(主穗直徑)≥2.08 cm、穗重≥12.50 g、單穗粒重≥9.50 g和千粒重≥1.50 g;長穗優(yōu)異資源判定條件:穗長>35.00 cm。

統(tǒng)計分析性狀分為兩類:第1類為描述性質(zhì)量性狀,分別對葉鞘色、幼苗葉色、分蘗性、穗松緊度、穗形、刺毛長度、粒色、穗碼密度、護(hù)穎顏色和米粳糯性進(jìn)行賦值,分析性狀類別的頻率分布和多樣性指數(shù);第2類為株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖直徑、穗下節(jié)長、穗長、主穗直徑、單穗重、單穗粒重、單株草重、千粒重、出苗至抽穗天數(shù)和生育期12個數(shù)量性狀,計算其最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和多樣性指數(shù),根據(jù)平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差將各數(shù)量性狀分為10級[每0.5s為1級(s為標(biāo)準(zhǔn)差),第1級為Xi<(X-2.0s),......,第10級為Xi≥(X+2.0s),其中,X為平均數(shù),Xi為數(shù)量性狀各級分級范圍],每組的相對頻率用來計算遺傳多樣性指數(shù)。用Shannon-weaver多樣性指數(shù)來衡量遺傳多樣性的豐富程度,函數(shù)公式H′=-∑PilnPi(H′為遺傳多樣性指數(shù),Pi為某一性狀第i級別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比,ln為自然對數(shù))。

1.3 統(tǒng)計分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計分析,以SPSS 26.0進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣西小米種質(zhì)資源質(zhì)量性狀的多樣性分析

廣西小米種質(zhì)資源各質(zhì)量性狀描述見表2,各質(zhì)量性狀差異用阿拉伯?dāng)?shù)字表示,葉鞘色中1為紅色、2為綠色、3為紫色;幼苗葉色中1為黃白色、2為綠色、3為紫色;分蘗性中1為弱、2為中、3為強(qiáng);穗松緊度中1為緊、2為中、3為松;穗碼密度中1為緊密、2為中密、3為中疏;穂形中1為紡錘形、2為佛手形、3為棍棒形、4為雞嘴形、5為貓爪形、6為鴨嘴形、7為圓筒形;刺毛長度中1為短、2為很短、3為很長、4為長;護(hù)穎顏色中1為黃綠色、2為黃色、3為紫色;粒色中1為黃色、2為橙色、3為褐色、4為黑色、5為紅色;米粳糯中1為粳、2為糯。

表2 廣西小米種質(zhì)資源質(zhì)量性狀的頻率分布和多樣性指數(shù)

葉鞘色分為紅色、綠色和紫色3種,綠色占比最高,為73.81%,紅色占比次之,為15.87%,紫色占比最低,為10.32%;多樣性指數(shù)為0.7506。幼苗葉色分為黃白色、綠色和紫色3種,綠色占比最高,為96.82%,其余2種顏色占比較高,頻率分布分散;多樣性指數(shù)為0.1588。分蘗性分為弱、中和強(qiáng)3種,分蘗性弱占比最高,為96.83%,分蘗性中占比3.17%,無分蘗性強(qiáng)類型分布,頻率分布較集中;多樣性指數(shù)為0.1406,在10個質(zhì)量性狀中最低。穗松緊度分為松、中和緊3種,頻率分布較平均,分別占34.13%、35.71%和30.16%;多樣性指數(shù)為1.0961,居第二位。穗碼密度分為稀疏、中疏、中密和緊密4種,中密占比最高,為52.38%,中疏占比次之,為46.83%,緊密占比較低,僅0.79%,無稀疏類型分布;多樣性指數(shù)為0.7322。穗形分為雞嘴形、紡錘形、圓筒形、棍棒形、鴨嘴形、貓爪形和佛手形7種,紡錘形占比最高,為53.97%,雞嘴形占比次之,為19.84%,圓筒形占比居第三位,為15.87%,這3種穗形占比達(dá)89.68%,其余4種穗形占比較小,頻率分布分散;多樣性指數(shù)為1.3073,在10個質(zhì)量性狀中最高。刺毛長度分為很短、短、長和很長4種,刺毛長度短占比最高,為61.11%,很短占比次之,為20.63%,長占比16.67%,很長占比最低,為1.59%,頻率分布分散;多樣性指數(shù)為0.9911,居第三位。護(hù)穎顏色分為黃綠色、綠色和紫色3種,黃綠色占比最高,為84.13%,其次為紫色,占13.49%,黃色占比最低,為2.35%;多樣性指數(shù)為0.5047。粒色分為白色、黃色、橙色、紅色、青色、褐色和黑色7種,黃色占比最高,為84.92%,橙色、黑色和紅色占比分別為4.76%、5.56%和3.97%,褐色占比較低,為0.79%,無白色和青色分布,頻率分布分散;多樣性指數(shù)為0.6107。粳、糯性分粳性和糯性,糯性占比為72.22%,粳性占比為27.78%;多樣性指數(shù)為0.5908。

綜上所述,廣西小米種質(zhì)資源10個質(zhì)量性狀中穗形的多樣性指數(shù)最高,其次為穗松緊度和刺毛長度,而分蘗性的多樣性指數(shù)最低?？梢?廣西小米種質(zhì)資源在穗形、穗松緊度和刺毛長度等質(zhì)量性狀方面各有特點(diǎn),均表現(xiàn)出較豐富的多樣性。

2.2 廣西小米種質(zhì)資源數(shù)量性狀的變異情況和遺傳多樣性分析

由表3～4可知,廣西小米種質(zhì)資源株高的變異幅度在75.80～180.25 cm,平均為131.61 cm,變異系數(shù)14.10%,多樣性指數(shù)1.9913;株高主要集中在94.49～150.17 cm,占全部參試資源的87.30%,株高小于94.49 cm的資源有3份,占2.38%,大于150.17 cm的資源有13份,占10.32%。主莖粗的變異幅度在0.27～1.06 cm,平均0.53 cm,變異系數(shù)24.53%,多樣性指數(shù)1.9164;主莖粗主要集中在0.41～0.76 cm,占全部參試資源的82.54%,小于0.41 cm的資源有15份,占11.90%,大于0.76 cm的資源有7份,占5.56%。穗下節(jié)間長度的變異幅度在20.25～51.00 cm,平均37.35 cm,變異系數(shù)17.62%,多樣性指數(shù)2.0265;穗下節(jié)間長度主要集中在27.48～43.93 cm,占全部參試資源的80.16%。主莖節(jié)數(shù)的變異幅度在6.40～15.50個,平均10.86個,變異系數(shù)15.75%,多樣性指數(shù)2.0620。穗長的變異幅度在11.15～41.30 cm,平均27.51 cm,變異系數(shù)21.30%,多樣性指數(shù)2.0553;穗長主要集中在18.72～33.37 cm,占全部參試資源的80.16%,穗長小于18.72 cm的資源有9份,占7.14%,大于33.37 cm的資源有16份,占12.70%。主穗直徑的變異幅度在1.01～4.30 cm,平均1.89 cm,變異系數(shù)23.28%,多樣性指數(shù)1.9265;主穗直徑主要集中在1.45～2.33 cm,占全部資源的76.98%,主穗直徑小于1.43 cm的資源有15份,占11.91%,大于2.33 cm的資源有14份,占11.11%。單株草重的變異幅度在2.56～32.15 g,平均14.08 g,變異系數(shù)49.08%(在12個主要數(shù)量性狀中最高),多樣性指數(shù)1.9975;單株草重主要集中在7.16～24.41 g,占全部資源的76.98%,單株草重小于7.16 g的資源有18份,占14.29%,大于24.41 g的資源有11份,占8.73%。單穗重的變異幅度在2.54～31.42 g,平均9.63 g,變異系數(shù)43.30%,多樣性指數(shù)1.9431;單穗重主要集中在5.45～13.77 g,占全部資源的76.98%,單穗重小于5.45 g的資源有16份,占12.70%,大于13.77 g的資源有13份,占10.32%。單穗粒重的變異幅度在1.72～18.40 g,平均6.47 g,變異系數(shù)46.21%,多樣性指數(shù)1.9692;單穗粒重主要集中在3.49～10.99 g,占全部資源的79.37%,單穗粒重小于3.49 g的資源有19份,占15.07%,大于10.99 g的資源有7份,占5.56%。千粒重的變異幅度在0.63～2.27 g,平均1.37 g,變異系數(shù)18.98%,多樣性指數(shù)2.0359;千粒重主要集中在0.98～1.63 g,占全部資源的80.95%,千粒重小于0.98 g的資源有11份,占12.70%,大于1.63 g的資源有13份,占10.32%。出苗至抽穗天數(shù)的變異幅度在41～105 d,平均66.12 d,變異系數(shù)19.01%,多樣性指數(shù)2.0116;出苗至抽穗天數(shù)主要集中在47.27～78.72 d,占全部資源的80.95%,出苗至抽穗天數(shù)小于47.27 d的資源有7份,占5.56%,大于78.72 d的資源有17份,占13.49%。生育期的變異幅度在71～136 d,平均98.56 d,變異系數(shù)13.84%,多樣性指數(shù)2.0175;生育期主要集中在78.10～112.20 d,占全部資源的82.54%,生育期小于78.10 d的資源有5份,占3.97%,大于112.20 d的資源有17份,占13.49%。

表3 廣西小米種質(zhì)資源數(shù)量性狀的遺傳多樣性比較

表4 廣西小米種質(zhì)資源數(shù)量性狀的變異及多樣性指數(shù)分析結(jié)果

綜上所述,廣西小米種質(zhì)資源各數(shù)量性狀的多樣性指數(shù)均較高,平均為1.9961。綜合株高、主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、穗長、穗下節(jié)長、主穗直徑和千粒重的表現(xiàn)可看出,廣西小米種質(zhì)資源主要具有植株高大、莖稈粗壯適中、莖節(jié)數(shù)多、長穗、穗粗適中和小粒等特點(diǎn);單株草重、單穗重和單穗粒重變異系數(shù)較大,表現(xiàn)出豐富的變異,主莖粗、主穗直徑、穗長和千粒重的變異系數(shù)也較大,具有一定程度的變異,而穗下節(jié)長、主莖節(jié)數(shù)、株高和生育期的變異系數(shù)相對較小,變異程度較小?？梢?廣西小米種質(zhì)資源在株高、穗長、單穗重和千粒重等數(shù)量性狀方面各有特點(diǎn),均表現(xiàn)出較豐富的遺傳多樣性。

2.3 廣西小米種質(zhì)資源表型性狀的相關(guān)分析

由表5可知,穗下節(jié)長與主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、主穗直徑、單穗重和單穗粒重呈負(fù)相關(guān),千粒重與主莖粗、穗長、主穗直徑和單株草重呈負(fù)相關(guān),主莖節(jié)數(shù)與出苗至抽穗天數(shù)和生育期呈負(fù)相關(guān),單穗重與生育期呈負(fù)相關(guān),單穗粒重與出苗至抽穗天數(shù)和生育期呈負(fù)相關(guān),其余農(nóng)藝性狀間呈正相關(guān)。其中,單穗粒重與單穗重的相關(guān)系數(shù)(r)最大,為0.8869,二者間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01,下同);主莖粗與穗下節(jié)長的相關(guān)系數(shù)最小,為-0.0082,二者間無顯著相關(guān)性(P>0.05,下同);單穗粒重與主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、主穗長、主穗直徑、單株草重、單穗粒重和千粒重呈極顯著正相關(guān)?？梢?主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、主穗長、主穗直徑、單株草重、單穗重和千粒重7個表型性狀對小米單株產(chǎn)量(單穗粒重)影響較明顯,單株產(chǎn)量隨著主莖增粗、主莖節(jié)數(shù)增多及穗長、主穗直徑、單株草重、單穗重和千粒重的增大而增加;株高、穗下節(jié)長度和生育期對單株產(chǎn)量影響不明顯。說明提高小米產(chǎn)量或培育小米新品種應(yīng)選擇株高適中、主莖粗、節(jié)數(shù)多、長穗、大穗及單穗重和千粒重較重的材料。

表5 小米種質(zhì)資源表型性狀的相關(guān)分析

2.4 不同來源小米種質(zhì)資源的表型性狀比較

由表6可知,126份廣西小米種質(zhì)資源中有35份來源于河池市,25份來源于百色市,23份來源于桂林市,11份來源于南寧市,11份來源于來賓市,10份來源于柳州市,5份來源于玉林市,3份來源于梧州市,北海市、欽州市和崇左市各有1份,在防城港、貴港和賀州3個地級市未收集到新的小米種質(zhì)資源;梧州市小米種質(zhì)資源的平均株高最高(149.83 cm),欽州市小米種質(zhì)資源的平均株高最矮(108.20 cm);平均穗下節(jié)長以梧州市小米種質(zhì)資源最長(47.67 cm),北海市小米種質(zhì)資源最短(22.10 cm);平均主穗直徑以北海市小種質(zhì)米資源最粗(0.77 cm),欽州市小米種質(zhì)資源最細(xì)(0.41 cm);平均主莖節(jié)數(shù)以玉林市和北海市小米種質(zhì)資源最多(均為12.5節(jié)),梧州市小米種質(zhì)資源最少(9.33節(jié));平均穗長以崇左市小米種質(zhì)資源最長(31.75 cm),欽州市小米種質(zhì)資源最短(19.10 cm);平均主穗直徑以北海市小米種質(zhì)資源最粗(2.80 cm),欽州市小米種質(zhì)資源最細(xì)(1.55 cm);平均單株草重、單穗重和單株粒重最大的均為北海市小米種質(zhì)資源,分別為23.4、15.2和9.8 g,最小的均為欽州市小米種質(zhì)資源,分別為3.95、4.03和3.05 g;梧州市小米種質(zhì)資源的生育期最長(127 d),欽州市小米種質(zhì)資源的生育期最短(84 d)。可見,玉林市、北海市和南寧市小米種質(zhì)資源的綜合性狀優(yōu)于其他地市,在選育小米新品種和創(chuàng)新利用時應(yīng)優(yōu)先選擇來自南寧、玉林和北海市的小米材料。

表6 不同來源小米種質(zhì)資源的表型性狀比較

2.5 優(yōu)異地方小米種質(zhì)資源的篩選結(jié)果

綜合穗形、粒色、主莖粗、穗長、主穗直徑、單穗重、單株粒重和千粒重等主要性狀及穗長≥28.50 cm、穗粗≥2.08 cm、穗重≥12.50 g、單穗粒重≥9.50 g和千粒重≥1.50 g,以及在采集地的性狀表現(xiàn)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的認(rèn)知等多方面的比較結(jié)果,從126份廣西地方小米種質(zhì)中篩選出表型性狀表現(xiàn)優(yōu)異的6份種質(zhì)資源[GXB2017095(榮朋粘小米)、GXB2017096(榮朋糯小米)、GXB2017100(龍弟小米)、GXB2018100(小山小米)、P450225055(同練小米)和P450521003(本地黃粟)](表7)及長穗(穗長>35.00 cm)優(yōu)異種質(zhì)資源8份[P451324030(面北粟米,穗長35.20 cm)、P450325025(保林粟子,穗長39.25 cm)、P450332007(黍禾,穗長41.30 cm)、GXB2017098(愛華春黃粟,穗長38.91 cm)、GXB2019001(委樂小米,穗長36.33 cm)、GXB2019191(璃碧粟子,穗長37.70 cm)、GXB2019252(百秀小米,穗長40.80 cm)和GXB2020186(瓦江小米,穗長36.00 cm)]。

表7 表型性狀綜合表現(xiàn)優(yōu)異的小米種質(zhì)資源

3 討 論

本研究中,126份廣西小米種質(zhì)資源的穗形、粒色和平均株高與閆鋒等[19]對黑龍江省41份谷子主要農(nóng)藝性狀、李艷等[20]對全國230份谷子種質(zhì)資源重要性狀的統(tǒng)計分析結(jié)果相似,但平均穗長較長,而單穗重、單穗粒重和千粒重較小,表明小粒和長穗是廣西小米種質(zhì)資源的特色,在小米育種和生產(chǎn)上應(yīng)進(jìn)一步利用其長穗優(yōu)異資源;12個表型性狀的遺傳多樣性指數(shù)均較高(1.9164～2.0620),平均為1.9961,表明廣西小米種質(zhì)資源的性狀差異較明顯,變異性豐富;各性狀的變幅(0.27～180.25)和變異系數(shù)(49.08%～13.84%)均較高,且高于王海崗等[21]對來源于世界各地878份谷子核心種質(zhì)9個農(nóng)藝性狀和呂學(xué)高等[22]對20份粟米地方種質(zhì)資源12個農(nóng)藝性狀分析所得的變幅,遺傳多樣性指數(shù)平均值也高于甘肅省474份谷子地方種質(zhì)資源[23]。其中,單穗重和單穗粒重兩個與產(chǎn)量緊密相關(guān)性狀的變異系數(shù)分別為43.30%和46.21%,單株草重的變異系數(shù)達(dá)49.08%,說明廣西小米種質(zhì)資源具有豐富的變異和遺傳多樣性,在遺傳育種利用中具有較高價值。

任芹勇等[24]研究表明,單穗粒重與穗長、主穗直徑、千粒重、單穗重和穗松緊度呈極顯著正相關(guān),與穗毛長短呈極顯著負(fù)相關(guān)。李曉宇等[25]研究發(fā)現(xiàn),谷子的穗長、稈重、單穗重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),產(chǎn)量與生育期呈弱負(fù)相關(guān),與株高和倒伏性呈顯著負(fù)相關(guān)。袁峰等[26]研究表明,影響西北春谷區(qū)谷子單株產(chǎn)量的主要因素有生育期、單穗粒重和單穗重,其次為株高、出苗至抽穗期天數(shù)。本研究中,單穗粒重與主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、主穗長、主穗直莖、單株草重、單穗重和千粒重呈極顯著正相關(guān),與穗下節(jié)長、生育期、出苗至抽穗天數(shù)和株高相關(guān)不顯著,而單穗粒重與單穗重間的相關(guān)系數(shù)最高,達(dá)0.8869,與李會霞等[27]、賈小平等[28]對谷子主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究結(jié)果(與穗粒重相關(guān)性最高的是穗重)相似,說明這些數(shù)量性狀關(guān)聯(lián)緊密,遺傳上較復(fù)雜,育種選擇難度較大。因此,在育種工作中應(yīng)優(yōu)先選擇單穗重較重的地方小米種質(zhì)資源。

小米屬于區(qū)域性重要作物,不同生態(tài)區(qū)域種植的小米不僅在形態(tài)上具有多樣性,而且在生育期、產(chǎn)量、品質(zhì)特性及抗逆性方面也存在較大差異,在不同生態(tài)區(qū)種植同一小米種質(zhì)資源,受環(huán)境因素影響其農(nóng)藝性狀也存在明顯差異[29]。本研究結(jié)果表明,決定小米產(chǎn)量高低的單穗粒重與主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、穗長、主穗直徑、單穗重和千粒重呈極顯著正相關(guān),與穗下節(jié)長、生育期、出苗至抽穗天數(shù)和株高相關(guān)不顯著;收集于南寧市、玉林市和北海市小米種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn)較好,主莖粗、主莖節(jié)數(shù)、穗長、主穗直徑、單穗重和千粒重的平均值均高于其他地市收集的小米種質(zhì)資源,說明南寧市、玉林市和北海市是廣西小米優(yōu)異資源較富集地區(qū);小粒和長穗是廣西小米地方種質(zhì)資源的兩大特色。但由于小米在廣西是小作物,研究經(jīng)費(fèi)支持力度不夠,僅能進(jìn)行田間種植觀察鑒定,缺少品質(zhì)評價或評價樣品量不多,采集的表型數(shù)據(jù)可能存在人為傾向性,會對廣西小米種質(zhì)資源評價工作造成較大困擾,從而限制其進(jìn)一步的研究利用。今后應(yīng)繼續(xù)挖掘控制小米穗長、單穗重和粒重等性狀的優(yōu)異基因,并分析和評價小米各營養(yǎng)成分含量,為廣西小米育種和地方種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用提供更多科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 論

廣西小米地方種質(zhì)資源的穗形、穗松緊度和刺毛長度等質(zhì)量性狀及單株草重、單穗粒重、單穗重、穗長和主莖粗等數(shù)量性狀均表現(xiàn)出豐富的變異和多樣性,單穗重、穗長、千粒重、主莖節(jié)數(shù)、主莖粗和單株草重是影響單株粒重的主要性狀;榮朋粘小米、榮朋糯小米和龍弟小米等6份種質(zhì)資源綜合性狀優(yōu)異,面北粟米、保林粟子和黍禾等8份種質(zhì)資源穗長較長,均可作為廣西小米優(yōu)異種質(zhì)資源開發(fā)利用。