糜子種質(zhì)資源表型比較分析

張立媛 琦明玉 曲穎超 溫雅輝 李志光 王振普 孫宇丹 趙敏

摘要 為明確內(nèi)蒙古赤峰不同生態(tài)區(qū)糜子種質(zhì)資源的表型差異，本研究引進(jìn)特早熟區(qū)、早熟區(qū)、中熟區(qū)和晚熟區(qū)共516份糜子材料，連續(xù)兩年在赤峰地區(qū)進(jìn)行糜子種質(zhì)資源表型鑒定及比較分析。在不同年份的田間調(diào)查中，2021年生育期相對(duì)較集中的是晚熟區(qū)的糜子品種。2022年生育期相對(duì)較集中的是早熟區(qū)的糜子品種。2021年、2022年特早熟區(qū)糜子品種均表現(xiàn)植株矮、莖稈細(xì)、葉片短而細(xì)，葉片數(shù)少，遺傳多樣性整體相對(duì)較低。2021年早熟區(qū)糜子品種植株偏低，植株莖稈粗，葉片寬且長(zhǎng)，葉片數(shù)較少；2022年表現(xiàn)植株偏低，植株莖稈較細(xì)，葉片較窄，葉片數(shù)較少但葉片最長(zhǎng)。2021年中熟區(qū)糜子品種的植株最高、莖稈較粗、葉片數(shù)最多；2022年表現(xiàn)植株較高、莖稈較粗且葉片短而寬。2021年晚熟區(qū)糜子品種的植株較高、莖稈較粗；2022年表現(xiàn)植株最高、莖稈最粗且葉片數(shù)最多。各生態(tài)區(qū)糜子品種產(chǎn)量性狀的遺傳多樣性差異不大，特早熟區(qū)品種主穗重、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低；早熟區(qū)品種的主穗重、草重的遺傳多樣性相對(duì)較高；中熟區(qū)品種主穗長(zhǎng)度、草重的遺傳多樣性相對(duì)較低，千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高；晚熟區(qū)品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高；千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低。特早熟區(qū)谷子品種表型性狀遺傳多樣性整體較低；中熟區(qū)谷子品種和晚熟區(qū)谷子品種遺傳多樣性整體較高。

關(guān)鍵詞 糜子；種質(zhì)資源；農(nóng)藝性狀；熟區(qū)；遺傳多樣性

中圖分類(lèi)號(hào) S516 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2024）03-0001-07

糜子（P. miliaceum L.）因較強(qiáng)的抗性和較短的生育期被廣泛種植于干旱和半干旱地區(qū)。目前，糜子的栽培育種主要分布在北方，以甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古為主。糜子品種資源豐富，糜子入庫(kù)資源有約8 900份。不同來(lái)源的糜子品種資源形態(tài)多樣，在品質(zhì)、抗性以及產(chǎn)量性狀和生育性狀上差異也很大，形成了類(lèi)型眾多的品種資源群，為糜子新品種選育創(chuàng)造了良好的條件。因此，糜子種植區(qū)劃對(duì)糜子生產(chǎn)、育種以及引種具有重要價(jià)值。糜子是光溫敏感的作物，地理來(lái)源差異大的品種在異地不能抽穗、不能正常成熟或產(chǎn)量顯著下降是常見(jiàn)現(xiàn)象，特別是部分品種在北方條件下不能抽穗或成熟。刁現(xiàn)民等按照具體生態(tài)區(qū)型，將糜子主產(chǎn)區(qū)劃分為黃土高原生態(tài)型、高寒區(qū)生態(tài)型、東北平原生態(tài)型、華北平原生態(tài)型和內(nèi)蒙古高原生態(tài)型。赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所引進(jìn)糜子品種資源（地方品種331份，野生材料64份，育成品種43份，引進(jìn)品種78份）共計(jì)516份。本研究通過(guò)2021—2022年在內(nèi)蒙古赤峰進(jìn)行田間種植鑒定，對(duì)引進(jìn)品種表型進(jìn)行了記錄測(cè)量和比較分析，研究不同來(lái)源（不同生態(tài)型）糜子種質(zhì)資源在赤峰地區(qū)的性狀表現(xiàn)及遺傳多樣性變現(xiàn)規(guī)律，為該地區(qū)糜子生產(chǎn)、育種及資源儲(chǔ)備提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料516份（地方品種331份，野生材料64份，育成品種43份，引進(jìn)品種78份）。品種類(lèi)型包括特早熟區(qū)品種（EM）、早熟區(qū)品種（M）、中熟區(qū)品種（MM）和晚熟區(qū)品種（LM）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地為水地，土質(zhì)為砂壤土，前茬作物2021年為向日葵，2022年為玉米，土壤肥力中等。田間試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，行長(zhǎng)3 m，行距0.45 m，5行區(qū)，小區(qū)面積6.75 m，設(shè)3次重復(fù)。栽培管理同大田。

1.3 田間調(diào)查

調(diào)查項(xiàng)目有生育期、主莖長(zhǎng)、主穗長(zhǎng)、主莖粗、葉片長(zhǎng)、葉片寬和葉片數(shù)。

1.4 室內(nèi)考種

考種項(xiàng)目有單株穗重、單株穗粒重、單株草重和千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel、DPS軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期比較

2021—2022年，對(duì)516份糜黍種質(zhì)資源進(jìn)行栽培觀察，記錄種質(zhì)資源材料的農(nóng)藝性狀和遺傳多樣性指數(shù)（表1—2）。比較不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期指標(biāo)。

對(duì)2021年糜子品種生育期進(jìn)行比較可知，特早熟區(qū)糜子品種生育期平均值為（77.09±1.751）d，早熟區(qū)品種平均值為（93.18±1.505）d，中熟區(qū)品種平均值為（104.34±3.126）d，晚熟區(qū)品種平均值為（114.39±2.168）d，不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；遺傳多樣性指數(shù)方面，晚熟區(qū)糜子品種的遺傳多樣性指數(shù)最低，為0.742 9，早熟區(qū)糜子品種的遺傳多樣性指數(shù)最高，為0.828 9，即生育期相對(duì)較集中的是晚熟區(qū)糜子品種，而相對(duì)較分散的是早熟區(qū)糜子品種。

對(duì)2022年糜子品種生育期進(jìn)行比較可知，特早熟區(qū)糜子品種生育期平均值為（82.35±1.790）d，早熟區(qū)品種平均值為（93.28±1.729）d，中熟區(qū)品種平均值為（104.92±1.634）d，晚熟區(qū)糜子品種平均值為（113.46±2.347）d，不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；在遺傳多樣性指數(shù)方面，早熟區(qū)糜子品種遺傳多樣性指數(shù)最低，為0.778 5，晚熟區(qū)糜子品種的遺傳多樣性指數(shù)最高，為0.836 3，即生育期相對(duì)較集中的是早熟區(qū)糜子品種，而相對(duì)較分散的是晚熟區(qū)糜子品種。

2.2 不同生態(tài)區(qū)糜子品種的農(nóng)藝性狀差異

分析2021年（表1）田間調(diào)查中參試品種農(nóng)藝性狀差異可知，各生態(tài)區(qū)糜子品種間只有主莖長(zhǎng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。從主莖直徑、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度和葉片數(shù)看，特早熟品種與其他熟區(qū)品種之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而其他3個(gè)熟區(qū)品種之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。中熟區(qū)糜子品種主莖最長(zhǎng)、葉片數(shù)最多；特早熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度最短且葉片數(shù)最少；早熟區(qū)糜子品種主莖直徑最粗、葉片最長(zhǎng)、葉片最寬；特早熟區(qū)糜子品種主莖直徑最細(xì)、葉片最短且葉片最窄。各生態(tài)區(qū)糜子品種農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性差異不大，特早熟區(qū)糜子品種葉片長(zhǎng)、葉片寬和葉片數(shù)的遺傳多樣性相對(duì)較低；中熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、主莖直徑和葉片長(zhǎng)的遺傳多樣性相對(duì)較高；晚熟區(qū)糜子品種葉片寬和葉片數(shù)的遺傳多樣性相對(duì)較高，主莖長(zhǎng)度、主莖直徑的遺傳多樣性相對(duì)較低。由表1可知，特早熟區(qū)糜子品種的植株矮、莖稈細(xì)（主莖直徑細(xì)）且葉片短而細(xì)，葉片數(shù)少，遺傳多樣性整體相對(duì)較低；早熟區(qū)糜子品種的植株偏矮，植株莖稈粗，葉片寬且長(zhǎng)，葉片數(shù)較少；中熟區(qū)糜子品種的植株最高、莖稈較粗且葉片數(shù)最多；晚熟區(qū)糜子品種的植株較高、莖稈較粗。

分析2022年（表2）田間調(diào)查中參試品種農(nóng)藝性狀差異可知，各生態(tài)區(qū)糜子品種間只有主莖長(zhǎng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；主莖直徑之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；葉片長(zhǎng)度中除晚熟區(qū)糜子品種外，特早熟區(qū)、早熟區(qū)和中熟區(qū)糜子品種之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），晚熟區(qū)與特早熟區(qū)糜子品種之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），晚熟區(qū)與早熟區(qū)、中熟區(qū)糜子品種無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；特早熟區(qū)與其他熟區(qū)糜子品種間葉片寬度和葉片數(shù)有差異，而其他3個(gè)熟區(qū)品種之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。特早熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)和葉片寬的數(shù)值都表現(xiàn)為最低，遺傳多樣性相對(duì)較低；早熟區(qū)糜子品種葉片最長(zhǎng)；中熟區(qū)糜子品種葉片寬度最寬；晚熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度最長(zhǎng)，主莖直徑最粗，葉片數(shù)最多。各生態(tài)區(qū)糜子品種農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性差異不大，特早熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)和葉片寬的遺傳多樣性相對(duì)較低；早熟區(qū)糜子品種主莖直徑和葉片長(zhǎng)的遺傳多樣性相對(duì)較高，葉片數(shù)的遺傳多樣性最低；中熟區(qū)糜子品種葉片數(shù)的遺傳多樣性最高；晚熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、葉片寬的遺傳多樣性最高，主莖直徑的遺傳多樣性最低。由表2可知，特早熟區(qū)糜子品種的植株矮、莖稈細(xì)（主莖直徑細(xì)）且葉片短而細(xì)，葉片數(shù)少，遺傳多樣性整體相對(duì)較低；早熟區(qū)糜子品種的植株偏矮，植株莖稈較細(xì)，葉片較窄，葉片數(shù)較少但葉片最長(zhǎng)；中熟區(qū)糜子品種的植株較高、莖稈較粗且葉片較短最寬；晚熟區(qū)糜子品種的植株最高、莖稈最粗（主莖直徑最粗）且葉片數(shù)最多。

2.3 不同生態(tài)區(qū)糜子品種的產(chǎn)量性狀差異

參試品種的產(chǎn)量性狀及其遺傳多樣性指數(shù)如表3—4。以比較不同生態(tài)區(qū)糜子品種的產(chǎn)量性狀差異。

分析2021年田間調(diào)查中參試品種的產(chǎn)量性狀差異（表3）可知，特早熟區(qū)與其他熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），與其他熟區(qū)相比，特早熟區(qū)糜子品種主穗最短，主穗重、主穗粒重和草重千粒重均最低；早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗重和千粒重最高；早熟區(qū)和晚熟區(qū)糜子品種的草重較高。各生態(tài)區(qū)糜子品種產(chǎn)量性狀的遺傳多樣性差異不大，特早熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重和千粒重的遺傳多樣性最低；早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性最高；中熟區(qū)糜子品種主穗重、草重的遺傳多樣性最高，主穗粒重的遺傳多樣性最低；晚熟區(qū)糜子品種主穗重的遺傳多樣性最低，晚熟區(qū)千粒重的遺傳多樣性最高。

分析2022年田間調(diào)查中參試品種的產(chǎn)量性狀差異（表4）可知，特早熟區(qū)糜子品種的草重與其他熟區(qū)相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其他產(chǎn)量性狀之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，特早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗重、主穗粒重和草重較其他熟區(qū)低；早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重和千粒重較其他熟區(qū)高；中熟區(qū)糜子品種的主穗重較其他熟區(qū)的數(shù)值高；晚熟區(qū)糜子品種的草重最高而千粒重最低。各生態(tài)區(qū)糜子品種產(chǎn)量性狀的遺傳多樣性差異不大，特早熟區(qū)糜子品種主穗重、主穗粒重的遺傳多樣性最低；早熟區(qū)糜子品種的主穗重、草重的遺傳多樣性最高；中熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重的遺傳多樣性最低，千粒重的遺傳多樣性最高；晚熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性最高；千粒重的遺傳多樣性最低。

3 結(jié)論與討論

不同年份種植的糜子品種生育期整體表現(xiàn)不同，糜子是光溫敏感性較強(qiáng)的作物，不同生態(tài)條件下熟期表現(xiàn)差異較大，因此在糜子生產(chǎn)中要重視品種的區(qū)域適應(yīng)性鑒定，謹(jǐn)慎選擇種植區(qū)域范圍。

在農(nóng)藝性狀方面，特早熟區(qū)和早熟糜子品種在不同年份下整體表現(xiàn)較為一致；早熟區(qū)糜子品種在不同年份田間調(diào)查中植株均表現(xiàn)偏低，2021年田間調(diào)查中植株莖稈粗，葉片寬且長(zhǎng)，葉片數(shù)較少，2022年田間調(diào)查中株莖稈較細(xì)，葉片較窄，葉片數(shù)較少但葉片最長(zhǎng)。中熟區(qū)糜子品種不同年份田間調(diào)查中均表現(xiàn)出植株高、莖稈較粗，但2021年田間調(diào)查中葉片數(shù)最多，2022年田間調(diào)查中葉片短而寬。晚熟區(qū)糜子品種在不同年份田間調(diào)查中植株均表現(xiàn)植株較高、莖稈較粗。由此可以看出，糜子的光溫敏感性在主要農(nóng)藝性狀上也有表現(xiàn)，特早熟和早熟區(qū)糜子品種相對(duì)于中熟和晚熟糜子品種光溫敏感性較低，主要原因可能是其適宜種植區(qū)域范圍窄，針對(duì)性較強(qiáng)，而中熟和晚熟品種需要較為寬泛的適應(yīng)區(qū)域，表現(xiàn)出較高敏感性。

在產(chǎn)量性狀方面，2021年田間調(diào)查中特早熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重和千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低，2022年田間調(diào)查中特早熟區(qū)糜子品種主穗重、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低；2021田間調(diào)查中年早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高，2022年田間調(diào)查中早熟區(qū)糜子品種的主穗重、草重的遺傳多樣性相對(duì)較高；2021年田間調(diào)查中中熟區(qū)糜子品種主穗重、草重的遺傳多樣性相對(duì)較高，而主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低，2022年田間調(diào)查中中熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重的遺傳多樣性相對(duì)較低，千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高；2021年田間調(diào)查中晚熟區(qū)糜子品種主穗重的遺傳多樣性相對(duì)較低；千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高。2022年田間調(diào)查中晚熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高；千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低。由此看出，不同糜子品種產(chǎn)量性狀差異較大。

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（責(zé)編：張 蓓）

基金項(xiàng)目 內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2021QNJJNO5）；內(nèi)蒙古雜糧雜豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新推廣體系；國(guó)家谷子高粱產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-06-14.5-B12）。

作者簡(jiǎn)介 張立媛（1985—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，副研究員，從事谷子糜子新品種選育。

收稿日期 2023-12-13