中國71個谷子種質(zhì)資源的灰色關(guān)聯(lián)度分析及綜合評價

賈小平，袁璽壘，陸 平，范丙友，黃 華，戴凌峰

（1.河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽471003； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京100081）

谷子（Setaria italica）即粟，屬于禾本科狗尾草屬，是世界上栽培歷史最悠久的作物之一，有5 000～8 000年的栽培歷史，在農(nóng)作物中被列為小雜糧之首，有“百谷之長”之稱［1］。近年來，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，小米以其獨特的風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)價值受到越來越多的消費者喜愛［2］。我國擁有豐富的種質(zhì)資源，保存在國家農(nóng)作物種質(zhì)庫的谷子種質(zhì)資源超過了26 000份［36］。傳統(tǒng)方法評定谷子品種的優(yōu)劣，一般是根據(jù)谷子的產(chǎn)量進行顯著性檢驗來評定，顯然這樣的評定有一定的局限性，因為各個農(nóng)藝性狀之間存在一定的內(nèi)在關(guān)系，應(yīng)該將各個農(nóng)藝性狀綜合起來評定谷子品種的優(yōu)劣，灰色關(guān)聯(lián)分析是一個較好的分析手段［7］。灰色關(guān)聯(lián)分析在谷子中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下2個方面：1）谷子產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析：李書田等［8］對赤峰地區(qū)的10個春谷品種進行了谷子單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析，8個因素與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)順序為：穗重＞草重＞千粒重＞生育期＞節(jié)數(shù)＞穗長＞穗粗＞株高。欒素榮等［9］對西北區(qū)中晚熟組12個谷子品種（系）進行谷子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析。趙禹凱等［10］對內(nèi)蒙古谷子區(qū)域試驗10個谷子品種（系）進行了谷子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果表明，9個農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)順序為：穗數(shù)＞苗數(shù)＞生育期＞千粒重＞單株粒重＞株高＞單株穗重＞穗長＞出谷率。劉海萍等［11］對5個夏谷品種的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進行了灰色關(guān)聯(lián)度分析。閆鋒［12］對黑龍江省晚熟谷子的農(nóng)藝性狀進行了灰色關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明，與穗粒重關(guān)系密切程度為：穗重＞生物產(chǎn)量＞節(jié)數(shù)＞株高＞穗長＞千粒重。2）應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析對不同谷子品種的綜合評估［13］，楊秀芳等［14］應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價了赤峰地區(qū)的9個谷子的生產(chǎn)性能。陳國秋［15］利用灰色關(guān)聯(lián)對遼寧地區(qū)7個參試谷子品系進行多個性狀的綜合評估。運用灰色關(guān)聯(lián)分析來綜合評定谷子的生產(chǎn)性能雖然已有少量報道，但是這些報道的谷子品種較少，調(diào)查的農(nóng)藝性狀也不多，且從地理位置來看偏東北（赤峰和遼寧），不能夠較全面地評價谷子品種的生產(chǎn)性能。河南是我國傳統(tǒng)谷子生產(chǎn)區(qū)之一，對這一產(chǎn)區(qū)的谷子農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析未見報道。為了能夠運用灰色關(guān)聯(lián)分析把眾多農(nóng)藝性狀綜合起來評定谷子品種的優(yōu)劣，能夠較為全面地評價眾多谷子品種的生產(chǎn)性能，本試驗將71個谷子品種種植在河南科技大學(xué)新校區(qū)試驗田，對其11個農(nóng)藝性狀進行測定，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對71個谷子品種的生產(chǎn)性能進行綜合評定，旨在為谷子品種的合理評判以及谷子的引種與推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

實驗田位于河南省洛陽市河南科技大學(xué)新校區(qū)試驗田，洛陽地處東經(jīng)111.8′至112.59′，北緯33.35′至35.05′之間，它位于暖溫帶南緣向北亞熱帶過渡地帶，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候和亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，氣候宜人。年平均氣溫15℃，極端最高氣溫40.4℃，極端最低氣溫－20.2℃。年均降雨量630 mm，其中南部山區(qū)能達到1 200 mm以上，無霜期217 d。

1.2 試驗材料與處理

本研究所選擇的谷子品種（系）共71個（見表1），主要為河北、河南、山東等地的谷子品種（系）。試驗于2013—2014年在河南科技大學(xué)新校區(qū)試驗田內(nèi)進行，每個品種2行，行長2 m，行距30 cm，株距5 cm，設(shè)置2個重復(fù)，隨機區(qū)組設(shè)計。5月8日種植，谷子在種植時施了基肥。生育期不施肥、不噴藥，在6月份和7月份中旬灌水2次，田間人工適時除草，為了防止鳥食，試驗田整體搭建了防鳥網(wǎng)，其他田間管理措施同一般試驗田。

表1 供試谷子品種

1.3 農(nóng)藝性狀的測定

谷子成熟期每個品種取20株進行農(nóng)藝性狀的測定，測量株高、穗長、穗粗、穗重、穗粒重、千粒重、穗碼數(shù)、碼粒數(shù)、出谷率和產(chǎn)量共計10個農(nóng)藝性狀。

1.4 分析方法

按照鄧聚龍［16］提出的灰色系統(tǒng)理論，把71個谷子品種作為一個灰色系統(tǒng)，構(gòu)建出“理想品種”，關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)關(guān)聯(lián)度、權(quán)重系數(shù)、加權(quán)關(guān)聯(lián)度的計算公式如下［14，1719］：

關(guān)聯(lián)系數(shù)：

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)的無量綱化處理

從71份谷子各農(nóng)藝性狀平均值可以看出，14BJ 20（832214）的株高最高（為120.36 cm），14BJ 10（濟豐30）的穗長最長（為24.41 cm），14BJ 24（冀谷26號）的穗重最重（為18.41 g），14BJ 04（新農(nóng)673）和14BJ 25（冀谷29號）出谷率最高（為85.66%），14BJ 21（冀谷19）的小區(qū)產(chǎn)量最高（為316.65 g）。綜合谷子的選育目標(biāo)確定參考品種，對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，采用原始數(shù)值初值化法。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)度

表2可以看出，各因素對穗粒重的關(guān)聯(lián)度順序為穗 重 （0.931 0）＞ 碼 粒 數(shù) （0.815 0）＞ 小 區(qū) 產(chǎn) 量（0.807 7）＞穗粗（0.803 5）＞穗長（0.796 2）＞千粒重（0.759 8）＞穗碼數(shù)（0.743 9）＞株高（0.743 6）＞抽穗天數(shù)天（0.737 3）＞出谷率（0.697 9）。因此，谷子農(nóng)藝性狀中對穗粒重影響大小順序依次為：穗重＞碼粒數(shù)＞小區(qū)產(chǎn)量＞穗粗＞穗長＞千粒重＞穗碼數(shù)＞株高＞抽穗日數(shù)＞出谷率。

表2 農(nóng)藝性狀與穗粒重的灰色關(guān)聯(lián)度及權(quán)重系數(shù)

表3 谷子各品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度

表3列出了參試品系與參考品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度、加權(quán)關(guān)聯(lián)度及位次，由表3可以看出，14BJ 36（安045014）與參考品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度及加權(quán)關(guān)聯(lián)度均最高，綜合性狀表現(xiàn)最好。14BJ 32（鄭051）、14BJ 24（冀谷26號），14BJ 56（魯谷10號）、14BJ 23（冀谷24）、14HN 07（鄭066）、14BJ 21（冀谷19）、14BJ 08（濟葉沖20）、14BJ 10（濟豐30）、14BJ 60（冀谷31號）與參考品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度及加權(quán)關(guān)聯(lián)度的位次分別是2、3、4、5、6、7、8、9、10。這10個品種（品系）可作為重點選育對象進一步試驗鑒定。

3 討 論

灰色關(guān)聯(lián)度分析法，在小麥、水稻、玉米雜交種等品種的綜合評判上應(yīng)用，將之用于谷子品種的評判也是切實可行的。在本試驗中14BJ 36（安045014）、14BJ 32（鄭051）、14BJ 24（冀谷26號），14BJ 56（魯谷10號）、14BJ 23（冀谷24）、14HN 07（鄭066）、14BJ 21（冀谷19）、14BJ 08（濟葉沖20）、14BJ 10（濟豐30）、14BJ 60（冀谷31號）這10個品種（品系）無論等權(quán)關(guān)聯(lián)度還是加權(quán)關(guān)聯(lián)度均位于前10位，是綜合表現(xiàn)最好的10個品種（品系）。谷子的性狀還有很多，例如，抗病性、抗逆性、籽粒品質(zhì)等，由于試驗條件有限，考察的性狀較少，如果能多考察幾個性狀，對谷子品系的評價將更加客觀公正。本研究結(jié)果表明，穗重、小區(qū)產(chǎn)量與穗粒重的關(guān)聯(lián)度最大，說明這2個性狀對穗粒重的影響較大，這與閆鋒［12］的報道是一致的，因而在選擇高產(chǎn)品種時，應(yīng)特別注重穗重的選擇。李會霞等［20］對谷子主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性進行了研究，結(jié)果表明，與穗粒重相關(guān)性最高的是穗重，這與本研究的結(jié)果相似。

［1］林汝法，柴巖.中國小雜糧［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2002：9495.

［2］Vishwatmtha J K，Geiamn G N.谷子的營養(yǎng)價值［A］.朱光琴谷子二次文獻專輯［C］.西安：陜西師范大學(xué)出版社，1991，178.

［3］賈小平，董普輝，張紅曉，等.不同谷子品種（系）生長發(fā)育特性及抗倒性分析［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，44（8）：2731.

［4］劉旭，黎裕，曹永生，等.中國禾谷類作物種質(zhì)資源地理分布及其富集中心研究［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2009，10（1）：18.

［5］Li Y，Wu S Z，Cao Y S，et al.A phenotypic diversity analysis of foxtail millet（Setaria italica（L.）P.Beauv）landraces of Chinese origin ［J］.Genet Resour Crop Evol，1996，43（4）：377384.

［6］Doust A，Kellogg E A，Devos K M，et al.Foxtail millet：A sequencedriven grass model system ［J］.Plant Physiol，2009，149（1）：137141.

［7］胡振幫，朱榮勝，高運來，等.黑龍江省大豆品種單株粒重與其他農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，42（11）：5762.

［8］李書田，趙敏，王顯瑞，等.赤谷系列春谷品種主要農(nóng)藝與經(jīng)濟性狀灰色關(guān)聯(lián)分析［J］.作物雜志，2012（3）：132135.

［9］欒素榮，王占廷，李青松.谷子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，14（11）：115116，118.

［10］趙禹凱，王顯瑞，張立媛，等.谷子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報，2013，19（22）：2122.

［11］劉海萍，蔣自可，王素英，等.夏谷產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析［J］.種業(yè)導(dǎo)刊，2006（4）：5051.

［12］閆鋒.黑龍江省晚熟谷子種質(zhì)資源的灰色關(guān)聯(lián)度分析及綜合評價［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（7）：3033.

［13］蔣自可，劉金榮，王素英，等.灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估在谷子育種評價中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（8）：113114.

［14］楊秀芳，烏艷紅，呂寧，等.應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價9個谷子的生產(chǎn)性能［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（35）：17 06617 067，17 124.

［15］陳國秋.灰色關(guān)聯(lián)度分析法在谷子綜合評判上的應(yīng)用［J］.雜糧作物，2001，21（2）：1617.

［16］鄧聚龍.灰色預(yù)測與決策［M］.武漢：華中理工大學(xué)出版社，1986：103108.

［17］唐成斌，龍紹云.灰色系統(tǒng)理論在牧草引種上的應(yīng)用初探［J］.草業(yè)科學(xué)，1991，8（6）：4447.

［18］陳素省，趙國順，郝艷敏.應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法評價谷子新品種［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，10（2）：6265.

［19］韓路，賈志寬，韓清芳，等.苜蓿種質(zhì)資源特性的灰色關(guān)聯(lián)度分析與評價［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報，2003，6（3）：5864.

［20］李會霞，王玉文，田崗，等.谷子一些數(shù)量性狀的遺傳相關(guān)分析及其在育種上的應(yīng)用［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2005（4）：4143.