張立媛 琦明玉 曲穎超 溫雅輝 李志光 王振普 孫宇丹 趙敏
摘要 為明確內(nèi)蒙古赤峰不同生態(tài)區(qū)糜子種質(zhì)資源的表型差異,本研究引進(jìn)特早熟區(qū)、早熟區(qū)、中熟區(qū)和晚熟區(qū)共516份糜子材料,連續(xù)兩年在赤峰地區(qū)進(jìn)行糜子種質(zhì)資源表型鑒定及比較分析。在不同年份的田間調(diào)查中,2021年生育期相對(duì)較集中的是晚熟區(qū)的糜子品種。2022年生育期相對(duì)較集中的是早熟區(qū)的糜子品種。2021年、2022年特早熟區(qū)糜子品種均表現(xiàn)植株矮、莖稈細(xì)、葉片短而細(xì),葉片數(shù)少,遺傳多樣性整體相對(duì)較低。2021年早熟區(qū)糜子品種植株偏低,植株莖稈粗,葉片寬且長(zhǎng),葉片數(shù)較少;2022年表現(xiàn)植株偏低,植株莖稈較細(xì),葉片較窄,葉片數(shù)較少但葉片最長(zhǎng)。2021年中熟區(qū)糜子品種的植株最高、莖稈較粗、葉片數(shù)最多;2022年表現(xiàn)植株較高、莖稈較粗且葉片短而寬。2021年晚熟區(qū)糜子品種的植株較高、莖稈較粗;2022年表現(xiàn)植株最高、莖稈最粗且葉片數(shù)最多。各生態(tài)區(qū)糜子品種產(chǎn)量性狀的遺傳多樣性差異不大,特早熟區(qū)品種主穗重、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低;早熟區(qū)品種的主穗重、草重的遺傳多樣性相對(duì)較高;中熟區(qū)品種主穗長(zhǎng)度、草重的遺傳多樣性相對(duì)較低,千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高;晚熟區(qū)品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高;千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低。特早熟區(qū)谷子品種表型性狀遺傳多樣性整體較低;中熟區(qū)谷子品種和晚熟區(qū)谷子品種遺傳多樣性整體較高。
關(guān)鍵詞 糜子;種質(zhì)資源;農(nóng)藝性狀;熟區(qū);遺傳多樣性
中圖分類號(hào) S516 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 1007-7731(2024)03-0001-07
糜子(P. miliaceum L.)因較強(qiáng)的抗性和較短的生育期被廣泛種植于干旱和半干旱地區(qū)。目前,糜子的栽培育種主要分布在北方,以甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古為主。糜子品種資源豐富,糜子入庫(kù)資源有約8 900份。不同來(lái)源的糜子品種資源形態(tài)多樣,在品質(zhì)、抗性以及產(chǎn)量性狀和生育性狀上差異也很大,形成了類型眾多的品種資源群,為糜子新品種選育創(chuàng)造了良好的條件。因此,糜子種植區(qū)劃對(duì)糜子生產(chǎn)、育種以及引種具有重要價(jià)值。糜子是光溫敏感的作物,地理來(lái)源差異大的品種在異地不能抽穗、不能正常成熟或產(chǎn)量顯著下降是常見現(xiàn)象,特別是部分品種在北方條件下不能抽穗或成熟。刁現(xiàn)民等按照具體生態(tài)區(qū)型,將糜子主產(chǎn)區(qū)劃分為黃土高原生態(tài)型、高寒區(qū)生態(tài)型、東北平原生態(tài)型、華北平原生態(tài)型和內(nèi)蒙古高原生態(tài)型。赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所引進(jìn)糜子品種資源(地方品種331份,野生材料64份,育成品種43份,引進(jìn)品種78份)共計(jì)516份。本研究通過(guò)2021—2022年在內(nèi)蒙古赤峰進(jìn)行田間種植鑒定,對(duì)引進(jìn)品種表型進(jìn)行了記錄測(cè)量和比較分析,研究不同來(lái)源(不同生態(tài)型)糜子種質(zhì)資源在赤峰地區(qū)的性狀表現(xiàn)及遺傳多樣性變現(xiàn)規(guī)律,為該地區(qū)糜子生產(chǎn)、育種及資源儲(chǔ)備提供借鑒。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
供試材料516份(地方品種331份,野生材料64份,育成品種43份,引進(jìn)品種78份)。品種類型包括特早熟區(qū)品種(EM)、早熟區(qū)品種(M)、中熟區(qū)品種(MM)和晚熟區(qū)品種(LM)。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)在赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地為水地,土質(zhì)為砂壤土,前茬作物2021年為向日葵,2022年為玉米,土壤肥力中等。田間試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列,行長(zhǎng)3 m,行距0.45 m,5行區(qū),小區(qū)面積6.75 m,設(shè)3次重復(fù)。栽培管理同大田。
1.3 田間調(diào)查
調(diào)查項(xiàng)目有生育期、主莖長(zhǎng)、主穗長(zhǎng)、主莖粗、葉片長(zhǎng)、葉片寬和葉片數(shù)。
1.4 室內(nèi)考種
考種項(xiàng)目有單株穗重、單株穗粒重、單株草重和千粒重。
1.5 數(shù)據(jù)分析
運(yùn)用Excel、DPS軟件處理數(shù)據(jù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期比較
2021—2022年,對(duì)516份糜黍種質(zhì)資源進(jìn)行栽培觀察,記錄種質(zhì)資源材料的農(nóng)藝性狀和遺傳多樣性指數(shù)(表1—2)。比較不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期指標(biāo)。
對(duì)2021年糜子品種生育期進(jìn)行比較可知,特早熟區(qū)糜子品種生育期平均值為(77.09±1.751)d,早熟區(qū)品種平均值為(93.18±1.505)d,中熟區(qū)品種平均值為(104.34±3.126)d,晚熟區(qū)品種平均值為(114.39±2.168)d,不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);遺傳多樣性指數(shù)方面,晚熟區(qū)糜子品種的遺傳多樣性指數(shù)最低,為0.742 9,早熟區(qū)糜子品種的遺傳多樣性指數(shù)最高,為0.828 9,即生育期相對(duì)較集中的是晚熟區(qū)糜子品種,而相對(duì)較分散的是早熟區(qū)糜子品種。
對(duì)2022年糜子品種生育期進(jìn)行比較可知,特早熟區(qū)糜子品種生育期平均值為(82.35±1.790)d,早熟區(qū)品種平均值為(93.28±1.729)d,中熟區(qū)品種平均值為(104.92±1.634)d,晚熟區(qū)糜子品種平均值為(113.46±2.347)d,不同生態(tài)區(qū)糜子品種生育期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);在遺傳多樣性指數(shù)方面,早熟區(qū)糜子品種遺傳多樣性指數(shù)最低,為0.778 5,晚熟區(qū)糜子品種的遺傳多樣性指數(shù)最高,為0.836 3,即生育期相對(duì)較集中的是早熟區(qū)糜子品種,而相對(duì)較分散的是晚熟區(qū)糜子品種。
2.2 不同生態(tài)區(qū)糜子品種的農(nóng)藝性狀差異
分析2021年(表1)田間調(diào)查中參試品種農(nóng)藝性狀差異可知,各生態(tài)區(qū)糜子品種間只有主莖長(zhǎng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。從主莖直徑、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度和葉片數(shù)看,特早熟品種與其他熟區(qū)品種之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而其他3個(gè)熟區(qū)品種之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。中熟區(qū)糜子品種主莖最長(zhǎng)、葉片數(shù)最多;特早熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度最短且葉片數(shù)最少;早熟區(qū)糜子品種主莖直徑最粗、葉片最長(zhǎng)、葉片最寬;特早熟區(qū)糜子品種主莖直徑最細(xì)、葉片最短且葉片最窄。各生態(tài)區(qū)糜子品種農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性差異不大,特早熟區(qū)糜子品種葉片長(zhǎng)、葉片寬和葉片數(shù)的遺傳多樣性相對(duì)較低;中熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、主莖直徑和葉片長(zhǎng)的遺傳多樣性相對(duì)較高;晚熟區(qū)糜子品種葉片寬和葉片數(shù)的遺傳多樣性相對(duì)較高,主莖長(zhǎng)度、主莖直徑的遺傳多樣性相對(duì)較低。由表1可知,特早熟區(qū)糜子品種的植株矮、莖稈細(xì)(主莖直徑細(xì))且葉片短而細(xì),葉片數(shù)少,遺傳多樣性整體相對(duì)較低;早熟區(qū)糜子品種的植株偏矮,植株莖稈粗,葉片寬且長(zhǎng),葉片數(shù)較少;中熟區(qū)糜子品種的植株最高、莖稈較粗且葉片數(shù)最多;晚熟區(qū)糜子品種的植株較高、莖稈較粗。
分析2022年(表2)田間調(diào)查中參試品種農(nóng)藝性狀差異可知,各生態(tài)區(qū)糜子品種間只有主莖長(zhǎng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);主莖直徑之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;葉片長(zhǎng)度中除晚熟區(qū)糜子品種外,特早熟區(qū)、早熟區(qū)和中熟區(qū)糜子品種之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),晚熟區(qū)與特早熟區(qū)糜子品種之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),晚熟區(qū)與早熟區(qū)、中熟區(qū)糜子品種無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;特早熟區(qū)與其他熟區(qū)糜子品種間葉片寬度和葉片數(shù)有差異,而其他3個(gè)熟區(qū)品種之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。特早熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)和葉片寬的數(shù)值都表現(xiàn)為最低,遺傳多樣性相對(duì)較低;早熟區(qū)糜子品種葉片最長(zhǎng);中熟區(qū)糜子品種葉片寬度最寬;晚熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度最長(zhǎng),主莖直徑最粗,葉片數(shù)最多。各生態(tài)區(qū)糜子品種農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性差異不大,特早熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)和葉片寬的遺傳多樣性相對(duì)較低;早熟區(qū)糜子品種主莖直徑和葉片長(zhǎng)的遺傳多樣性相對(duì)較高,葉片數(shù)的遺傳多樣性最低;中熟區(qū)糜子品種葉片數(shù)的遺傳多樣性最高;晚熟區(qū)糜子品種主莖長(zhǎng)度、葉片寬的遺傳多樣性最高,主莖直徑的遺傳多樣性最低。由表2可知,特早熟區(qū)糜子品種的植株矮、莖稈細(xì)(主莖直徑細(xì))且葉片短而細(xì),葉片數(shù)少,遺傳多樣性整體相對(duì)較低;早熟區(qū)糜子品種的植株偏矮,植株莖稈較細(xì),葉片較窄,葉片數(shù)較少但葉片最長(zhǎng);中熟區(qū)糜子品種的植株較高、莖稈較粗且葉片較短最寬;晚熟區(qū)糜子品種的植株最高、莖稈最粗(主莖直徑最粗)且葉片數(shù)最多。
2.3 不同生態(tài)區(qū)糜子品種的產(chǎn)量性狀差異
參試品種的產(chǎn)量性狀及其遺傳多樣性指數(shù)如表3—4。以比較不同生態(tài)區(qū)糜子品種的產(chǎn)量性狀差異。
分析2021年田間調(diào)查中參試品種的產(chǎn)量性狀差異(表3)可知,特早熟區(qū)與其他熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),與其他熟區(qū)相比,特早熟區(qū)糜子品種主穗最短,主穗重、主穗粒重和草重千粒重均最低;早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗重和千粒重最高;早熟區(qū)和晚熟區(qū)糜子品種的草重較高。各生態(tài)區(qū)糜子品種產(chǎn)量性狀的遺傳多樣性差異不大,特早熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重和千粒重的遺傳多樣性最低;早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性最高;中熟區(qū)糜子品種主穗重、草重的遺傳多樣性最高,主穗粒重的遺傳多樣性最低;晚熟區(qū)糜子品種主穗重的遺傳多樣性最低,晚熟區(qū)千粒重的遺傳多樣性最高。
分析2022年田間調(diào)查中參試品種的產(chǎn)量性狀差異(表4)可知,特早熟區(qū)糜子品種的草重與其他熟區(qū)相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其他產(chǎn)量性狀之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,特早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗重、主穗粒重和草重較其他熟區(qū)低;早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重和千粒重較其他熟區(qū)高;中熟區(qū)糜子品種的主穗重較其他熟區(qū)的數(shù)值高;晚熟區(qū)糜子品種的草重最高而千粒重最低。各生態(tài)區(qū)糜子品種產(chǎn)量性狀的遺傳多樣性差異不大,特早熟區(qū)糜子品種主穗重、主穗粒重的遺傳多樣性最低;早熟區(qū)糜子品種的主穗重、草重的遺傳多樣性最高;中熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重的遺傳多樣性最低,千粒重的遺傳多樣性最高;晚熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性最高;千粒重的遺傳多樣性最低。
3 結(jié)論與討論
不同年份種植的糜子品種生育期整體表現(xiàn)不同,糜子是光溫敏感性較強(qiáng)的作物,不同生態(tài)條件下熟期表現(xiàn)差異較大,因此在糜子生產(chǎn)中要重視品種的區(qū)域適應(yīng)性鑒定,謹(jǐn)慎選擇種植區(qū)域范圍。
在農(nóng)藝性狀方面,特早熟區(qū)和早熟糜子品種在不同年份下整體表現(xiàn)較為一致;早熟區(qū)糜子品種在不同年份田間調(diào)查中植株均表現(xiàn)偏低,2021年田間調(diào)查中植株莖稈粗,葉片寬且長(zhǎng),葉片數(shù)較少,2022年田間調(diào)查中株莖稈較細(xì),葉片較窄,葉片數(shù)較少但葉片最長(zhǎng)。中熟區(qū)糜子品種不同年份田間調(diào)查中均表現(xiàn)出植株高、莖稈較粗,但2021年田間調(diào)查中葉片數(shù)最多,2022年田間調(diào)查中葉片短而寬。晚熟區(qū)糜子品種在不同年份田間調(diào)查中植株均表現(xiàn)植株較高、莖稈較粗。由此可以看出,糜子的光溫敏感性在主要農(nóng)藝性狀上也有表現(xiàn),特早熟和早熟區(qū)糜子品種相對(duì)于中熟和晚熟糜子品種光溫敏感性較低,主要原因可能是其適宜種植區(qū)域范圍窄,針對(duì)性較強(qiáng),而中熟和晚熟品種需要較為寬泛的適應(yīng)區(qū)域,表現(xiàn)出較高敏感性。
在產(chǎn)量性狀方面,2021年田間調(diào)查中特早熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重和千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低,2022年田間調(diào)查中特早熟區(qū)糜子品種主穗重、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低;2021田間調(diào)查中年早熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高,2022年田間調(diào)查中早熟區(qū)糜子品種的主穗重、草重的遺傳多樣性相對(duì)較高;2021年田間調(diào)查中中熟區(qū)糜子品種主穗重、草重的遺傳多樣性相對(duì)較高,而主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低,2022年田間調(diào)查中中熟區(qū)糜子品種主穗長(zhǎng)度、草重的遺傳多樣性相對(duì)較低,千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高;2021年田間調(diào)查中晚熟區(qū)糜子品種主穗重的遺傳多樣性相對(duì)較低;千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高。2022年田間調(diào)查中晚熟區(qū)糜子品種的主穗長(zhǎng)度、主穗粒重的遺傳多樣性相對(duì)較高;千粒重的遺傳多樣性相對(duì)較低。由此看出,不同糜子品種產(chǎn)量性狀差異較大。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊清華. 粳糯糜子品種品質(zhì)評(píng)價(jià)與蒸煮食味品質(zhì)特性研究[D]. 楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2020.
[2]李世,蘇淑欣,陳萬(wàn)翔,等. 河北省糜黍品種資源類型及分布特點(diǎn)研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2000,4(1):30-35.
[3] 張輝,曲文祥,李書田. 內(nèi)蒙古特色作物[M]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2010.
[4] 張艾英,郭二虎,刁現(xiàn)民,等. 2005—2015年西北春谷中晚熟區(qū)谷子育成品種評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,50(23):4486-4505.
[5] DIAO X M. Production and genetic improvement of minor cereals in China[J]. The crop journal,2017,5(2):103-114.
[6] 魏仰浩. 糜子的育種與栽培[M]. 呼和浩特:內(nèi)蒙古人民出版社,1980.
[7] 楊天育,董孔軍,何繼紅,等. 利用糜子野生種進(jìn)行旱地糜子育種的實(shí)踐[J]. 作物雜志,2005(5):69-70.
[8] 柴巖. 糜子[M]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1999.
[9] 刁現(xiàn)民,程汝宏. 十五年區(qū)試數(shù)據(jù)分析展示谷子糜子育種現(xiàn)狀[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,50(23):4469-4474.
(責(zé)編:張 蓓)
基金項(xiàng)目 內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2021QNJJNO5);內(nèi)蒙古雜糧雜豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新推廣體系;國(guó)家谷子高粱產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-06-14.5-B12)。
作者簡(jiǎn)介 張立媛(1985—),女,內(nèi)蒙古赤峰人,碩士,副研究員,從事谷子糜子新品種選育。
收稿日期 2023-12-13