高粱主要穗部性狀遺傳分析

于澎湃 盧華雨 譚燕

摘要 ? ?以粒用高粱美引-20和忻粱52雜交所構(gòu)建的F2群體為材料，利用主-多基因遺傳分析對(duì)群體的籽粒脫水速率、單株產(chǎn)量、穗重進(jìn)行遺傳分析，以為適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)育種工作提供理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明，籽粒成熟后脫水速率和單株產(chǎn)量遺傳規(guī)律符合B_1模型，即加性-顯性-上位性混合遺傳模型，遺傳率分別為53.48%、66.18%;穗重遺傳規(guī)律符合B_2模型，即加性-顯性混合遺傳模型，主基因遺傳率為52.79%。

關(guān)鍵詞 ? ?高粱;遺傳性狀;穗部性狀;遺傳規(guī)律

中圖分類號(hào) ? ?S514 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）04-0006-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

高粱是世界上第五大谷類作物，具有抗逆性強(qiáng)、光合效率高、抗旱、抗?jié)场⒛望}堿、耐瘠薄、耐高溫寒冷及用途廣泛的特點(diǎn)，在生長(zhǎng)環(huán)境惡劣的農(nóng)田也能獲得相對(duì)高產(chǎn)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有特殊的位置[1]。高粱收獲過(guò)早，會(huì)使籽粒容易發(fā)霉，穩(wěn)定性差，易破碎，影響品質(zhì)[3];收獲過(guò)晚，又會(huì)影響農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國(guó)高粱生產(chǎn)中機(jī)械化利用率很低，大大制約了高粱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]，而籽粒脫水速率直接決定高粱生產(chǎn)機(jī)械化質(zhì)量。本研究通過(guò)對(duì)籽粒脫水速率、單株產(chǎn)量、穗重?cái)?shù)量等進(jìn)行遺傳分析，以期為高梁機(jī)械化收獲育種提供參考。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?材料來(lái)源

試驗(yàn)選用粒用高粱忻粱52和美引-20為親本，在海南省樂(lè)東黎族自治縣利國(guó)鎮(zhèn)官村種植基地（東經(jīng)109°10′12″，北緯18°45′00″）種植，收獲430株F2群體。所用親本由天津農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室提供，其中美引-20從美國(guó)普渡大學(xué)引進(jìn)。

1.2 ? ?田間性狀調(diào)查方法

籽粒成熟后測(cè)量單株產(chǎn)量及穗重。

籽粒脫水速率測(cè)定：參照金 ?益等、王振華等的方法，依據(jù)籽粒特點(diǎn)進(jìn)行改動(dòng)。在籽粒成熟后，第1天剪取每株的1/3穗，稱百粒重，記為W1，103 ℃烘干1 h，稱取百粒重，記為W2，則第1天含水率為（W1-W2）/W1×100。10 d后用同樣的方法稱取百粒重W3、烘干后的百粒重W4，則10 d后的含水率為（W3-W4）/W3×100。

籽粒脫水速率（%）=[（W1×W4-W2×W3）/10×W1×W3]×100。

1.3 ? ?數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010和SPSS Statisyics 19.0進(jìn)行處理;利用王建康和蓋鈞鎰[4]提出的植物數(shù)量性狀的分離方法——主-多基因遺傳分析對(duì)F2代群體進(jìn)行分析，分析得到該性狀的11個(gè)遺傳模型及對(duì)應(yīng)的AIC值等其他數(shù)據(jù)，通過(guò)分析結(jié)果選出AIC值最小的4個(gè)模型作為備選模型，通過(guò)適合性檢驗(yàn)最適遺傳模型，根據(jù)章元明和蓋鈞鎰的IECM算法，計(jì)算一階遺傳參數(shù)、二階遺傳參數(shù)，通過(guò)計(jì)算得出主基因遺傳率。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?表型數(shù)據(jù)分析

由表型數(shù)據(jù)（表1）可以看出，籽粒成熟后脫水速率、單株產(chǎn)量及穗重呈單峰分布，符合數(shù)量遺傳特點(diǎn)，說(shuō)明有主基因控制此性狀。

2.2 ? ?籽粒脫水速率遺傳模型選擇

根據(jù)主-多基因遺傳分析法，利用F2世代分析軟件計(jì)算籽粒脫水速率、單株產(chǎn)量、穗重每個(gè)模型的極大似然值和AIC值（表2），根據(jù)AIC值最小原則選取AIC值最小的4個(gè)模型作為備選模型。

2.3 ? ?籽粒脫水速率遺傳模型的遺傳參數(shù)估計(jì)

利用已選的最適遺傳模型，結(jié)合IECM算法，對(duì)F2代群體進(jìn)行脫水速率、單株產(chǎn)量的遺傳參數(shù)估計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表3，確定B_1模型為脫水速率、單株產(chǎn)量的最適遺傳模型，B_2模型為穗重的最適遺傳模型。

3 ? ?結(jié)論與討論

本試驗(yàn)對(duì)高粱籽粒脫水速率、單株產(chǎn)量、穗重進(jìn)行數(shù)量遺傳分析，結(jié)果顯示，高粱成熟后籽粒脫水速率、單株產(chǎn)量的最適模型為B_1模型，由2對(duì)主基因控制，符合加性-顯性-上位性混合遺傳模型，主基因遺傳率分別為53.48%、66.18%，說(shuō)明籽粒成熟后脫水速率、單株產(chǎn)量受環(huán)境影響較小，能在后代中穩(wěn)定遺傳。高粱穗重最適模型為B_2模型，由2對(duì)主基因控制，符合加性-顯性混合遺傳模型，主基因遺傳率為52.79%，說(shuō)明穗重受環(huán)境影響較小，能在后代中穩(wěn)定遺傳[5-6]。

高粱籽粒成熟后脫水速率測(cè)量過(guò)程中取樣難，取樣量大，加之目前還沒(méi)有專業(yè)測(cè)量脫水速率的儀器，試驗(yàn)結(jié)果受環(huán)境因素影響較大，在以后的研究中還需完善測(cè)量方法。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 高士杰，王陽(yáng)，李繼宏，等.中國(guó)粒用雜交高粱研究現(xiàn)狀[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，34（3）：8-11.

[2] 杜志宏，平俊愛(ài)，呂鑫，等.高粱機(jī)械化種植品種選擇及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（綜合版），2017，37（23）：52-54.

[3] 宋俊喬，盧道文，張瑩瑩，等.玉米機(jī)械脫粒籽粒含水量與破碎率的相關(guān)研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，22（2）：27-31.

[4] 蓋鈞鎰.數(shù)量性狀遺傳體系的分析分離方法研究[J].遺傳，2005，27（1）：130-136.

[5] 白曉倩，于澎湃，李延玲，等.粒用高粱F2群體農(nóng)藝性狀數(shù)量遺傳分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2019，34（1）：107-114.

[6] 李延玲，白曉倩，于澎湃，等.高粱株型性狀數(shù)量遺傳分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2018，33（1）：143-149.