摘要：為了解甜高粱種質(zhì)資源的多樣性，充分挖掘利用其有益基因，提高甜高梁育種效率。本試驗對15份甜高梁種質(zhì)資源的7個農(nóng)藝性狀進行遺傳變異、相關(guān)性、主成分及聚類分析。結(jié)果表明：7個農(nóng)藝性狀中錘度變異系數(shù)最大，為31.22%;莖粗變異系數(shù)最小，為7.73%。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，株高與莖粗呈極顯著負相關(guān)，與穗粒重、千粒重呈弱負相關(guān);錘度與其他6個性狀相關(guān)性較弱。主成分分析結(jié)果表明，株型因子、籽粒產(chǎn)量因子、錘度因子累計貢獻率達83.115%，可基本反映7個農(nóng)藝性狀的遺傳信息。通過聚類分析將15份甜高粱種質(zhì)資源分為4大類，各類群間農(nóng)藝性狀差異明顯，其中第Ⅲ、第Ⅳ類群性狀優(yōu)良，可作為核心種質(zhì)資源進一步挖掘利用。

　　關(guān)鍵詞：甜高梁;農(nóng)藝性狀;主成分分析;聚類分析;遺傳變異

　　0引言

　　甜高梁(Sorghum bicolor L.Moench)，又稱甜稈、蘆粟、糖高粱，是普通粒用高梁的一個變種，具有生物產(chǎn)量高、含糖量高、抗逆性強等特點[1-2]，既可作為糧食作物、糖料作物，又可作為飼料作物和能源作物[3]。2016年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于《全國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃(2016-2020)》中將甜高梁列為主要發(fā)展的優(yōu)質(zhì)飼草料[4]，2017年山西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳制定的《山西省雜糧產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》(2017-2020)也將甜高梁列為重點發(fā)展作物[5]。因此，在山西地區(qū)加強甜高梁研究具有重要的現(xiàn)實意義。

　　甜高梁種質(zhì)資源的多樣性是其種質(zhì)創(chuàng)制、品系選育的重要基因來源，是培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)雜交種的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[2，6]。加強種質(zhì)資源遺傳多樣性研究，不僅有助于了解甜高梁種質(zhì)資源的遺傳背景及親緣關(guān)系，也可為資源的合理開發(fā)利用提供理論依據(jù)[7]。目前，對甜高梁資源多樣性研究主要通過形態(tài)學標記和分子標記。A.H.Assar等[8]利用SSR分子標記對來源于蘇丹、印度及美國的96份種質(zhì)資源進行遺傳多樣性分析結(jié)果表明，利用分子標記的研究結(jié)果與地理來源和表型性狀相符;Ali等[9]對72份甜高粱材料SSR分析得到的聚類結(jié)果與己知家譜和遺傳背景信息相吻合;趙香娜等[6，10]對206份國內(nèi)外甜高粱種質(zhì)資源分析結(jié)果表明，甜高梁遺傳多樣性豐富，且隨著生育期的變長其生物產(chǎn)量和含糖錘度有所提高。

　　總體上看，目前甜高梁種質(zhì)資源評價和育種研究基礎(chǔ)還相對薄弱，多數(shù)研究集中于國內(nèi)外核心種質(zhì)材料，而對自主創(chuàng)制品系材料的形態(tài)類型、特征優(yōu)勢的研究還相對較少。因此，本研究通過對15份甜高梁種質(zhì)資源的7個農(nóng)藝性狀進行遺傳變異、相關(guān)性、主成分及聚類分析，以期為甜高梁種質(zhì)資源利用和遺傳育種提供參考依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1試驗時間、地點

　　試驗于2018年在山西省晉中市修文鎮(zhèn)(山西省農(nóng)業(yè)科學院高梁研究所東白試驗基地)試驗田進行。甜高粱全生育期月平均氣溫19.96C，月平均降雨量20.13 mm，光照充足，土壤為壤土，肥力中等，前茬為玉米。

　　1.2試驗材料

　　供試15份甜高梁種質(zhì)資源名稱及來源，見表l。

　　1.3試驗方法

　　1.3.1試驗設(shè)計試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，每次重復為1個小區(qū)，小區(qū)面積為4 m2(5 mx 0.8 m)。2018年4月27日采用人工條播方式種植，株行距為0.2 mx0.4 m，播前施農(nóng)家肥45m3mm2、復合肥(N、P、K含量分別為28%、15%、8%)600 kg/hm2，整個生育期不再追肥。全生育期間除草2次、灌溉1次，其他管理同常規(guī)大田。

　　1.3.2測定項目收獲時，每小區(qū)隨機選取10株統(tǒng)計測定株高、莖粗、穗柄長、穗長、穗粒重、千粒重，用手持式錘度儀測量含糖錘度。

　　1.3.3統(tǒng)計分析采用Excel 2007計算15份甜高粱種質(zhì)資源7個主要農(nóng)藝性狀的均值、變異系數(shù)等，運用SPSS 20軟件進行相關(guān)性、主成分及聚類分析。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1甜高粱農(nóng)藝性狀遺傳變異分析

　　表2表明，不同甜高梁材料其農(nóng)藝性狀間存在差異。7個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)從大到小依次為：錘度>株高>粒重>穗柄長>穗粒重>穗長>莖粗。其中，錘度和株高變異系數(shù)最大，分別為31.22%和24.32%;其次為千粒重、穗柄長、穗粒重、穗長，變異系數(shù)分別為21.23%、20.31%、18.59%、14.29%;變異系數(shù)最小的為莖粗，僅為7.73%。以上結(jié)果表明，15份甜高梁種質(zhì)材料在錘度和株高兩性狀上變異豐富，性狀選擇潛力較大。

　　2.2甜高粱農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

　　由表3可知，甜高粱7個農(nóng)藝性狀之間存在彼此影響、相互制約的關(guān)系。其中，株高與穗柄長、錘度呈正相關(guān)，與莖粗、穗長、穗粒重、千粒重呈負相關(guān)，且與莖粗、穗長相關(guān)性水平達極顯著;莖粗與穗長、穗粒重呈正相關(guān)，與穗柄長、千粒重、錘度呈負相關(guān)，且與穗柄長、穗長相關(guān)性達極顯著;穗柄長與穗長、穗粒重、千粒重、錘度呈弱負相關(guān);穗長與穗粒重、千粒重、錘度呈弱負相關(guān);穗粒重與千粒重呈顯著正相關(guān)，與錘度呈弱負相關(guān);千粒重與錘度呈弱正相關(guān)。可見不同性狀之間存在信息重疊，可以對這些性狀變量進行降維處理。

　　2.3甜高梁農(nóng)藝性狀主成分分析

　　采用SPSS 20軟件對供試材料7個性狀進行主成分分析，分析結(jié)果(見表4)顯示，在所有主成分構(gòu)成中特征值大于1的有3個，分別命名為MF1、MF2、MF3。其中，MF1的特征值為2.800，貢獻率為39.994%;MF2的特征值為1.823，貢獻率為26.039%;MF3的特征值為1.196，貢獻率為17.082%;前3個主成分累積貢獻率達83.115%。表明提取的3個主成分基本可以概括反映供試材料的7個農(nóng)藝性狀因子信息。

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