矮稈糯小麥F1代株高及構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析

歐俊梅　王治斌　何員江等

摘要以矮稈糯小麥F1代為材料，探討株高及各節(jié)間長度、株高構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系。結(jié)果表明，株高與穗下節(jié)長、倒2節(jié)間長、倒3節(jié)間長、千粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)；穗下節(jié)長與每穗粒數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，與單株粒重達0.01水平顯著正相關(guān)；倒2、倒3、倒4節(jié)間長與千粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)。IL與每穗粒數(shù)、單株粒重均呈正相關(guān)；I1、I2分別與每穗粒數(shù)和單株穗數(shù)、單株粒重呈正相關(guān)；I1、I2、IL與小麥高產(chǎn)關(guān)系密切，可作為小麥高產(chǎn)育種的重要篩選指標(biāo)。

關(guān)鍵詞糯小麥； 節(jié)間長度； 株高構(gòu)成指數(shù)；產(chǎn)量

中圖分類號S512文獻標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2015）07-058-03

小麥的葉片、莖稈是小麥進行光合作用的重要器官。株高、節(jié)間長度、粗度和充實度決定莖稈干物質(zhì)的積累、貯藏能力和抗倒能力，是小麥高產(chǎn)的重要株型指標(biāo)[1-3]。許多研究表明，小麥株型尤其是冠層結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量密切相關(guān)。魏燮中等[4]

曾提出小麥株高構(gòu)成指數(shù)（I）概念，認(rèn)為I值的遺傳力較高，且與產(chǎn)量密切相關(guān)。四川盆地小麥植株普遍生長繁茂，糯小麥存在植株偏高的缺點，抗倒伏力較弱[5-6]，嚴(yán)重制約糯小麥產(chǎn)量的進一步提高，因而糯小麥的矮化育種越來越受到育種家的重視。結(jié)合高產(chǎn)育種，筆者選用四川省綿陽市農(nóng)科院新創(chuàng)制的矮稈糯小麥材料和推廣高產(chǎn)小麥為親本，對F1代的株高、節(jié)間長度及構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量性狀的相關(guān)關(guān)系進行研究，分析預(yù)測小麥高產(chǎn)類型莖稈性狀的理論指標(biāo)，并以此作為早代選擇的尺度，以期為糯小麥的高產(chǎn)育種和栽培提供一定的依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗設(shè)計

試驗在四川省綿陽市農(nóng)科所試驗田進行。2010年選用所選育的具有不同遺傳背景的抗條銹矮稈糯小麥材料為母本，編號為p1、p2、p3、p4，以株型各不相同的高產(chǎn)推廣品種川麥53、川麥42、綿麥46、川麥51等4個材料為父本，采用不完全雙列雜交組配16個組合。2010年秋季將雜種F1及其親本在試驗地田間隨機排列，3次重復(fù)，單行區(qū)，行長2.00 m，行距0.26 m，株距0.1 m。

1.2各節(jié)間長度及其構(gòu)成指數(shù)的測定

小麥成熟時，每行收獲10株作為供試材料。測量株高、各節(jié)間長度、穗長。各節(jié)間長度自上而下的節(jié)位依次是穗下節(jié)長、倒2節(jié)間長、倒3節(jié)間長、倒4節(jié)間長、倒5節(jié)間長。同時，計算節(jié)間構(gòu)成指數(shù)。

小麥株高構(gòu)成指數(shù)采用魏燮中提出的定義。其數(shù)值為任一節(jié)間長度與該節(jié)間加下一節(jié)間長度之和的比值（In，節(jié)間構(gòu)成指數(shù)）或穗下節(jié)間和倒二節(jié)間長度之和與株高的比值（IL，株高構(gòu)成指數(shù)）。

In =Ln/（Ln+Ln+1）

IL=（L1+L2）/L

式中，L為株高； Ln為第n節(jié)間長度；n為自上而下的節(jié)位，穗下節(jié)間為1，依次類推。

1.3產(chǎn)量各性狀的測定

在小麥成熟時，每行收獲10株，進行測定室內(nèi)考種、計產(chǎn)。調(diào)查結(jié)實小穗數(shù)、單株成穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重和單株粒重等產(chǎn)量性狀。數(shù)據(jù)以小區(qū)平均值進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1雜種F1 與親本的株高表現(xiàn)

由表1可知，4個矮稈糯小麥材料與川麥53、川麥42、綿麥46、川麥51等4個高產(chǎn)推廣品種的雜種F1代株高均比高稈親本矮， 株高的降低范圍在1.4～26.6 cm，平均降低15.82 cm， 其中組合p4/川麥51的F1株高降低最大，比親本川麥51矮26.6 cm；16個組合F1代株高與高稈親本相比，降稈幅度在1.6%～27.5%之間，平均降幅為16.8%，以組合p3/川麥42的F1株高降稈幅度最大，達27.5%。 4個矮稈親本的平均降稈幅度分別是12.6%、18.9%、20.2%、15.4%，說明4個矮稈糯小麥親本均具有明顯的降低株高的作用。以親本p3平均降稈幅度最大，p1平均降稈幅度最小。

2.2F1代株高及各節(jié)間長度與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性

在試驗條件下，F(xiàn)1代株高變化在64.58～89.05 cm之間，穗下節(jié)長為21.33～36.25 cm，倒2節(jié)間長在12.4～20.70 cm之間，倒3節(jié)間長為7.04～12.97 cm，倒4節(jié)間長為2.63～7.48 cm，倒5節(jié)間長為0.5～2.86 cm，組合間差異達顯著水平。

表2表明，株高與穗下節(jié)長、倒2節(jié)間長、倒3節(jié)間長、千粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)，并且與穗下節(jié)長、倒2節(jié)間長相關(guān)系數(shù)最大，說明株高與此二性狀關(guān)系密切。此外，穗下節(jié)長與倒2 節(jié)、倒2 節(jié)與倒3 節(jié)、倒3 節(jié)與倒4 節(jié)之間也存在顯著或極顯著的正相關(guān)。穗下節(jié)長與每穗粒數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，與單株粒重達0.01水平顯著正相關(guān)；倒2節(jié)間長、倒3節(jié)間長、倒4節(jié)間長與千粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)；倒4節(jié)間長與每穗粒數(shù)、單株粒重呈0.05水平顯著負相關(guān)；倒5節(jié)間長與單株穗數(shù)、每穗粒數(shù)、單株粒重呈0.05水平顯著負相關(guān)。因此，在小麥高產(chǎn)育種中，應(yīng)選擇株型偏矮，但穗下節(jié)長相對較長，倒4、倒5節(jié)間長相對較短而堅實作為早代選育目標(biāo)。

2.3F1代株高及各節(jié)間構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性

由表3可知，I1與每穗粒數(shù)呈0.05水平顯著正相關(guān)；I2與單株穗數(shù)、單株粒重分別呈0.01水平顯著相關(guān)或0.05水平顯著正相關(guān)；I3與單株穗數(shù)呈0.01水平顯著正相關(guān)，和千粒重呈0.05水平顯著負相關(guān)；I4與單株穗數(shù)呈0.05水平顯著正相關(guān)；IL與每穗粒數(shù)、單株粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)。由此可知，I1、I2、IL與小麥高產(chǎn)關(guān)系密切，I3、I4對產(chǎn)量的貢獻不大，卻大大降低了千粒重。這正說明穗頸與其緊鄰節(jié)間的I 值是產(chǎn)量潛力的一個重要標(biāo)志。因此，在糯小麥矮化育種的早代選擇中，在適當(dāng)矮化的基礎(chǔ)上具有較高的I值可作為一個重要的基本指標(biāo)。

3討論

研究表明，16個組合的F1株高均比高稈親本矮，株高的降低范圍在1.4～26.6 cm之間，降稈幅度在1.6%～27.5%之間，平均降幅為16.8%。這說明4個矮稈糯小麥親本均具有明顯的降低株高的作用。以親本p3平均降稈幅度最大，p1平均降稈幅度最小。因此，在今后的糯小麥矮稈株型育種中，選用這幾個新創(chuàng)制的矮稈糯小麥材料為親本，可以有效地降低株高，從后代分離群體中選育出偏矮稈類型的糯小麥。

前人關(guān)于小麥株高及其構(gòu)成與產(chǎn)量的遺傳和相關(guān)性進行了很多研究。吳同彥等[7]認(rèn)為，穗莖節(jié)長與穗粒數(shù)呈0.05水平顯著正相關(guān)，基部四節(jié)長與單穗重呈0.05水平顯著正相關(guān)；賈繼增[8]研究認(rèn)為，穗下節(jié)長對粒重的影響為正值；趙萬春等[9]研究表明，株高與第1 、第2 、第3 節(jié)長和穗長均呈0.01水平顯著正相關(guān)；朱新開等[10]認(rèn)為，穗粒數(shù)與株高呈0.05水平顯著負相關(guān)，與穗下節(jié)長度呈正相關(guān)。該研究表明，16個組合F1代株高變化在64.58～89.05 cm范圍內(nèi)，株高與穗下節(jié)長、倒2節(jié)間長、倒3節(jié)間長、千粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)；穗下節(jié)長與每穗粒數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，與單株粒重達0.01水平顯著正相關(guān)；倒2、倒3、倒4節(jié)間長與千粒重呈0.05水平顯著正相關(guān)。

該試驗對株高及各節(jié)間構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性研究結(jié)果表明，株高及各節(jié)間構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量密切相關(guān)，IL與每穗粒數(shù)、單株粒重均呈正相關(guān)；I1、I2分別與每穗粒數(shù)和單株穗數(shù)、單株粒重呈正相關(guān)；I3與單株穗數(shù)呈0.01水平顯著正相關(guān)，和千粒重呈0.05水平顯著負相關(guān)；I4與單株穗數(shù)呈0.05水平顯著正相關(guān)。I值對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響基本一致，性狀比較穩(wěn)定，以IL、I1、I2更為明顯，說明I值充分體現(xiàn)小麥的頂端優(yōu)勢，是產(chǎn)量潛力的一個重要標(biāo)志。魏燮中等[11]認(rèn)為，I 值高，說明下部莖節(jié)短，葉著生部位低，重心下降，有利抗倒；同時，I值高則說明穗頸節(jié)長，旗葉節(jié)以上的光合面積大，有利于提供籽粒以充足的營養(yǎng)。從群體的角度來考慮，欲增加冠層光能利用率，必須使冠層內(nèi)部光線均勻分布，各葉片都能均衡受光，I值高，則冠層上部葉片間距相對稀疏，便于光線進入冠層。下部葉片相對緊湊，有利于對漏射光的截取，I值遺傳力較高，而且性狀穩(wěn)定。因此，在高產(chǎn)育種中，從早代進行選擇是有效的。

在今后的糯小麥株型育種中，由于穗下節(jié)長對株高構(gòu)成因素的貢獻最大，其次為倒2節(jié)長，因此通過嚴(yán)格選擇穗下節(jié)及倒2節(jié)的長短，可以有效地控制植株的高度。IL、I1、I2與產(chǎn)量各性狀密切相關(guān)，I值遺傳力較高，而且性狀穩(wěn)定，因此選配親本和雜種后代選擇要根據(jù)株高性狀的遺傳和相關(guān)特性，選擇株型偏矮、穗下節(jié)長相對較長且倒4、倒5節(jié)間長相對較短而堅實的作為早代選育目標(biāo)。

參考文獻

[1]

AUSTIN R B，BINGHAM J，BLACKWELL R D，et al.Genetic improvements in winter wheat yields since 1900 and associated physiological changes[J].Journal of Agriculture Science （Cambridge），1980，94：675-689.

[2] 高士杰.作物株型改良的增產(chǎn)效應(yīng)[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，24（2）：23-24.

[3] 盛承師.小麥冠層形態(tài)結(jié)構(gòu)與籽粒產(chǎn)量的關(guān)系（三）理想株型的設(shè)計[J].國外農(nóng)學(xué)-麥類作物，1987（1）：35-38.

[4] 魏燮中，吳兆蘇.小麥植株高度的結(jié)構(gòu)分析[J].南京農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1983（1）：14-21.

[5] 王華君，張文明，姚大年，等.糯小麥及非糯普通小麥若干農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的比較研究[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，33（2）：248-251.

[6] 于春花，馬德高，程順和，等.滾動回交結(jié)合碘染色培育糯小麥新品種（系）的研究[J].麥類作物學(xué)報，2010，30（5）：835-841.

[7] 吳同彥，謝令琴，楊學(xué)舉，等.小麥株高構(gòu)成因素與產(chǎn)量及其他性狀相關(guān)性的研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，25（3）：10-12.

[8] 賈繼增.小麥粒重于植株性狀相關(guān)因素的統(tǒng)計分析[J].作物學(xué)報，1984，10（3）：201-205.

[9] 趙萬春，王紅.小麥株高及其構(gòu)成因素的遺傳和相關(guān)性研究[J].麥類作物學(xué)，2003，23（4）：28-31.

[10] 朱新開，過問善，李春燕，等.小麥株高及其構(gòu)成指數(shù)產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性[J].麥類作學(xué)報，2009，29（6）：1034-1038.

[11] 謝令琴，盧少源，吳同彥，等.冬小麥早代株高構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系的研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1996，19（1）：12-16.