小麥疊氮化鈉誘變群體籽粒品質性狀的遺傳特性分析

王偉 鈕力亞 于亮

摘要：以72個小麥疊氮化鈉誘變品系為試驗材料，檢測該群體的蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4項籽粒品質指標，分析該群體的遺傳多樣性及相關性，并估計其遺傳參數(shù)。結果表明，籽粒淀粉含量的多樣性指數(shù)最高，為1.783 7，其后遺傳多樣性指數(shù)由大到小依次是蛋白質含量>沉降值>濕面筋含量，蛋白質含量和濕面筋含量的變異系數(shù)比沉降值和淀粉含量的大。4個籽粒品質性狀間的簡單相關和偏相關均極顯著。只是蛋白質含量和沉降值簡單相關系數(shù)為-0.967 9，而其偏相關系數(shù)為0.546 2，濕面筋含量和淀粉含量之間簡單相關系數(shù)為0.932 0，偏相關系數(shù)卻是-0.685 8。蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值的選擇潛力比淀粉含量大，更有可能從該群體中選出偏離平均數(shù)大的家系類型。

關鍵詞：小麥;疊氮化鈉誘變;品質性狀;遺傳特性

小麥在全球的種植面積廣泛，在我國農業(yè)生產中占重要地位。誘變育種是小麥新品種選育和種質資源創(chuàng)新的重要手段?；瘜W方法誘發(fā)基因突變是小麥遺傳改良的重要途徑之一[1]。疊氮化鈉（NaN3）是應用于植物化學誘變的高效低毒的化學誘變劑之一。近年來，疊氮化鈉在應用于小麥[2]、大麥[3]、大豆[4]等誘變育種方面取得顯著效果。張希太等研究小麥疊氮化鈉誘變后代在株高、芒型、穗型等的變異特征，并從分子水平證明了疊氮化鈉對小麥的誘變效果[5-7]。但是，關于小麥疊氮化鈉誘變群體后代籽粒品質性狀的遺傳特征還未見文獻報道。

小麥作為國際主要糧食作物之一，也是食品工業(yè)的重要原料，其價值與用途主要取決于它的品質。蛋白質含量決定加工營養(yǎng)品質，濕面筋含量基本上代表蛋白質含量水平，而沉降值綜合反映面筋的質和量[8-9]。小麥籽粒各品質性狀之間具有極強的相關性。蛋白質含量、面筋含量、沉降值之間呈極顯著正相關，三者與淀粉含量呈負相關[10]。滄麥6005是抗旱耐鹽堿的1個小麥品種，本試驗采用疊氮化鈉誘變滄麥6005，形成72個變異新品系，進而對家系群體的籽粒品質性狀進行遺傳特性分析。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2016年10月，試驗材料采用滄麥6005疊氮化鈉誘變群體，共72個新品系，種于河北省滄州市農林科學院前營試驗站。采用完全隨機試驗設計，2次重復。2017年7月收獲后，采用FOSS Infratec 1241 近紅外谷物分析儀，測定72個品系籽粒的蛋白質含量、濕面筋含量、沉淀值和淀粉含量4個品質指標。

1.2 試驗方法

NaN3由美國西格瑪（Sigma）公司生產。2010年12月，本試驗方法參照NaN3在大麥中的處理方法[11]。待處理滄麥6005種子浸入自來水，先后在4 ℃浸泡16 h，20 ℃浸泡4 h，然后加入適量1 mol/L KH2PO4（pH值=3），搖勻。于通風櫥中加入5.0 mL 1 mol/L NaN3，混合充分。20 ℃輕柔振動2 h，處理結束后在自來水下徹底沖洗1 h，于通風櫥中用紙巾晾干種子，過夜。廢液用過量次氯酸鈉處理后傾倒于水槽。疊氮化鈉誘變群體經過多年自然及人工選擇，形成72個新品系。

1.3 分析方法

數(shù)據(jù)采用Excel軟件和SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，不同品系間性狀的差異采用變異系數(shù)表示，遺傳多樣性指數(shù)采用Shannon-Weaver信息指數(shù)，計算公式：H′=-∑PilnPi，其中Pi為某一性狀第i個級別出現(xiàn)的概率[12-13]。為了便于統(tǒng)計分析，將小麥籽粒品質性狀進行分級，進而計算遺傳多樣性指數(shù)，同時進行相關分析及誘變群體遺傳參數(shù)估計。

2 結果與分析

2.1 小麥疊氮化鈉誘變群體籽粒品質性狀描述性統(tǒng)計分析

對現(xiàn)有的滄麥6005疊氮化鈉誘變群體72個品系4個籽粒品質性狀的基本統(tǒng)計結果（表1）表明，籽粒淀粉含量的多樣性指數(shù)最高，為1.783 7，其后遺傳多樣性指數(shù)由大到小依次是蛋白質含量>沉降值>濕面筋含量。不同品系間的變異系數(shù)存在很大差異：蛋白質含量和濕面筋含量的變異系數(shù)較大，分別為6.519 8%和6.955 5%，兩者相差不多，變幅分別為12.015 9～16.365 6和30.051 2～40.306 8; 其次為沉降值，變異系數(shù)為5.813 5%，變幅為49.775 5～67.870 2;籽粒淀粉含量的變異系數(shù)較小，為2.624 0%，變幅為60.514 7～67.612 7。

2.2 小麥疊氮化鈉誘變群體籽粒品質性狀間的簡單相關分析

對72個滄麥6005誘變群體的籽粒品質性狀進行簡單相關分析，結果（表2）表明，蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質性狀間均極顯著簡單相關。表明72個品系的這4個籽粒品質性狀綜合線性相關關系極顯著存在。

2.3 小麥疊氮化鈉誘變群體籽粒品質性狀間的偏相關分析

對72個滄麥6005誘變群體的籽粒品質性狀進行偏相關分析，結果（表3）表明，蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質性狀間均極顯著偏相關。但是蛋白質含量和濕面筋含量、蛋白質含量和淀粉含量以及濕面筋含量和淀粉含量之間呈極顯著負相關，其他性狀之間呈正向極顯著偏相關。

2.4 小麥疊氮化鈉誘變群體籽粒品質性狀的遺傳參數(shù)

對72個誘變品系的籽粒品質性狀進行方差分析，結果（表4）表明，蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質性狀家系間均差異極顯著。進而依據(jù)隨機模型估計該群體的遺傳參數(shù)（表5）。其中，蛋白質含量、濕面筋含量、沉淀值和淀粉含量的廣義遺傳力（h2b）分別為0.936 6、0.984 0、0.991 0和0.965 8，4個性狀廣義遺傳力均比較高，說明變異絕大部分是由遺傳原因造成的。蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量的遺傳變異系數(shù)（GCV）分別為 6.535 9、6.963 2、5.805 0和2.624 6。蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值的選擇潛力比淀粉含量大，更有可能從該群體中選出偏離平均數(shù)大的家系類型。

3 討論與結論

1個多變數(shù)資料中，各個變數(shù)間經常存在著不同程度的相關。所以，只有偏相關系數(shù)才能正確地評定任2個變數(shù)間的線性相關程度;單相關系數(shù)所表示的只是表面的、非本質的相關系數(shù)[14]。蛋白質和沉降值簡單相關系數(shù)為-0.967 9，而其偏相關系數(shù)為0.546 2，說明兩者之間本質上是相互促進的，而從數(shù)據(jù)表面上看呈負相關。同樣，濕面筋含量和淀粉含量之間簡單相關系數(shù)為0.932 0，偏相關系數(shù)卻是-0.685 8，說明兩者之間本質上是負向相關關系，而表面上看卻為正相關。

疊氮化鈉是一種高效且對哺乳類動物無毒害作用的植物化學誘變劑。利用疊氮化鈉進行化學誘變的方法是創(chuàng)造小麥新種質、選育小麥新品種的有效途徑之一，在擴大遺傳變異、加速提高育種效率、改進育種方法等方面有著很大發(fā)展?jié)摿?。本研究提及?2個疊氮化鈉誘變群體的蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質性狀均具有較高的遺傳力，而遺傳變異系數(shù)相對較小，說明蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量遺傳變異不大，從該群體選擇的極端類型可能與平均數(shù)相差不大，該群體的4個籽粒品質性狀選擇潛力中等。

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