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(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4項籽粒品質(zhì)指標(biāo)，分析該群體的遺傳多樣性及相關(guān)性，并估計其遺傳參數(shù)。結(jié)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(zhì)含量>沉降值>濕面筋含量，蛋白質(zhì)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(zhì)性狀間的簡單相關(guān)和偏相關(guān)均極顯著。只是蛋白質(zhì)含量和沉降值簡單相關(guān)系數(shù)為-0.967 9，而其偏相關(guān)系數(shù)為0.546 2，濕面筋含量和淀粉含量之間簡單相關(guān)系數(shù)為0.932 0，偏相關(guān)系數(shù)卻是-0.685 8。蛋白質(zhì)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(guān)鍵詞：小麥;疊氮化鈉誘變;品質(zhì)性狀;遺傳特性

小麥在全球的種植面積廣泛，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占重要地位。誘變育種是小麥新品種選育和種質(zhì)資源創(chuàng)新的重要手段。化學(xué)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(yīng)用于植物化學(xué)誘變的高效低毒的化學(xué)誘變劑之一。近年來，疊氮化鈉在應(yīng)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(guān)于小麥疊氮化鈉誘變?nèi)后w后代籽粒品質(zhì)性狀的遺傳特征還未見文獻(xiàn)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(zhì)。蛋白質(zhì)含量決定加工營養(yǎng)品質(zhì)，濕面筋含量基本上代表蛋白質(zhì)含量水平，而沉降值綜合反映面筋的質(zhì)和量[8-9]。小麥籽粒各品質(zhì)性狀之間具有極強(qiáng)的相關(guān)性。蛋白質(zhì)含量、面筋含量、沉降值之間呈極顯著正相關(guān)，三者與淀粉含量呈負(fù)相關(guān)[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(jìn)而對家系群體的籽粒品質(zhì)性狀進(jìn)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?nèi)后w，共72個新品系，種于河北省滄州市農(nóng)林科學(xué)院前營試驗站。采用完全隨機(jī)試驗設(shè)計，2次重復(fù)。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(zhì)含量、濕面筋含量、沉淀值和淀粉含量4個品質(zhì)指標(biāo)。

1.2 試驗方法

NaN3由美國西格瑪（Sigma）公司生產(chǎn)。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(fēng)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(jié)束后在自來水下徹底沖洗1 h，于通風(fēng)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?nèi)后w經(jīng)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(jìn)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(zhì)性狀進(jìn)行分級，進(jìn)而計算遺傳多樣性指數(shù)，同時進(jìn)行相關(guān)分析及誘變?nèi)后w遺傳參數(shù)估計。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥疊氮化鈉誘變?nèi)后w籽粒品質(zhì)性狀描述性統(tǒng)計分析

對現(xiàn)有的滄麥6005疊氮化鈉誘變?nèi)后w72個品系4個籽粒品質(zhì)性狀的基本統(tǒng)計結(jié)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(zhì)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(zhì)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?nèi)后w籽粒品質(zhì)性狀間的簡單相關(guān)分析

對72個滄麥6005誘變?nèi)后w的籽粒品質(zhì)性狀進(jìn)行簡單相關(guān)分析，結(jié)果（表2）表明，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質(zhì)性狀間均極顯著簡單相關(guān)。表明72個品系的這4個籽粒品質(zhì)性狀綜合線性相關(guān)關(guān)系極顯著存在。

2.3 小麥疊氮化鈉誘變?nèi)后w籽粒品質(zhì)性狀間的偏相關(guān)分析

對72個滄麥6005誘變?nèi)后w的籽粒品質(zhì)性狀進(jìn)行偏相關(guān)分析，結(jié)果（表3）表明，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質(zhì)性狀間均極顯著偏相關(guān)。但是蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量、蛋白質(zhì)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(fù)相關(guān)，其他性狀之間呈正向極顯著偏相關(guān)。

2.4 小麥疊氮化鈉誘變?nèi)后w籽粒品質(zhì)性狀的遺傳參數(shù)

對72個誘變品系的籽粒品質(zhì)性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果（表4）表明，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質(zhì)性狀家系間均差異極顯著。進(jìn)而依據(jù)隨機(jī)模型估計該群體的遺傳參數(shù)（表5）。其中，蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jié)論

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

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(xué)誘變劑。利用疊氮化鈉進(jìn)行化學(xué)誘變的方法是創(chuàng)造小麥新種質(zhì)、選育小麥新品種的有效途徑之一，在擴(kuò)大遺傳變異、加速提高育種效率、改進(jìn)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?nèi)后w的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和淀粉含量4個籽粒品質(zhì)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(zhì)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(zhì)性狀選擇潛力中等。

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