西藏冬青稞種質(zhì)資源的主要形態(tài)性狀分析

孟 霞, 李夢寒, 曾興權(quán), 其美旺姆, 尼瑪扎西

(1.西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院，西藏 林芝 860000；2.西藏農(nóng)牧科學(xué)院，西藏 拉薩 850000)

青稞(裸大麥)是西藏人民的主要糧食作物，歷史上形成了食青稞糌粑，飲青稞酒的傳統(tǒng)飲食結(jié)構(gòu)，這就決定了在當(dāng)?shù)匕l(fā)展青稞生產(chǎn)所具有的特殊意義[1]。青稞適應(yīng)西藏高原復(fù)雜多變的地形和氣候條件，表現(xiàn)出抗寒、耐旱、抗鹽堿、耐瘠薄以及多粒大粒、成熟早等優(yōu)良性狀[1-2]。對于如此豐富優(yōu)良的青稞種質(zhì)資源，形態(tài)性狀的鑒定和描述是非常重要的。本文對來自西藏冬青稞的形態(tài)性狀進行相關(guān)分析和主成分分析，及基于形態(tài)性狀的聚類分析，旨在全面了解西藏冬青稞種質(zhì)資源主要形態(tài)性狀表現(xiàn)，客觀評價西藏冬青稞的現(xiàn)狀，為合理利用西藏冬青稞種質(zhì)資源，為西藏冬青稞生產(chǎn)和遺傳育種研究提供合理的理論依據(jù)。

1 材料與方法

供試材料來自西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院的64份冬青稞種質(zhì)和2份對照冬青1號和果(表1)。

供試材料于2012年10月播種在西藏農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)場內(nèi)，采用4行種植，條播，行長1 m，行距25 cm。田間管理與大田生產(chǎn)一致。成熟時每個材料選擇5株分別考察株高、有效穗數(shù)、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等性狀。數(shù)據(jù)分析采用Excel和DPS軟件進行。

表1 供試材料

表2 主要性狀的平均表現(xiàn)

2 結(jié)果與分析

2.1 供試材料農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)

供試材料農(nóng)藝性狀考察結(jié)果表明(表2)，8個農(nóng)藝性狀存在豐富的遺傳變異。

供試材料的77.61 %為矮稈型優(yōu)良資源。所有供試材料的穗長95.52 %都在10 cm以下，為中等或中等以下，其變化幅度在單株有效穗數(shù)、穗粒重、千粒重等農(nóng)藝性狀中較小。穗粒重變化幅度在株高、穗粒數(shù)、千粒重等農(nóng)藝性狀中最大。單株粒重變化幅度在穗粒重、單株粒重之后千粒重。千粒重在35 g以上的有4份，只有1份千粒重在45 g以上的大粒資源[5-7]。

2.2 供試材料農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性

西藏冬青稞種質(zhì)各形態(tài)性狀間的相關(guān)分析結(jié)果表明(表3)，穗粒數(shù)與株高、穗長、每穗小穗數(shù)，單株有效穗數(shù)與穗粒重及單株粒重與單株有效穗數(shù)、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒重呈顯著或極顯著的正相關(guān)；穗粒數(shù)與每穗小穗數(shù)、穗粒重與穗長呈顯著或極顯著的正偏相關(guān)；單株粒重與穗長呈顯著的負(fù)偏相關(guān)。說明株高的增加促進了穗粒數(shù)和穗粒重的增加，利于增產(chǎn)；千粒重與穗粒數(shù)的增加，導(dǎo)致穗粒重的增加，有利于提高西藏青稞產(chǎn)量，但卻減少了單株有效小穗數(shù)。因為作物植株過高其抗倒伏性是降低的，所以，通過增加單株有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是提高西藏青稞產(chǎn)量的有效措施。

2.3 供試材料農(nóng)藝性狀主成分分析

根據(jù)67份西藏冬青稞種質(zhì)的8項數(shù)量指標(biāo)，以數(shù)量指標(biāo)為研究對象，進行主成分分析，使累計貢獻率≥85 %[4-7]，作為入選的主成分，并分別計算各群體的主成分值。結(jié)果表明：前5個主成分特征值的累計貢獻率達87.4759 %，包含了全部指標(biāo)的絕大部分信息(表4)。根據(jù)特征值和各主成分的貢獻率，第1主成分主要綜合了每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)的穗型信息，如果過多地要求穗粒數(shù)增加，會造成千粒重的降低，反而不利于產(chǎn)量的提高；第2主成分主要綜合了穗粒重、單株粒重方面的植株信息；第3主成分主要綜合了單株有效穗數(shù)、千粒重方面的信息，可通過增大大有效穗數(shù)來提高西藏青稞的產(chǎn)量；第4主成分主要綜合了穗粒重、千粒重方面的粒重信息，千粒重是影響作物產(chǎn)量的重要因素，應(yīng)通過增加千粒重來提高作物的產(chǎn)量；第5主成分主要綜合了株高方面的信息，株高增加植株易倒伏，并且有效穗數(shù)減少，穗粒重也會降低?？傊?7份材料是植株偏矮、穗型適中、穗數(shù)偏高、粒重偏低，主要反映了青稞產(chǎn)量性狀方面的信息。

表3 參試材料的各性狀間的相關(guān)分析

注：*和**分別表示0.05(顯著)和0.01(極顯著)顯著水平。左下角為相關(guān),右上角為偏相關(guān)。

表4 參試材料各性狀的主成分分析

圖1 供試材料的形態(tài)性狀聚類圖

表5 供試材料各類群形態(tài)性狀的平均值

2.4 基于農(nóng)藝性狀的聚類分析

基于農(nóng)藝性狀采用歐氏距離類平均法對67份西藏冬青稞種質(zhì)進行聚類分析[7]。以5.21為遺傳距離，將67份青稞資源分為4大類群(圖1)。第1類群包括了3份材料。第2類群有1份資源。第3類群只有1份。第4類群有62份材料。

根據(jù)聚類分析的結(jié)果分別考察了各類群8個農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)(表5)，可以看出第1類群各性狀穗粒重最高，穗長為最小，為半矮稈短穗多粒型；第2類群單株有效穗數(shù)、千粒重最大，其他性狀較低，為矮稈中穗少粒型；第3類群株高和每穗小穗數(shù)、穗長、穗粒數(shù)、單株有效穗數(shù)最大，其他性狀表現(xiàn)較低，為高稈多穗粒重型。第4類群穗粒重和單株有效穗數(shù)最大，其他性狀表現(xiàn)較低，為半矮稈多穗粒重型。同一類群中的材料表現(xiàn)較為相近，因此，在西藏青稞育種中應(yīng)根據(jù)所利用目標(biāo)性狀的不同，來選擇不同類群中的材料。

3 小 結(jié)

西藏對冬青稞育種或栽培全面系統(tǒng)深入研究較少。西藏的環(huán)境條件差異比較大，使西藏冬青稞具有豐富的多樣性。因此對西藏冬青稞形態(tài)性狀的研究，可以發(fā)掘優(yōu)異的親本材料。本研究對來源于西藏各個地區(qū)的67份青稞種質(zhì)資源的8個農(nóng)藝性狀分析結(jié)果表明，表現(xiàn)出顯著的形態(tài)性狀的多樣性，各性狀中穗粒重的變異程度最大，選擇的范圍大，其次是單株粒重。在西藏栽培技術(shù)中可通過提高穗粒重、穗數(shù)等來增加產(chǎn)量。

根據(jù)對67份西藏青稞種質(zhì)資源的相關(guān)分析和主成分分析，前5個主成分反映了青稞資源農(nóng)藝性狀的信息，累計貢獻率達87.4759 %，各主成分包含的性狀具有一定的相關(guān)性，而且不同主成分之間差異較大。

根據(jù)8個農(nóng)藝性狀應(yīng)用歐氏距離類平均法聚類，將67份冬青稞種質(zhì)資源劃分為4大類。結(jié)果表明，這4大類群的劃分與株高、穗粒數(shù)、穗粒重、單株有效穗數(shù)等性狀較密切。本研究認(rèn)為高產(chǎn)育種應(yīng)從第3類群、第4類群選擇，矮稈育種應(yīng)從第2類群選擇。可根據(jù)不同類群的性狀表現(xiàn)不同采用不同的栽培技術(shù)，從而達到提高產(chǎn)量的目的。