朱德馨,田和彬,汪軍妹
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,云南昆明 650201;2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 國家大麥改良中心,浙江杭州 310021)
我國是世界上擁有大麥種質(zhì)資源最多的國家之一,國外引進(jìn)大麥種質(zhì)資源在我國資源庫和大麥育種工作中占有相當(dāng)重要的地位[1]。我國的資源庫保存有大麥種質(zhì)資源近2萬份,國外引進(jìn)行種質(zhì)近7 000份[2]。早在1966年,我國就從日本引進(jìn)早熟3號(hào),隨后又從日本引入了飼料大麥品種西引2號(hào)、蘇引麥1號(hào)、蘇引麥2號(hào)和鹽引1號(hào)等,這些品種的引進(jìn)與應(yīng)用在江蘇省的大麥育種和生產(chǎn)中起到了重要作用[3]。20世紀(jì)70年代末和80年代初,我國又大量引進(jìn)了美國大麥種質(zhì)資源,并從中篩選出Mayt B32、Maytl44和Falyt2110 3個(gè)四棱皮大麥品種,這些品種在北方春麥區(qū)得到廣泛推廣種植。到20世紀(jì)90年代初期,引進(jìn)的美國大麥品種在黑龍江省已經(jīng)得到較好的利用,并且進(jìn)一步推廣了Morex、Manker、Azure等品種,其中 Morex推廣面積1994年達(dá)4 500 hm2,占當(dāng)年推廣面積的62%[4]。國外大麥品種資源的引進(jìn)與利用,在很大程度上促進(jìn)了我國大麥育種工作進(jìn)程和大麥生產(chǎn)。
要科學(xué)的利用和評(píng)價(jià)國外引進(jìn)資源需要綜合地分析和鑒定國外引進(jìn)種質(zhì)資源的各項(xiàng)特性,其中農(nóng)藝性狀是最基礎(chǔ)且最能真實(shí)的反應(yīng)出品種資源的特點(diǎn)。大麥農(nóng)藝性狀主要有株高、穗長(zhǎng)、分孽數(shù)、有效穗、千粒重等,株高和千粒重是最直觀和典型的性狀。株高是衡量糧食作物的主要育種目標(biāo)之一(抗倒伏性的重要指標(biāo))。糧食作物抗倒伏性的強(qiáng)弱影響到糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。大麥根據(jù)植株高度劃分為4種類型:矮稈型70 cm以下;半矮稈型71~90 cm;中稈型91~110 cm;高稈型111 cm以上[5]。千粒重與原料的品位等級(jí)密切相關(guān),是啤酒大麥的主要指標(biāo),也是構(gòu)成產(chǎn)量的主要經(jīng)濟(jì)性狀之一,大粒資源一直受到研究者的高度重視[6]。
大麥新品種的選育以及大麥生產(chǎn)的發(fā)展很大程度上取決于對(duì)優(yōu)異種質(zhì)資源的占有量和對(duì)其研究的深度,對(duì)大麥種質(zhì)資源的鑒定評(píng)價(jià)是為了更好地對(duì)資源進(jìn)行開發(fā)利用,使其發(fā)揮更大的作用。本研究對(duì)300份北美引進(jìn)的大麥種質(zhì)資源進(jìn)行較為全面的分析評(píng)價(jià),旨在了解其特征特性,為充分利用這些資源提供依據(jù)。
試驗(yàn)材料為300份引自北美的大麥種質(zhì)資源(二棱大麥163份,六棱大麥137份),所有材料由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家大麥改良中心收集并保存。
所有材料于2008-2009大麥年度在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)種植。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),各材料采用3行區(qū),行長(zhǎng)2 m,行距33 cm,人工點(diǎn)播。田間管理與大田生產(chǎn)一致。幼苗生長(zhǎng)期考查基本苗、最高苗、有效穗等性狀,成熟期考查株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重、小區(qū)產(chǎn)量等性狀。
數(shù)據(jù)處理以及相關(guān)分析采用Excel和DPS分析軟件[7-8]進(jìn)行。
300份供試材料農(nóng)藝性狀均存在著不同程度的變異(表1)。
表1 供試大麥種質(zhì)各性狀的平均值及其變異
全生育期變幅為 169~181 d,平均值為178.82 d。變異系數(shù)較小,為1.01%。說明供試材料全生育期相差不大,所有材料成熟期較一致,與對(duì)照花30相近。其中生育期最短的材料是Robust,比其他品種早熟7 d。
株高的變化范圍為 64.7~127.0 cm,平均為92.72 cm,變異系數(shù)為13.72%。參照大麥株高分類標(biāo)準(zhǔn)[5],有8份材料的株高在70 cm以下,為矮稈型材料;114份材料的株高在71~90 cm之間,為半矮稈型材料;154份材料的株高在90~100 cm之間,為中間型材料,占供試材料的51.33%;24個(gè)材料株高在111 cm以上,為高稈型材料。本批材料有少數(shù)矮稈型優(yōu)良資源,其他類型分布比較均勻。
穗長(zhǎng)變幅為5.0~10.4 cm,平均為7.61 cm,變異系數(shù)為14.75%。其中有8個(gè)材料的穗長(zhǎng)大于10.00 cm,為長(zhǎng)穗型材料。其余材料穗長(zhǎng)中等偏短。
穗粒數(shù)變幅為 23.6~86.4粒,平均值為46.04粒,變異系數(shù)為42.90%,二棱與六棱材料在一起統(tǒng)計(jì)是引起變異系數(shù)較大的原因之一。其中二棱穗粒數(shù)變化范圍為23.6~34.4粒,六棱為52.8~86.4粒。按照二棱大麥穗粒數(shù)≥30粒和六棱大麥≥80粒的標(biāo)準(zhǔn)[9],篩選出58份多粒材料(二棱50份材料,六棱8份)。
千粒重(干基)變幅為24.6~53.4 g,平均38.94 g,變異系數(shù)是12.73%。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)制定的啤酒大麥理化指標(biāo),有一級(jí)大麥千粒重大于40 g的二棱材料101份和大于35 g的六棱材料83份。300份材料中篩選到二棱千粒重≥50 g的大粒資源4份,沒有六棱≥45 g的大粒資源。
小區(qū)產(chǎn)量變幅為366.8~1 033.5 g,平均值為702.03 g,變異系數(shù)為16.59%。其中有2份材料的小區(qū)產(chǎn)量在1 000 g以上。
由表2可見,供試大麥種質(zhì)性狀株高與穗長(zhǎng)、全生育期呈顯著負(fù)相關(guān);穗長(zhǎng)與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān),但與千粒重、全生育期均呈極顯著正相關(guān);穗粒數(shù)與千粒重、全生育期、小區(qū)產(chǎn)量均呈極顯著負(fù)相關(guān);千粒重與全生育期呈極顯著正相關(guān)。大麥種質(zhì)農(nóng)藝性狀間存在著復(fù)雜的聯(lián)系[10]。
表2 供試大麥種質(zhì)各性狀間的相關(guān)分析
大麥矮稈、半矮稈品種的價(jià)值在于能減小占地面積和增加谷物產(chǎn)量,為培育出矮稈栽培品種,育種家數(shù)十年來對(duì)大麥矮稈及半矮稈品種進(jìn)行了不斷研究[11]。林 玉 福[12]對(duì) 817 份 國 內(nèi) 外 大 麥 品 種(系)進(jìn)行了綜合分析,發(fā)現(xiàn)美國和加拿大材料的二棱品種多表現(xiàn)為高稈和中矮稈。鄧婷[2]對(duì)北美主要栽培大麥品種農(nóng)藝性狀的分析表明,北美引進(jìn)二棱材料都表現(xiàn)為中矮稈。周軍等[13]對(duì)來源于美國AB公司的213份(二棱170份,六棱43份)大麥品種(系)進(jìn)行鑒定,植株均為半矮稈,其中二棱大麥平均株高71.4 cm,六棱大麥平均株高81 cm。有研究發(fā)現(xiàn),在日本和朝鮮矮稈栽培品種很常見,歐洲栽培品種絕大多數(shù)是半矮稈型[14]。本研究結(jié)果與上述研究者的報(bào)道基本一致,300份材料中篩選出8份矮稈材料,矮稈和半矮稈材料占總材料的38%,株高中間型材料占供總材料的51.33%。何慶祥等[15]對(duì)歐美品種在甘肅的表現(xiàn)研究得知,北美洲品種千粒重變幅為38.0~42.0 g,有50%的北美品種千粒重在40.0 g以上。鄧婷[2]對(duì)北美主要栽培大麥品種農(nóng)藝性狀研究得知,千粒重(干基)變幅為17.61~47.32 g,平均35.99 g,變異系數(shù)是18.14%;穗粒數(shù)變幅為23~86粒,平均值為47.06,其變異程度最大,變異系數(shù)為45.71%。周軍等[13]對(duì)美國大麥資源通過田間調(diào)查及室內(nèi)考種分析,發(fā)現(xiàn)美國二棱大麥與對(duì)本地照品種相比,熟期偏晚。這與本研究的結(jié)果相符。
從性狀間相關(guān)性研究來看,侯永翠等[16]的研究結(jié)果表明,株高與小穗數(shù)、穗粒重相關(guān)顯著,穗長(zhǎng)與穗粒數(shù)偏相關(guān)為顯著負(fù)效應(yīng)。鄧婷等[2]研究結(jié)果認(rèn)為株高與穗粒數(shù)及穗長(zhǎng)相關(guān)極顯著,穗長(zhǎng)與小穗數(shù)、千粒重相關(guān)極顯著。本研究結(jié)果也表明,株高與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān),但與全生育期呈極顯著負(fù)相關(guān);穗長(zhǎng)與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān),但與千粒重、全生育期呈極顯著正相關(guān)。
從綜合農(nóng)藝性狀的分析結(jié)果來看,本次收集的大麥材料株高多為中間型和半矮稈型材料,穗長(zhǎng)屬中等偏短,穗粒數(shù)較多,千粒重也較高,多數(shù)資源屬于高產(chǎn)中晚熟材料。通過分析這批大麥材料農(nóng)藝性狀,篩選到一些單一性狀優(yōu)良的材料。其中株高在70 cm以下矮稈的8份,穗較長(zhǎng)的8份,穗粒數(shù)較高的18份,千粒重較高的4份,而且綜合性狀較好的材料也比較多,這些材料可以在育種上進(jìn)行多元化的利用。
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