谷子主要农艺性状和品质性状遗传多样性分析-USB迷|专注于互联网分享

2024年4月4日发(作者：祭语海)

ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．１１．０１０

刁玉霖，朱康宁，张海金，等．谷子主要农艺性状和品质性状遗传多样性分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（１１）：７３－７９．

谷子主要农艺性状和品质性状遗传多样性分析

刁玉霖，朱康宁，张海金，张文飞，王凯玺，吴宏生，陈国秋

（辽宁省旱地农林研究所，辽宁朝阳１２２０００）

　　摘要：通过筛选特异性谷子种质资源，为其利用和新品种选育提供参考。对２００份来源不同的谷子种质资源的农

艺性状和品质性状进行遗传多样性分析、聚类分析、主成分分析、相关性分析，结果显示，１３个质量性状叶鞘色、剌毛

颜色、幼苗叶姿、幼苗叶色、开花期叶姿、穗颈形状、米色、穗松紧度、穗形、花药颜色、粒色、刺毛长度、穗码密度的遗传

多样性指数变幅为０．３５７～１．２０７，性状表型丰富，其余性状的遗传多样性指数变幅为１．６５２～２．０９９。聚类分析将材

料分为３个类群，第

Ⅰ

类群熟期较长，植株高大，蛋白质和脂肪含量较高；第

Ⅱ

类群产量性状表现突出；第

Ⅲ

类群植株

较矮。主成分分析选取５个累积贡献率为６０．９％的主成分进行评价，其中第１主成分的贡献率最高。相关性分析结

果显示，谷子主茎节数与穗下节间长度极显著负相关；主穗直径与主茎直径极显著正相关；单株穗质量与单株粒质量

极显著正相关；单株粒质量与主茎直径极显著正相关。２００份谷子种质资源遗传多样性丰富，分为３个类群，各类群

性状差异较大，可为创制新品种提供重要资源支撑；筛选出５个主要性状，可作为资源评价和品种选育着重关注性状。

　　关键词：谷子；种质资源；农艺性状；品质性状；遗传多样性；聚类分析；主成分分析；相关性分析

　　中图分类号：Ｓ３２６；Ｓ５１５．０３　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０２３）１１－００７３－０７

　　谷子［Ｓｅｔａｒｉａｉｔａｌｉｃａ（Ｌ．）Ｂｅａｕｖ．］是起源于我

收稿日期：２０２２－０９－０８

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项（编号：ＣＡＲＳ－０６－

１４．５－Ｂ１５）；辽宁省农业科学院农业种质资源专项（编号：

２０２１ＧＲ２９０６）；建平县杂粮产业乡村振兴科技特派团项目（编号：

２０２１ＪＨ５／１０４０００９７）。

１９９２—），男，辽宁大连人，硕士，助理研究员，主要作者简介：刁玉霖（

从事谷子育种与栽培研究。Ｅ－ｍａｉｌ：１０９５５９６４３４＠ｑｑ．ｃｏｍ。

通信作者：陈国秋，推广硕士，研究员，主要从事谷子育种与栽培研

究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎ１３０１９９３５６１７＠１２６．ｃｏｍ。

１］

国的一种粮饲兼用、耐旱、耐瘠薄的禾本科作物

［

，

２］

其营养价值高，医食同源，具有保健功效

［

。近年来，

随着消费者对杂粮的认知度和谷子经济效益的提高，

２

我国谷子种植面积持续扩大，基本稳定在１５０万ｈｍ

３－５］

左右

［

。在不断的人工栽培和驯化过程中，谷子

６］

形成了丰富的种质资源

［

。种质资源是关系到粮

７－８］

。食安全的重要战略性资源

［

我国拥有世界上最丰富的谷子种质资源。据

统计，我国国家种质资源库中保存谷子种质资源

櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄

［２６］何学青，陶奇波，沙　亚·海拉提，等．柳枝稷种子活力及幼苗

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８３４－８４０．　

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［３３］ＰａｒｋｈｅｙＳ，ＮａｉｔｈａｎｉＳＣ，ＫｅｓｈａｖｋａｎｔＳ．ＲＯＳｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｌｉｐｉｄ

ｃａｔａｂｏｌｉｓｍｉｎｄｅｓｉｃｃａｔｉｎｇＳｈｏｒｅａｒｏｂｕｓｔａｓｅｅｄｓｄｕｒｉｎｇａｇｉｎｇ［Ｊ］．

ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１２，５７：２６１－２６７．

［３４］ＲｏａｃｈＴ，ＢｅｃｋｅｔｔＲＰ，ＭｉｎｉｂａｙｅｖａＦＶ，ｅｔａｌ．Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ

ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｖｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｄｏｘｐｏｉｓｅｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏ

ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｉｎｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔＣａｓｔａｎｅａｓａｔｉｖａｓｅｅｄｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ，Ｃｅｌｌ＆

Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００９：５９－７５．

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［３６］ＮｉｋｉＥ，ＹｏｓｈｉｄａＹ，ＳａｉｔｏＹ，ｅｔａｌ．Ｌｉｐｉｄｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ：ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，

ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ，ａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ［Ｊ］．ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＢｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ

ＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００５，３３８（１）：６６８－６７６．

［３７］ＹｉｎＨＹ，ＸｕＬＢ，ＰｏｒｔｅｒＮＡ．Ｆｒｅｅｒａｄｉｃａｌｌｉｐｉｄｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ：

ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｓ，２０１１，１１１（１０）：

５９４４－５９７２．

［３８］孙　群，王建华，孙宝启．种子活力的生理和遗传机理研究进展

Ｊ］．中国农业科学，２００７，４０（１）：４８－５３．［

９］

３００００余份

［

。种质资源遗传多样性鉴定工作是种茎节数、主穗长度、主穗直径、粒色，收获后考种调

查米色、单株穗重、单株粒质量、千粒质量。本研究

２０］进行。蛋中调查农艺性状的方法均按照文献［

白质含量、脂肪含量、淀粉含量的测定采用近红外

多功能品质分析仪（ＦＯＳＳＤＳ２５００Ｆ）测定。

１．３　数据统计与分析

数据整理分析采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２０１６，将１３

个农艺性状中的质量性状进行赋值（表２，仅对本研

究中出现的农艺性状表型进行赋值。），对其余１０

个农艺性状中的数量性状和３个品质性状进行分

Ｘ（Ｘ－２）］至第１０级［ＸＸ＋级，第１级［

σ≥

（

ｉ

＜

ｉ

２）］，其中：Ｘ为性状平均值，每０．５

σσ

为标准差，

为１级，并对总计２６个农艺性状计算Ｓｈａｎｎｏｎ多样

性指数（Ｈ′），Ｈ′＝－（ｌｎＰ），其中：Ｐ

∑

Ｐ

ｉｉｉ

为某个农

２１－２３］

艺性状第ｉ级别出现的频率

［

。聚类分析、相关

质资源研究的重要组成部分，我国的专家学者在谷

子表型性状、抗逆性分析、品质性状、理化性质等资

１０－１２］

源鉴定方面开展了大量的研究

［

。陈彦清等利

用空间聚类等方法，分析出了我国谷子种质资源农

１３］

艺性状及品质性状的空间分布特点

［

；贾小平等利

用灰色关联度分析方法将７１份种质资源的农艺性

０个表现优良的谷子品种状进行综合评价，鉴定出１

［１４］

（系）；王海岗等选用８７８份谷子核心种质的１５

个表型性状评估遗传多样性，通过聚类分析将全部

种质分为３类，并明确了谷子表型鉴定的８个主要

１５］

指标

［

。品质性状遗传多样性分析包含蛋白质、脂

５４肪、维生素、淀粉含量等指标。朱志华等测定了１

份谷子种质的粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸的含量，鉴定

１６］

出一批多项、双项、单项品质优良的品种

［

；王凯玺

等通过农艺性状、抗逆性、籽粒品质等指标从２２０份

谷子种质资源中筛选出适宜辽宁西部种植的种质

１７］

资源

［

；众多学者通过种质资源的遗传多样性分

性分析、主成分分析采用Ｏｒｉｇｉｎ２０２１和ＳＰＳＳｖ．２０

进行分析和绘图。

２　结果与分析

２．１　质量性状遗传多样性

由表３可知，２００份谷子种质资源中，叶鞘色和

幼苗色均以绿色为主，幼苗叶姿和开花期叶姿均以

半上举为主，穗颈形状７６．５％为弯曲，穗松紧度以

中型居多，穗码密度中疏最多，占３８％，其次为中

密；谷穗主要呈纺锤形，刺毛短的居多，占５８％，刺

毛大多呈绿色，其中５０．５％的谷子花药为橙色，粒

色和米色均以黄色居多。

质量性状的Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数能够较直观地

１３个体现某一性状在不同级别上的具体分布情况，

质量性状的Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数变幅为０．３５７～

，平均值为０．７５，其中穗码密度多样性指数最１２０７

大，叶鞘色最小，大部分的质量性状体现出来丰富

的遗传多样性。

２．２　数量性状和品质性状遗传多样性

由表４可知，谷子数量性状和品质性状变异系

数在４．０％～２５．３％之间，平均为１６．６％，其中大于

２０％的性状有４个，依次为单株粒质量、单株穗质

量、主茎直径、脂肪含量，农艺性状多样性指数在

１．６５２～２．０９９之间；多样性指数较高（＞２．０）的性

状有９个，分别为单株穗质量、单株粒质量、主茎长

度、主穗直径、脂肪含量、蛋白质含量、穗下节间长

度、主茎直径、千粒质量，多样性指数最小的性状为

主茎节数。

析，筛选出大量抗逆性强、品质优、产量高的种质资

１８－１９］

源

［

。本研究通过对２００份谷子种质资源进行

遗传多样性分析，为今后优良基因的挖掘和突破性

品种的选育提供理论参考和材料保障。

１　材料和方法

１．１　试验材料

供试材料为辽宁省旱地农林研究所保存的２００

份谷子种质资源（编号Ｓ１～Ｓ２００），其中包括１２３份

３４份地方品种，３５份品系，８份遗传材选育品种，

料，详见表１。

１．２　试验方法

试验于２０２１年在辽宁省旱地农林研究所试验

基地（４１°４９′Ｎ，１２０°３７′Ｅ）进行。该试验地海拔

２

１８０．６ｍ，小区面积９ｍ（行长５ｍ，行距０．６ｍ，３行

区），前茬为高粱，试验地为沙壤土，土壤肥力中等，

地势平坦，具备灌溉条件，ｐＨ值８．２３，２０２１年５—

１０月总降水量６７７．９８ｍｍ，总日照时数８６８．８７ｈ，

平均气温１９．２２℃。试验田统一播种、管理、收获，

０株调查农田间管理同大田一致，收获时每小区取２

艺性状（包括质量性状和数量性状）。

幼苗期调查叶鞘色、幼苗色、幼苗叶姿，开花期

调查开花期叶姿、花药颜色，灌浆期调查刺毛长度、

剌毛颜色，成熟期调查穗形、穗颈形状、穗松紧度、

穗码密度、主茎长度、穗下节间长度、主茎直径、主

表１　２００份谷子种质资源编号和来源

编号

Ｓ１

Ｓ２

Ｓ３

Ｓ４

Ｓ５

Ｓ６

Ｓ７

Ｓ８

Ｓ９

名称

朝谷１２号

朝谷１３号

朝谷１４号

朝谷１５号

燕谷１６号

燕谷１８号

朝谷５９

朝谷６０

朝谷２１

原产地

朝阳

济南

辽阳

朝阳

石家庄

朝阳

石家庄

朝阳

赤峰

朝阳

编号名称原产地

石家庄

安阳市

石家庄

赤峰

朝阳

济南

朝阳

吉林

朝阳

石家庄

朝阳

安阳

朝阳

石家庄

济南

沧州

太原

赤峰

长治

大同

赤峰

长治

兰州

吉林

编号名称原产地

石家庄

安阳

济南

石家庄

北京

石家庄

赤峰

石家庄

太原

石家庄

赤峰

公主岭

朝阳

吉林

赤峰

吉林

赤峰

公主岭

吉林

邢台

编号名称原产地

公主岭

哈尔滨

赤峰

吉林

安阳

杨凌

朝阳

太原

朝阳

太原

延安

石家庄

安阳

长治

太原

石家庄

朝阳

锦州

朝阳

赤峰

编号名称原产地

赤峰

沈阳

赤峰

安阳

赤峰

承德

大同

安阳

石家庄

吉林

赤峰

安阳

赤峰

大同

赤峰

大同

石家庄

安阳

赤峰

安阳

赤峰

通辽

太原

济南

赤峰

Ｓ４１冀谷４６

Ｓ４２冀谷４５

Ｓ４３豫谷１８

Ｓ４４冀谷１６８

Ｓ４６峰优谷６号

Ｓ４７赤５３－３５

Ｓ４８赤谷Ｋ１

Ｓ４９赤优金谷

Ｓ５０毛毛谷

Ｓ５１猫爪谷

Ｓ５２济白米２号

Ｓ５３济白米１号

Ｓ５４济糯米１号

Ｓ５５黄其黄

Ｓ５６黄金谷

Ｓ５７九谷２０

Ｓ５８长穗谷

Ｓ５９矮８８

Ｓ６０建平粘谷

Ｓ６１豫谷１号

Ｓ６２白米１

Ｓ６３冀谷４２

Ｓ６４济矮１

Ｓ６５沧谷３

Ｓ６６晋谷２１

Ｓ６７黄金苗

Ｓ６８山西红谷

Ｓ６９长农３５

Ｓ７０大同２９

Ｓ７１金苗Ｋ２

Ｓ７３长农４７

Ｓ７４陇谷１３

Ｓ７５九谷２３

Ｓ７６嫩选１８

Ｓ７７嫩选１５

Ｓ７８龙谷２５

Ｓ７９龙谷３８

Ｓ８０公谷８８

Ｓ８１冀谷４１

Ｓ８２豫谷３５

Ｓ８３济谷２２

Ｓ８４冀谷３９

Ｓ８５中谷９号

Ｓ８６中谷２号

Ｓ８７１９ＨＱ７２

Ｓ８８１９ＨＱ７７

Ｓ８９１９ＨＱ７８

Ｓ９０１９ＨＱ７９

Ｓ９１１９ＨＱ８０

Ｓ９２１９ＨＱ１２９

Ｓ９３１７ＰＣ１３９

Ｓ９４ＢＫ４０

Ｓ９５１８Ｈ１６６０

Ｓ９６冀谷４０

Ｓ９７冀谷３８

Ｓ９８冀早谷１号

Ｓ９９赤谷１７

Ｓ１００赤谷６

Ｓ１０２Ｋ３２Ｈ

Ｓ１０３晋谷５１号

Ｓ１０４１８Ｂ４１７

Ｓ１０５１８Ｂ４３７

Ｓ１０６１８ＣＦ４５４

Ｓ１０７赤１７７９

Ｓ１０８赤１３５－２８

Ｓ１０９公谷８９

Ｓ１１０公谷９２

Ｓ１１１朝１９２４

Ｓ１１２朝１９８５

Ｓ１１３九谷３３

Ｓ１１４赤金谷２１

Ｓ１１５赤金谷１６

Ｓ１２１公谷９１

Ｓ１２２龙谷４２

Ｓ１２３龙谷４３

Ｓ１２４赤优金苗４号

Ｓ１２５赤２６４－７

Ｓ１２６九谷３８

Ｓ１２７安１７ｈ－８１６２

Ｓ１２８安１６ｈ－８２１１

Ｓ１２９陕豫谷３号

Ｓ１３０朝谷２３

Ｓ１３１长生１７

Ｓ１３２晋汾１１１

Ｓ１３３太选谷３１

Ｓ１３４太选谷３３

Ｓ１３５太选谷３４

Ｓ１３６朝１９７７

Ｓ１３７朝１９５３

Ｓ１３８华金矮２号

Ｓ１３９华金早３号

Ｓ１４０延２０１７－２３

Ｓ１４１Ｋ１７５－２

Ｓ１４２豫谷３６

Ｓ１４３安１７ｈ－８１６１

Ｓ１４４安１６ｈ－８３３４

Ｓ１４５长农５１号

Ｓ１４６晋汾１１３

Ｓ１４７晋汾１１４

Ｓ１４９天粟７号

Ｓ１５０朝鑫谷１号

Ｓ１５１朝鑫谷４号

Ｓ１５２仓龙谷

Ｓ１５３锦谷２０－１

Ｓ１５４黑珍珠

Ｓ１５６黑沙滩

Ｓ１５７朝选贡谷

Ｓ１５８王老汉齐头白

Ｓ１５９王老汉红谷子

Ｓ１６０黄谷子

Ｓ１６１红谷子

Ｓ１６２绿谷子

Ｓ１６３白谷子

Ｓ１６４吨谷

Ｓ１６５赤谷ｋ３

Ｓ１６６金谷３号

Ｓ１６７金谷１号

Ｓ１６８峰红４号

Ｓ１６９Ｋ１０

Ｓ１７１赤谷ｋ２

Ｓ１７２小粟粱

Ｓ１７３豫谷１３

Ｓ１７４赤谷２０

Ｓ１７５赤谷２７

Ｓ１７６承谷１３

Ｓ１７７大同４０

Ｓ１７８豫谷３２

Ｓ１７９天粟１号

Ｓ１８０天粟３号

Ｓ１８１九谷２５

Ｓ１８２赤谷１０

Ｓ１８３豫谷３３

Ｓ１８４峰谷１２

Ｓ１８５大同２７

Ｓ１８６赤谷２６

Ｓ１８７峰谷１１

Ｓ１８８大同３４

Ｓ１８９瑞谷１号

Ｓ１９０豫谷３４

Ｓ１９１黄八叉

Ｓ１９２豫谷１７

Ｓ１９３汕谷５

Ｓ１９４赤谷７

Ｓ１９５通谷１

Ｓ１９６晋谷１２

Ｓ１９７鲁谷１

Ｓ１９８宇谷３

Ｓ１９９铁杆金苗

Ｓ２００华谷１号

Ｓ４５冀早金苗１号石家庄

Ｓ１０济谷２０

Ｓ１１辽谷４

Ｓ１２毛毛斗

Ｓ１３优质谷

Ｓ１４冀创１号

Ｓ１５燕１０１

Ｓ１６ＫＸ－１

Ｓ１７粮贡米

Ｓ１８苏子粮

Ｓ１９峰红２号

Ｓ２０峰红３号

Ｓ２１峰红４号

Ｓ２２建平红谷子

Ｓ２４红谷子－１

Ｓ２５红谷子－３

Ｓ２６红谷子－４

Ｓ２７红谷子－５

Ｓ２８１１８

Ｓ２９朝２７

Ｓ３０８８３

Ｓ３１朝谷３

Ｓ３２朝谷５８

Ｓ３３朝１５１３

Ｓ３４朝１４５９

Ｓ３５海１１

Ｓ３６黑谷子

Ｓ３７黑米谷

Ｓ３８龙凤谷

Ｓ３９１９５

Ｓ４０优质米

Ｓ１７０敖汉十里香赤峰

Ｓ１０１Ｋ１７５－２ＡＺ石家庄

Ｓ２３朱碌科红谷子朝阳

Ｓ１４８天粟金米１号石家庄

Ｓ７２赤优金苗１号赤峰

Ｓ１５５燕都香谷黄金苗朝阳

齐齐哈尔Ｓ１１６九谷１１

齐齐哈尔Ｓ１１７赤金谷２５

哈尔滨

公主岭

Ｓ１１８公谷８６

Ｓ１１９九谷３２

Ｓ１２０冀科谷９５８

　　全生育期变幅为９９～１２０ｄ，极差为２１ｄ，生育

期最长的品种为九谷２０（Ｓ５７），最短的品种有苏子

Ｓ１８）、黑谷子（Ｓ３６）、嫩选１５（Ｓ７７）等１４份资粮（

源。主茎长度变幅为７３．０～１８７．０ｃｍ，极差为

１１４ｃｍ，陇谷１３（Ｓ７４）最高，１９５（Ｓ３９）最矮。穗下节

间长度变幅为１１．０～３５．０ｃｍ，极差为２４ｃｍ，最长

为朝谷１２号（Ｓ１）、苏子粮（Ｓ１８）和龙凤谷（Ｓ３８）等，

最短为赤谷１０（Ｓ１８２）。主茎直径变幅为４．８～

，主茎直径最大值为锦谷２０－１（Ｓ１５３），最１５４ｍｍ

小值为峰谷１２（Ｓ１８４）。主茎节数变幅为１０～１７

个，极差为７个，主茎节数最多的为龙谷４２（Ｓ１２２），

最少的为朝谷１４号（Ｓ３）、１９５（Ｓ３９）、峰优谷６号

表２　谷子质量性状描述规范

表３　２００份谷子种质资源质量性状分布频率和多样性指数

Ｓｈａｎｎｏｎ

质量性状多样性

指数Ｈ′

１

叶鞘色

幼苗叶色

幼苗叶姿

开花期叶姿

穗颈形状

穗松紧度

穗码密度

穗形

刺毛长度

剌毛颜色

花药颜色

粒色

米色

频率（％）

２３４５６７

质量性状

叶鞘色

幼苗叶色

幼苗叶姿

１＝绿色，２＝紫色

描述规范

１＝绿色，２＝黄绿，３＝紫绿

１＝上举，２＝半上举，３＝平展，４＝下披

０．３５７８８．５１１．５

０．４６２８５．５１３．０

０．４５２

０．４８６

０．７０２

２．５８９．０

７．５８７．５

１．５

６．５

４．０

２．０

１．０

２．５

开花期叶姿１＝上举，２＝半上举，３＝平展，４＝下披，

穗颈形状

穗松紧度

穗码密度

穗形

刺毛长度

剌毛颜色

花药颜色

粒色

米色

１＝直立，２＝中弯，３＝弯曲，４＝勾形，

１＝松，２＝中，３＝紧

１＝稀疏，２＝中疏，３＝中密，４＝紧密

１＝鸡嘴形，２＝纺锤形，３＝圆筒形，４＝棍棒形，５＝

鸭嘴形，６＝猫爪形，７＝佛手形

１＝很短，２＝短，３＝长，４＝很长

１＝绿色，２＝紫色

１＝白色，２＝黄色，３＝橙色

１＝白色，２＝黄色，３＝橙色，４＝红色，５＝青色，６＝黑色

１＝白色，２＝浅黄，３＝黄色，４＝青灰

２．５１８．５７６．５

０．９２９１３．０５９．５２７．５

１．２０７

０．９４７

５．０３８．０３７．０２０．０

５．０７２．５１１．５９．０

４．０

０．５０．５１．０

１．０５３１２．５５８．０２５．５

０．４０５８６．０１４．０

１．０３１２８．５２１．０５０．５

１．０４２１６．５６７．５

０．７２３

６．５６．５

１．０

１．０２．０

１．５２８．５６９．０

表４　谷子数量性状和品质性状遗传多样性

性状

全生育期（ｄ）

主茎长度（ｃｍ）

穗下节间长度（ｃｍ）

主茎直径（ｍｍ）

主茎节数（节）

主穗长度（ｃｍ）

主穗直径（ｍｍ）

单株穗质量（ｇ）

单株粒质量（ｇ）

千粒质量（ｇ）

蛋白质含量（％）

脂肪含量（％）

淀粉含量（％）

最大值

１２０．０

１８７．０

３５．０

１５．４

１７．０

４３．０

４６．７

４３．４

３６．４

４．０

１６．４

５．８

８６．８

最小值

９９．０

７３．０

１１．０

４．８

１０．０

７．０

１２．７

９．４

７．６

１．９

８．７

１．１

６０．４

平均值

１０４．３

１３９．２

２７．８

９．１

１３．４

２６．７

２６．１

２５．７

２１．４

２．９

１１．９

３．８

７３．７

标准差

４．２

２０．９

４．７

２．１

１．３

５．０

６．３

５．４

０．３

１．３

０．８

４．６

变异系数

（％）

４．０

１５．０

１６．８

２３．２

９．７

１８．７

１９．０

２４．７

２５．３

１０．０

１１．２

２１．１

６．３

多样性指数

Ｈ′

１．９１３

２．０５８

２．０１８

２．０１７

１．６５２

１．９７９

２．０４７

２．０９９

２．０７７

２．０１５

２．０２４

２．０３７

１．９７９

（Ｓ４６）等。主穗长度变幅为７～４３ｃｍ，极差为

３６ｃｍ，最长为长穗谷（Ｓ５８），最短为长农５１号

（Ｓ１４５）。主穗直径变幅为１２．７～４６．７ｍｍ，极差为

３４ｍｍ，最大为天粟金米１号（Ｓ１４８），最小为汕谷５

（Ｓ１９３）。单株穗质量变幅为９．４～４３．４ｇ，极差为

３４，单株穗质量最大为公谷８９（Ｓ１０９），最小为鲁谷

１（Ｓ１９７）。单株粒质量变幅为７．６～３６．４ｇ，极差为

２８．８ｇ，单株粒质量最大为赤优金谷（Ｓ４９），最小为

（Ｓ１９７）。千粒质量变幅为１．９～４．０ｇ，极差鲁谷１

为２．１ｇ，千粒质量最大为红谷子（Ｓ１６１），最小为九

谷２０（Ｓ５７）。蛋白质含量变幅为８．７％～１６．４％，

极差为７．７，蛋白质含量最高为晋谷１２（Ｓ１９６），最

低为冀谷４２（Ｓ８７）。脂肪含量变幅为１．１％～

５８％，极差４．７百分点，脂肪含量最高为绿谷子

（Ｓ１６２），最低为赤谷２０（Ｓ１７４）。淀粉含量变幅为

６０．４％～８６．８％，极差２６．４，淀粉含量最高为豫谷

３６（Ｓ１４２），最低为济白米１号（Ｓ５３）。

２．３　聚类分析

对不同谷子种质资源的农艺性状和品质性状

聚类分析（图１），结果表明，欧氏距离为３６．７时，将

２００份谷子种质资源划分为３类。各类群性状平均

值见表５，第

Ⅰ

类群包含６１份材料，占３０．５％，该类

群生育期较长，主茎长度、主穗长度较高，主茎节数

较大，千粒质量较大，蛋白质和脂肪含量较高，可作

表５　２００份谷子材料各类群农艺性状和品质性状的平均值

类群

第

Ⅰ

类群

第

Ⅱ

类群

第

Ⅲ

类群

全生育期主茎长度穗下节间主茎直径主茎节数主穗长度主穗直径单株穗单株粒千粒质量蛋白质脂肪含量淀粉含量

ｄ）ｃｍ）长度（ｃｍ）（ｍｍ）ｃｍ）ｍｍ）质量（ｇ）质量（ｇ）ｇ）含量（％）（％）％）（（（个）（（（（

１０６．０２１６３．１３

１０３．３５１３１．８７

１０５．４２９５．７５

２８．２１

２７．３３

３０．８３

８．８２

９．２９

９．１５

１４．０７

１３．３５

１１．１７

２８．３３

２６．２６

２３．２５

２３．６４

２７．２８

２６．０２

２４．２６

２６．３８

２５．１３

２０．１６

２２．０９

２０．６５

２．９７

２．８８

２．８７

１２．３０

１１．７５

１２．２２

３．８４

３．７６

３．６１

７４．３２

７３．２４

７５．０７

为高蛋白质和高脂肪遗传材料进一步研究。第

Ⅱ

类群包含１２７份材料，占６３．５％，主茎直径、主穗直

径较大，单株穗质量和单株粒质量均较大，增产潜

力较大，可作为产量性状研究的种质资源研究材

料。第

Ⅲ

类群包含１２份材料，占６％，主茎长度、主

茎节均最低，主穗长最小，该类群可以作为抗倒伏

品种选育的遗传材料。

２．４　主成分分析

利用ＳＰＳＳ软件对１３个谷子农艺性状进行主成

分分析，选取特征值＞１的因子。由表６可知，前５

个主成分的累积贡献率为６０．９％，可反映全部信息

的大部分信息，其中第１主成分的贡献率最高，第５

个主成分的贡献率最低。

第１主成分的特征值为２．３９７，贡献率为

１８４３８％，其中全生育期、主茎长度、穗下节间长度

．５９０、０．５８７、０３５３，这些性状的载荷较高，分别为０

主要与生育期和株高相关；第２主成分的特征值为

１．７５０，贡献率为１３．４５９％，其中主茎直径、主茎节

数、主穗长度的载荷较高，分别为０．５２５、０．５０８、

０３５９，这些性状主要与茎粗和穗长性状相关；第３

主成分特征值为１．４９９，贡献率为１１．５２９％，其中单

株穗质量和单株粒质量的载荷较高，分别为０．４９７

和０．４６８，此类性状主要与穗部产量相关；第４主成

分特征值为１１７８，贡献率为９．０３６％，其中蛋白质

和脂肪含量的载荷较高，分别为０．５８８和０．４６５，此

类性状主要与谷子品质相关；第５主成分特征值为

１．０９３，贡献率为８．４０９％，其中千粒质量和蛋白质

含量的载荷较高，分别为０．３１５和０４７６，此类性状

主要与产量性状和蛋白质含量相关。

表６　２００份谷子材料数量性状和品质性状主成分分析

载荷值

性状

第１

主成分

０．５９０

０．５８７

第２

主成分

０．１３７

０．１４２

第３

主成分

０．０６３

０．１１４

第４

主成分

第５

主成分

正相关，与穗下节间长度极显著负相关；主穗长度

与穗下节间长度极显著负相关；主穗直径与主茎长

度极显著负相关，与主茎直径极显著正相关；单株

穗质量与主穗直径极显著正相关；单株粒质量与主

茎直径、主穗直径、单株穗质量极显著正相关；千粒

质量与主穗长度、单株穗质量、单株粒质量极显著

正相关；脂肪含量与蛋白质含量极显著正相关；淀

粉含量与脂肪含量极显著负相关。

３　讨论

丰富的种质资源类型涵盖了巨大的基因背景

差异，种质资源遗传多样性分析是育种突破的关

２４］

。农艺性状和品质性状的多样性分析能够为键

［

全生育期

主茎长度

穗下节间长度

主茎直径

主茎节数

主穗长度

主穗直径

单株穗质量

单株粒质量

千粒质量

蛋白质含量

脂肪含量

淀粉含量

特征值

贡献率（％）

累积贡献率（％）

０．０６８－０．０９７

０．０６５－０．０８８

０．１０４

０．２６０

０．１６５

０．３５３－０．１８８

－０．１９８

－０．１１０

０．０９７

０．１５８

－０．００８

０．５２５

０．５０８

０．１９３－０．００２

０．１９００．２０６

０．２６９－０．１６５

０．３５９－０．１１３－０．３０６－０．２４１

０．３３８－０．２５６

０．１４２

０．３２５－０．２８６

０．２０５

资源利用和种质创新起到重要作用。本研究以２００

份谷子种质资源为试材，对总计２６个性状进行了鉴

３个质量性状、１０个数量性状、３个品定，其中包含１

质性状。从遗传多样性的角度分析了２００份材料的

特点，结果显示，１３个质量性状的多样性指数在

０３５７～１．２０７之间，其中穗码密度多样性指数最

高；１３个农艺性状和品质性状的变异系数变幅为

４０％～２５．３％，其中单株粒质量变异系数最大，各

个性状的差异较大。由此可见，各个谷子种质间差

异较大，来源广泛，类型丰富，为筛选特异性种质资

源提供了大量的材料基础。

多位学者对谷子的农艺性状进行遗传多样性

２４－２６］

分析

［

，但结合品质性状综合分析的较少，本研

０．４９７－０．２１０

０．４６８－０．１４８－０．１２２

０．０２１

０．１５１－０．４０９

０．１９７

０．５８８

０．３１５

０．４７６

０．２４７－０．３９１

０．１３０

０．２７４

０．０８６－０．１８８

－０．１２５０．１０２０．４６５－０．３７３

０．２５２

１．０９３

８．４０９

６０．８９８

０．２２８－０．０８３

２．３９７１．７５０

０．２２１－０．２３１

１．４９９１．１７８

９．０６３１８．４３８１３．４５９１１．５２９

１８．４３８３１．８９７４３．４２６５２．４８９

２．５　主要数量性状和品质性状相关性分析

由表７可知，谷子主茎节数与主茎长度极显著

表７　２００份谷子材料数量性状和品质性状的相关性系数

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谷子主要农艺性状和品质性状遗传多样性分析

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