中國高粱品質性狀的區域性差異

衛永太 張鑌 張桂香

摘 要：選用8個生態區的2 045份中國高粱種質資源， 以中國高粱品種資源目錄和中國高粱品種資源目錄（一九八二—— 一九八九續編） 記載粗蛋白、賴氨酸和單寧3個品質性狀數據進行分析。結果表明，高粱粗蛋白含量在9.59%～12.84%之間，平均含量11.39%，以華中地區含量最低而臺港澳地區最高 ；賴氨酸含量在2.14%～3.11%之間，平均含量2.74%，以華南地區最低和華中地區最高；單寧含量在0.07%～1.13%之間，平均含量 0.74%，西北地區最低而華南地區最高。

關鍵詞：中國高粱；品質性狀；區域性

中圖分類號：S514 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.11.031

Abstract： The 2 045 sorghum germplasm from eight ecological regions in China were analyzed for crude protein，lysine，tannin contents by recorded data from “Chinese Sorghum Variety Resources Directory and Chinese Sorghum Variety Resources Directory （1982-1989 sequel）”. The results showed that crude protein content ranged from 9.59% to 12.84% with a mean value of 11.39%，the lowest in Central China and the highest in HongKong，Macao and Taiwan. The lysine content ranged from 2.14% to 3.11% with a mean value of 2.74%，the lowest in South China and the highest in Central China. The tannin content ranged from 0.07% to 1.13% with a mean value of 0.74%，the lowest in Northwest China and the highest in South China.

Key words： Chinese sorghum；quality traits；regional

中國高粱的種植歷史悠久，種植區域廣泛。在長期栽培過程中，由于不同種植區域的生態條件懸殊，加上自然和人工選擇，形成了中國高粱豐富多樣的品種類型，不論是農藝、品質或是抗性性狀都具有豐富的多樣性。有研究報道，高粱的抗旱性具有明顯的區域性差異[1]。國外高粱種質資源高粱絲黑穗病抗源異常豐富，抗性基因多[2]，也具有明顯的區域性差異。在高粱品質的研究方面，認為高粱籽粒中蛋白質、賴氨酸和單寧等含量與地理位置有一定關系[3-4]。本研究采用8個生態區的2 045份高粱材料的品質性狀數據進行分析，以明確各個生態區不同品質性狀的區域性表現，為高粱品種資源的鑒定評價及創新改良提供參考。

1 材料和方法

選用8個生態區的2 045份中國高粱種質資源為試驗材料， 采用中國高粱品種資源目錄[5] 和中國高粱品種資源目錄（一九八二—一九八九續編）[6]記載粗蛋白、賴氨酸和單寧3個品質性狀數據，進行不同生態區高粱品質性狀的差異性分析。

2 結果與分析

2.1 高粱品種品質性狀區域性表現

參試材料的蛋白質、賴氨酸和單寧平均含量列入表1。從表1中可以看出，不同地區參試材料粗蛋白平均含量在9.59%～12.84%之間，平均含量11.39%，以華中地區含量最低而臺港澳地區最高，與張桂香等[7]報道的130份地方品種、育成品種和國外引進材料的蛋白質平均含量10.57%基本接近，沒有大的變化。賴氨酸含量在2.14%～3.11%之間，平均含量2.74%，以華南地區最低和華中地區最高。單寧含量在0.07%～1.13%之間，平均含量0.74%，西北地區最低而華南地區最高。

2.2 不同生態區品種品質性狀差異性分析

表2中列入了8個地區蛋白質、賴氨酸和單寧含量的變異情況。

從表2可以看出，供試材料3個品質性狀的變異系數在10.0%～166.0%之間，籽粒粗蛋白含量的變異最小，變異系數在10.0%～15.5%之間，遺傳較穩定，相對而言，進行優質資源篩選的潛力較小。賴氨酸變異系數在30.5%～40.6%之間，變異系數較大。籽粒單寧含量的變異系數最大，在33.9%～166.0%之間，具有豐富的遺傳多樣性，說明個體間的差異很大，便于資源的鑒別評價和篩選利用。

2.3 性狀間的相關分析

對籽粒中粗蛋白、賴氨酸和單寧含量之間的關系進行相關分析，結果見表3。分析結果表明，粗蛋白與賴氨酸的相關系數為-0.74，達到了極顯著負相關，蛋白質、賴氨酸與單寧的相關系數分別為-0.19和-0.08，為不顯著負相關，也就是說，蛋白質含量愈高，賴氨酸含量就呈現出愈低的趨勢。

2.4 優良品質資源分布

從參試材料籽粒粗蛋白、賴氨酸和單寧含量的變異系數來看，不同生態區之間有明顯差異，表明品質性狀具有生態差異性，這取決于不同地區氣候條件、自然種植、人工選擇和人們長期的利用習慣。粗蛋白的變異系數華北、西南地區較大，分別為14.2%和15.5%，從這兩個地區選擇粗蛋白含量較高的材料可能性大，賴氨酸變異系數華南、西南地區較大，也有較大可能篩選到高賴氨酸的材料，單寧在不同類型高粱籽粒中的含量差異最為顯著，華北、西北地區變異系數最大，達到73.1%和166.0%，在這兩個地區可以選擇到單寧含量高的材料。

3 結論與討論

有研究認為，蛋白質與其他經濟性狀多為負相關，蛋白質與蛋白質中的賴氨酸呈負相關[8]。本研究中進行的相關分析也印證了這一點。相關分析中粗蛋白與賴氨酸的相關系數為-0.74，達到了極顯著負相關，粗蛋白與單寧、賴氨酸與單寧的相關系數分別為-0.19和-0.08，為不顯著負相關，華中地區粗蛋白含量為9.59%，是所有地區中含量最低的，而賴氨酸含量在3.11%，是所有地區中含量最高的。臺港澳地區材料粗蛋白含量12.84%，是本試驗中的最高值，賴氨酸含量接近最低值，為2.63%。一般來說，提高蛋白質含量的改良措施，可能導致賴氨酸比率下降的不良后果。這也說明，在高粱研究和種植的不同時期不同類型材料蛋白質平均含量基本接近的原因，就是在長期的育種工作中人們不可能只注重高蛋白材料的選擇而忽視高蛋白帶來的賴氨酸比率降低的后果。

性狀的區域性差異，可以為目標性狀的篩選提供可靠的依據，但性狀的遺傳表達還要依賴環境的作用。高粱籽粒粗蛋白、賴氨酸、單寧含量是影響高粱品質的重要因素，研究表明，高粱的這些品質指標受基因型和環境條件的雙重影響。有的性狀以基因型×環境效應為主，如粗蛋白含量；有的則以基因效應為主要因素，如單寧籽粒含量[9] 。因此，在今后高粱資源的鑒定篩選中應考慮這些性狀的基因型、環境和互作效應，以提高選育效果。

由于高粱類型多，分布地域廣泛，利用方式多種多樣，因此，其性狀的遺傳變異度很大，從農藝性狀方面來說，株高從30 cm到650 cm，千粒質量從6 g到85 g[11]。品質性狀也有較大差異，高粱籽粒蛋白質含量的變幅為4.4%～21.1%之間，賴氨酸含量的變異幅度也較大，最高為0.43%，最低為0.07%，單寧含量也有較大的變幅，多數在0.027%～1.96%之間[10]。從材料的抗性方面來說，中國高粱品種資源中也有較多的抗冷材料和較強的抗冷性[6]。目前生產上需要各種用途的專用品種和雜交種，如食用、飼用、釀造用和糖用、能源用的高粱類型等，對抗旱耐冷材料的研究和利用也日益重視，對中國高粱進行品質改良和種質創新，將對高粱產業的發展起到推動作用。

參考文獻：

[1]王淑華，段維生，魏守恩.高粱品種間抗旱性研究初報[J].遼寧農業科學，1981（1）：14-17.

[2]何富剛， 徐秀德. 國外高粱種質資源抗高粱蚜、玉米螟、黑穗病鑒定與評價研究[J]. 園藝與種苗， 1996（1）：47-53.

[3]王志廣，趙穎華.中國高粱種質資源品質性狀的鑒定與分析[J].遼寧農業科學，1982（1）：13-17.

[4]劉銘三，劉樹琴，王意春，等.東北地區部分高粱品種蛋白質、賴氨酸和單寧含量的分析[J].遼寧農業科學，1979（1）：21-26.

[5]中國農業科學院作物品種資源研究所.中國高粱品種資源目錄[M].北京：農業出版社，1984：2-407.

[6]中國農業科學院作物品種資源研究所.中國高粱品種資源目錄（一九八二—一九八九續編） [M].北京：農業出版社，1992：2-143.

[7] 張桂香，史紅梅，李愛軍.高粱高淀粉基礎材料的篩選及評價[J].作物雜志，2009（1）：97-99.

[8]盧慶善.高粱學[M].北京：中國農業出版社，1999：225-230.

[9]張桂香，史紅梅，張海燕.高粱主要品質性狀的基因型與環境及互作效應分析[J].中國農學通報，2010，26（5）：68-71.

[10]盧慶善，孫毅.雜交高粱遺傳改良[M].北京：中國農業科學技術出版社，2005：335-379.

[11]陳艷麗，田承華，田懷東.國內外高粱種質資源形態性狀與農藝性狀的多樣性分析[J].山西農業科學，2015，43（4）：378-382.