基于形态学标记的云南小麦种质资源遗传多样性研究

基于形态学标记的云南小麦种质资源遗传多样性研究

程加省;杨金华;勾宇宏;于亚雄;胡银星;程耿;史和刚

【摘要】利用形态学标记对云南铁壳麦、地方品种和推广品种的遗传多样性进行了比较分析,以期为小麦种质资源利用和遗传育种提供依据.研究结果表明:云南铁壳麦在株高、结实小穗2个农艺性状上的变异系数在3个群体中最小；穗长的变异系数云南铁壳麦最大,推广品种最小；穗粒数的变异系数云南铁壳麦最小,地方品种最大.不实小穗的变异系数云南铁壳麦大于推广品种小于地方品种；云南铁壳麦的5个数量性状变异系数均小于总体水平.云南铁壳麦株高、穗长、结实小穗数遗传多样性指数最小,历史推广品种株高、不实小穗数、穗粒数遗传多样性指数最大,地方品种在穗长、结实小穗数遗传多样性指数最大,不实小穗数、穗粒数遗传多样性指数最小.从形态学标记聚类图中可以看出,地方品种聚类最为分散,云南铁壳麦次之,推广品种聚类最为集中,表明地方品种遗传基础多样性最丰富,云南铁壳麦次之,推广品种最窄.

【期刊名称】《种子》

【年(卷),期】2011(030)007

【总页数】4页(P72-75)

【关键词】云南铁壳麦;地方品种;历史推广品种;形态标记;遗传多样性

【作者】程加省;杨金华;勾宇宏;于亚雄;胡银星;程耿;史和刚

【作者单位】云南农业科学院粮食作物研究所,昆明650205;云南农业科学院粮食作物研究所,昆明650205;德宏州农业科学研究所,云南德宏678400;云南农业科学

院粮食作物研究所,昆明650205;云南农业科学院粮食作物研究所,昆明650205;云

南农业科学院粮食作物研究所,昆明650205;麒麟区农业局,云南麒麟655000

【正文语种】中文

【中图分类】S512.1

目前，保护生物多样性已成为国际社会关注的热点。遗传多样性是生物多样性的核心，作物遗传多样性的基础是种质资源收集、保存、研究和开发利用，是育种研究的重要内容。云南具有气候多样、地理地形复杂、交通不便、栽培措施粗放、民族习惯多等特点，对小麦遗传多样变异有巨大的促进作用。云南铁壳麦(Triticum aestivum ssp.yunnanense King)为普通小麦的一个亚种，是云南省所特有的小麦类型，它具有穗轴易断、不易脱粒、抗旱、抗寒、耐瘠等特点，当地叫做铁壳麦、火炕麦、硬壳麦、箐小麦等［1～3］。云南小麦在长期的栽培过程中，逐渐形成

了一些适应云南生态和气候的品种，从而形成云南小麦地方品种。自20世纪50

年代以来，随着生产力的发展，云南从国内外引进筛选出一些品种，同时云南的小麦育种单位也选育出许多优良品种，这些品种在不同年代推广，形成了云南的历史推广品种。以上3类品种在云南不同地域以及不同年代种植，但对3类品种的遗

传性差异研究未见报道，因此本试验应用形态学和表型性状研究云南省现有小麦资源的遗传多样性，为以后的育种工作提供参考。

37份云南铁壳麦，35份云南地方品种，30份云南历史推广品种，共计102份材料。

102份小麦材料于2006年11月26日种植于云南农业科学院粮食作物所实验田里，3行区，行长2.0 m，行距0.3 m，每行100粒，分别测定颖壳颜色、颖壳有无毛、花药颜色、叶色、胚芽鞘颜色、芒的类型、株高、有效穗、穗长、结实小穗、不实小穗、穗粒数等性状，计算平均值、标准差、变异系数、极差、极大值、极小

值和多样性指数。第2类性状根据平均数、标准差将材料分为10级，从第1级

Xi＜(x～2 s)到第10级Xi≥(x+2 s)，每0.5 s为1级，每一组的相对频率用于计

算多样性指数［4～7］。利用Shannon-Weaver遗传多样性指数(Shannon Weaver index of genetic diversity)来衡量群体遗传多样性大小。计算公式

为:H'=－pi ln pi。其中pi为某一性状第i级别内材料份数占总份数的百分比，ln

为自然对数［8］。根据多样性指数比较102份云南地方小麦种质资源的形态性状和农艺性状的遗传多样性。所有数据用DPS进行聚类分析。

云南铁壳麦株高和地方品种差异不显著，但都与历史推广品种间的差异达到极显著水平;最高的是地方品种，为130 cm，最小的是云南铁壳麦，为54 cm，平均株

高依次为:铁壳麦最大，地方品种次之，历史推广品种最小;极差最大的是地方品种，最小的是历史推广品种，历史推广品种的株高变异系数最大，为17.40%，最小的是云南铁壳麦，为13.42%，多样性指数最大是历史推广品种，为1.809 411，最小是云南铁壳麦，为1.686 776，表明历史推广品种株高差异最大。地方品种株高丰富，云南铁壳麦变异最小。

穗长最长是云南铁壳麦，最短的是地方品种，平均穗长最长的是历史推广品种，最短的是地方品种，最长穗与最短穗极差最大的是云南铁壳麦，最小的是地方品种，三者间差异在0.05水平上均达到极显著水平，在0.01水平上推广品种与其它两类均达到极显著;变异系数最大的是云南铁壳麦，地方品种次之，历史推广品种最小，多样性指数地方品种最大，为1.986 985，云南铁壳麦最小，为1.780 537，表明地方品种穗长变异丰富，历史推广品种次之，云南铁壳麦最小。

结实小穗数三者间在0.01和0.05水平均差异不显著;最多和最少的均为地方品种;

最多结实小穗数最少的是云南铁壳麦，为19.2个;平均结实小穗数最多的是地方品种，最少的是云南铁壳麦;3类品种结实小穗数的最大极差和变异系数均是地方品种，最小极差和变异系数均是云南铁壳麦，多样性指数地方品种最大，为 2.021

989，云南铁壳麦最小，为 1.971 235，表明地方品种结实小穗数变异丰富，历史推广品种次之，云南铁壳麦最小。

最多和最少以及平均不实小穗数依次云南铁壳麦、地方品种、历史推广品种;不实

小穗数极差最小的是历史推广品种，云南铁壳麦和地方品种的相同;在0.05水平上三者间差异均达到极显著水平;但变异系数是地方品种最大，历史推广品种最小。

多样性指数历史推广品种最大，为2.008 418，地方品种最小，为1.827 924，表明历史推广品种不实小穗数变异丰富，云南铁壳麦次之，地方品种最小。

最大穗粒数、平均穗粒数、最大穗粒数和最小穗粒数的极差值大小依次是历史推广品种、地方品种、云南铁壳麦;而最小穗粒数则依次是历史推广品种、云南铁壳麦、地方品种;在0.01和0.05水平上，云南铁壳麦、地方品种、历史推广品种间均达

到极显著水平。穗粒数变异系数最大的是地方品种，最小的是历史推广品种。多样性指数历史推广品种最大，为2.043 301，地方品种最小，为2.024 767，表明历史推广品种穗粒数变异丰富，云南铁壳麦次之，地方品种最小。

对102份小麦材料(37份云南铁壳麦、35份地方品种与30历史份推广品种)的5

个数量性状和6个质量性状标准化计算后，用DPS软件按类平均聚类法进行聚类分析，在欧式距离5.6处可将所有材料分为5类，结果见图1。

从图1可以看出:第1类包括43份材料，主要表现为绿色胚芽鞘，长芒，花药为

黄色，颖壳白色，分组后的株高的平均值小于总平均值，有效穗数的平均值大于总平均值，抽穗期的平均值小于总平均值。第2类包括51份材料，主要表现紫色胚芽鞘，颖壳红色，花药黄色，分组后的株高的平均值大于总体平均值，其它性状上，分组后的平均值与总体平均值相近。第3类只有07RB-101一份材料，表现为紫

色胚芽鞘、长芒、苗期叶色深、花药黄色、颖壳白底黑边、颖壳无毛。株高为100.5 cm，抽穗期为139 d。第4类只有07 RB-42一份材料，表现为长芒、绿

色胚芽鞘、苗期叶色深、抽穗期较早、花药黄色、颖壳白色、颖壳无毛。株高为