276份中亚大麦种质资源表型性状的遗传多样性分析

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2024.08.008

新疆农业科学 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (8): 1888-1895.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2024.08.008

• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学·耕作栽培·生理生化 • 上一篇下一篇

276份中亚大麦种质资源表型性状的遗传多样性分析

苗雨¹(), 陈翠霞², 马艳明³, 邢国芳⁴, 董裕生¹, 陈智军¹, 王仙²(), 向莉¹()

1.新疆农业科学院奇台麦类试验站,新疆奇台 831800
2.新疆农业科学院粮食作物研究所,乌鲁木齐 830091
3.新疆农业科学院农作物品种资源研究所,乌鲁木齐 830091
4.山西农业大学农学院,山西晋中 030801

收稿日期:2024-01-09 出版日期:2024-08-20 发布日期:2024-09-19
通信作者: 向莉(1984-),女,新疆福海人,高级农艺师,硕士,研究方向为大麦遗传育种与栽培,(E-mail) 44340471@qq.com;
王仙(1984-),女,河北吴桥人,副研究员,硕士,研究方向为豆类杂粮作物遗传育种与栽培,(E-mail) wx0327@126.com
作者简介:苗雨(1978-),男,新疆奇台人,高级农艺师,研究方向为大麦遗传育种与栽培,(E-mail) 13653542@qq.com
基金资助:
新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务费专项(KY2022026);国家大麦青稞产业技术体系(CARS-05-20B)

Genetic diversity analysis of phenotypic traits of 276 Central Asian barley germplasm resources

MIAO Yu¹(), CHEN Cuixia², MA Yanming³, XING Guofang⁴, DONG Yusheng¹, CHEN Zhijun¹, WANG Xian²(), XIANG Li¹()

1. Qitai Triticeae Crops Experiment Station, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Qitai Xinjiang 831800, China
2. Institute of Food Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China
3. Institute of Crop Germplasm Resources, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China
4. College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Jinzhong Shanxi 030801, China

Received:2024-01-09 Published:2024-08-20 Online:2024-09-19
Correspondence author: XIANG Li(1984-), female, from Xinjiang, senior agronomist, master, research direction:genetic breeding and cultivation of barley, (E-mail)44340471@qq.com;
WANG Xian(1984-), female, from Hebei, associate research fellow, master, research direction:genetic breeding and cultivation of legume multigrain crops, (E-mail)wx0327@126.com.
Supported by:
The Earmarked Fund for Public Welfare Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region(KY2022026);National Technical System of Barley and Highland Barley Industry(CARS-05-20B)

摘要/Abstract

摘要：

【目的】分析引进中亚大麦种质资源遗传多样性,提高大麦种质资源利用效率,为我国新疆大麦品种选育和品种改良提供参考依据。【方法】以引进于塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦的276份大麦种质资源为材料,对其幼苗生长习性、分蘖力、穗密度、芒性、侧小穗、穗轴茸毛、棱型、株高、穗长、单株穗数、每穗粒数、千粒重等12个主要农艺性状,分析与评价水分、粗蛋白、粗纤维以及粗淀粉等4个品质性状的遗传多样性,采用聚类分析对株高、穗长、单株穗数、每穗粒数和千粒重等5个数量性状和4个品质性状。【结果】7个质量性状的遗传多样性指数变幅为0.39~0.79,遗传多样性指数变异幅度最高的是幼苗生长习性;5个数量性状的遗传多样性指数变幅为1.57~2.03,变异系数为0.75%~4.26%,变异范围较小。【结论】基于数量性状和品质性状聚类分析将276份中亚大麦种质资源材料分成4大类群,获得2份优异大麦品种资源,分别为2013-7-DM073和吉引2013-7-DM-105。

关键词: 大麦种质; 农艺性状; 遗传多样性; 聚类分析

Abstract:

【Objective】 To study the genetic diversity of barley germplasm resources, improve the utilization efficiency of barley germplasm resources, and provide reference for the breeding and improvement of barley varieties in Xinjiang.【Methods】 276 barley germplasm resources from Tajikistan, Kyrgyzstan and Kazakhstan were used as materials in this study. The genetic diversity of 12 main agronomic traits (growth habit, tillering ability, spike density, awniness, lateral spikelet, spike hairs, edge type, plant height, spike length, spike number per plant, grain number per spike, 1000-grain weight) and 4 quality traits (water, crude protein, crude fiber and crude starch) were analyzed and evaluated. Five quantitative characters and four quality characters, including plant height, spike length, spike number per plant, grain number per spike and 1000-grain weight, were analyzed by cluster analysis. 【Results】 The variation range of genetic diversity index of 7 quality traits was 0.39-0.79, and the highest variation range of genetic diversity index was seedling growth habit. The genetic diversity index of the five quantitative traits ranged from 1.57 to 2.03, the coefficient of variation ranged from 0.75% to 4.26%, and the variation range was quiet small. 【Conclusion】 276 Central Asian barley germplasm resources are divided into 4 groups based on quantitative and quality traits cluster analysis. After comprehensive evaluation, two excellent barley variety resources are obtained, which are as follows: 2013-7-DM073 and 2013-7-DM-105, respectively.

Key words: barley germplasm; agronomic traits; genetic diversity; cluster analysis

中图分类号:

S512.1
S330

苗雨, 陈翠霞, 马艳明, 邢国芳, 董裕生, 陈智军, 王仙, 向莉. 276份中亚大麦种质资源表型性状的遗传多样性分析[J]. 新疆农业科学, 2024, 61(8): 1888-1895.

MIAO Yu, CHEN Cuixia, MA Yanming, XING Guofang, DONG Yusheng, CHEN Zhijun, WANG Xian, XIANG Li. Genetic diversity analysis of phenotypic traits of 276 Central Asian barley germplasm resources[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2024, 61(8): 1888-1895.

图/表 7

参考文献 23

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性状 Traits	遗传多样性指数(H') Genetic diversity index	频率分布 Ratio of distribution
性状 Traits	遗传多样性指数(H') Genetic diversity index	1	2	3	4
幼苗生长习性 Seedling growth habit	0.79	0.57	0.40	0.00	0.03
分蘖力 Tillering ability	0.48	0.10	0.87	0.03
穗密度 Spike density	0.47	0.82	0.18
芒性 Awn character	0.62	0.31	0.69
侧小穗 Lateral spikelet	0.51	0.79	0.21
穗轴茸毛 Cob pubescence	0.39	0.13	0.87
棱型 Prismatic type	0.58	0.73	0.00	0.27

性状 Traits	遗传多样性指数(H') Genetic diversity index	频率分布 Ratio of distribution
性状 Traits	遗传多样性指数(H') Genetic diversity index	1	2	3	4
幼苗生长习性 Seedling growth habit	0.79	0.57	0.40	0.00	0.03
分蘖力 Tillering ability	0.48	0.10	0.87	0.03
穗密度 Spike density	0.47	0.82	0.18
芒性 Awn character	0.62	0.31	0.69
侧小穗 Lateral spikelet	0.51	0.79	0.21
穗轴茸毛 Cob pubescence	0.39	0.13	0.87
棱型 Prismatic type	0.58	0.73	0.00	0.27

性状 Traits	最大值 Maximum	最小值 Minimum	极差 Range	平均值 Mean	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)	遗传多样性指数(H') Genetic diversity index
株高 Plant height(cm)	104.00	48.00	56.00	86.50	8.52	0.99	2.03
千粒重 Thousand grain weight(g)	60.20	40.50	19.70	51.44	3.84	0.75	2.02
单株穗数 Pericles per plant	8.40	2.20	6.20	3.64	0.80	2.19	1.98
穗长 Panicle length(cm)	14.78	2.88	11.90	7.26	1.71	2.36	1.99
每穗粒数 Grain per spike	88.56	12.78	75.78	27.51	11.73	4.26	1.57

性状 Traits	最大值 Maximum	最小值 Minimum	极差 Range	平均值 Mean	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)	遗传多样性指数(H') Genetic diversity index
株高 Plant height(cm)	104.00	48.00	56.00	86.50	8.52	0.99	2.03
千粒重 Thousand grain weight(g)	60.20	40.50	19.70	51.44	3.84	0.75	2.02
单株穗数 Pericles per plant	8.40	2.20	6.20	3.64	0.80	2.19	1.98
穗长 Panicle length(cm)	14.78	2.88	11.90	7.26	1.71	2.36	1.99
每穗粒数 Grain per spike	88.56	12.78	75.78	27.51	11.73	4.26	1.57

种质类群 Germplasms groups	种质数量 Germplasms quantitative(份)	株高 Plant height (cm)	千粒重 Thousand grain weight (g)	单株穗数 Pericles per plant	穗长 Panicle length (cm)	每穗粒数 Grain per spike
Ⅰ	80	89.21	48.34	4.22	7.89	20.75
Ⅱ	35	79.23	53.91	4.09	7.94	20.92
Ⅲ	78	89.65	54.27	3.30	8.12	21.54
Ⅳ	83	84.01	50.71	3.21	5.56	42.43

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Genetic diversity analysis of phenotypic traits of 276 Central Asian barley germplasm resources

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种质类群 Germplasms groups	种质数量 Germplasms quantitative(份)	水分 Water content (%)	粗蛋白湿基 Crude protein (%)	粗纤维湿基 Coarse fiber (%)	淀粉湿基 Starch (%)
Ⅰ	144	9.80	11.29	3.03	56.55
Ⅱ	98	9.57	11.84	3.98	54.22
Ⅲ	34	9.50	12.92	3.43	55.30

数量性状种质 Quantitative trait germplasm grop	品质性状种质类群Ⅰ Quality character germplasm group I	品质性状种质类群Ⅱ Quality character germplasm groupⅡ	品质性状种质类群Ⅲ Quality character germplasm groupⅢ
数量性状种质类群Ⅰ Quantitative trait germplasm group Ⅰ	2013-7-DM034、2013-7-DM048、2013-7-DM050、2013-7-DM060、2013-7-DM067、2013-7-DM071、2013-7-DM072、2013-7-DM092、2013-7-DM107、2013塔引004、2013塔引005、2013塔引006、2013塔引013、2013塔引022、2013塔引023、吉引2013-7-DM-121、吉引DM2012-15、吉引DM2012-18、吉引DM2012-22、吉引DM2012-25、吉引DM2012-28、哈引ASTN DM2012-3、吉引2013-7-DM-002、吉引2013-7-DM-003、吉引2013-7-DM-005、吉引2013-7-DM-017、吉引2013-7-DM-024、吉引2013-7-DM-034、吉引2013-7-DM-037、吉引2013-7-DM-044、吉引2013-7-DM-049、吉引2013-7-DM-063、吉引2013-7-DM-066、吉引2013-7-DM-076、吉引2013-7-DM-085、吉引2013-7-DM-092、吉引2013-7-DM-098、吉引2013-7-DM-100、2013-7-Y003、2013-7-Y002、2013-7-DM007	2013-7-DM043、2013-7-DM045、2013-7-DM046、2013-7-DM049、2013-7-DM051、2013-7-DM053、2013-7-DM062、2013-7-DM069、2013-7-DM077、2013-7-DM084、吉引2013-7-DM-114、吉引DM2012-4、吉引DM2012-5、吉引DM2012-10、吉引DM2012-20、哈引ASTN DM2012-7、吉引2013-7-DM-009、吉引2013-7-DM-035、吉引2013-7-DM-059、吉引2013-7-DM-065、吉引2013-7-DM-067、吉引2013-7-DM-073、吉引2013-7-DM-082、吉引2013-7-DM-091、吉引2013-7-DM-095、吉引2013-7-DM-096	2013-7-DM037、吉引2013-7-DM-106、吉引2013-7-DM-11、吉引DM2012-16、吉引DM2012-35、吉引DM2012-40、哈引ASTN DM2012-1、吉引2013-5-DM-001、吉引2013-7-DM-025、吉引2013-7-DM-055、吉引2013-7-DM-080、吉引2013-7-DM-094、2013-7-DM003
数量性状种质类群Ⅱ Quantitative trait germplasm group Ⅱ	2013-7-DM036、2013-7-DM087、2013-7-DM093、2013塔引002、2013塔引017、吉引2013-7-DM-113、吉引2013-7-DM-120、吉引2013-7-DM-122、吉引DM2012-8、吉引DM2012-9、吉引DM2012-13、吉引DM2012-19、吉引DM2012-26、哈引ASTN DM2012-5、塔引DM2012-1、吉引2013-7-DM-006、吉引2013-7-DM-012、吉引2013-7-DM-031、吉引2013-7-DM-050、吉引2013-7-DM-052、吉引2013-7-DM-088、吉引2013-7-DM-101、吉引2013-7-DM-102、2013-7-Y013	吉引2013-7-DM-118、吉引DM2012-21、2013-7-Y005	2013-7-DM089、吉引DM2012-1、吉引DM2012-14、吉引DM2012-23、吉引DM2012-24、哈引ASTN DM2012-2、哈引ASTN DM2012-8、吉引2013-7-DM-010
数量性状种质类群Ⅲ Quantitative trait germplasm group Ⅲ	2013-7-DM052、2013-7-DM058、2013-7-DM059、2013-7-DM068、2013-7-DM070、2013-7-DM074、2013-7-DM075、2013-7-DM076、2013-7-DM078、2013-7-DM079、2013-7-DM081、2013-7-DM083、2013-7-DM091、2013-7-DM097、2013-7-DM099、2013-7-DM108、2013-7-DM109、2013塔引007、2013塔引008、2013塔引011、2013塔引014、2013塔引015、2013塔引020、吉引2013-7-DM-108、吉引2013-7-DM-112、吉引DM2012-7、吉引DM2012-34、吉引DM2012-42、哈引ASTN DM2012-4、吉引2013-7-DM-016、吉引2013-7-DM-018、吉引2013-7-DM-019、吉引2013-7-DM-020、吉引2013-7-DM-021、吉引2013-7-DM-026、吉引2013-7-DM-027、吉引2013-7-DM-028、吉引2013-7-DM-029、吉引2013-7-DM-041、吉引2013-7-DM-042、吉引2013-7-DM-043、吉引2013-7-DM-045、吉引2013-7-DM-046、吉引2013-7-DM-062、吉引2013-7-DM-070、2013-7-Y012、2013-7-Y009、2013-7-DM002、2013-7-DM004	2013-7-DM044、2013-7-DM047、2013-7-DM055、2013-7-DM056、2013-7-DM057、2013-7-DM100、2013塔引001、吉引DM2012-6、吉引DM2012-11、吉引2013-7-DM-014、吉引2013-7-DM-032、吉引2013-7-DM-057、吉引2013-7-DM-071、吉引2013-7-DM-072、吉引2013-7-DM-074、吉引2013-7-DM-081、吉引2013-7-DM-084、吉引2013-7-DM-097	2013-7-DM039、2013-7-DM042、2013-7-DM080、2013-7-DM106、吉引DM2012-27、吉引DM2012-32、吉引DM2012-36、吉引DM2012-41、吉引DM2012-44、吉引2013-7-DM-004、吉引2013-7-DM-078
数量性状种质类群Ⅳ Quantitative trait germplasm group Ⅳ	2013-7-DM061、2013-7-DM063、2013-7-DM064、2013-7-DM066、2013-7-DM082、2013-7-DM085、2013-7-DM096、2013-7-DM103、2013-7-DM104、2013塔引003、2013塔引009、2013塔引010、2013塔引016、2013塔引018、吉引2013-7-DM-110、吉引2013-7-DM-115、吉引DM2012-3、吉引DM2012-12、吉引DM2012-38、吉引DM2012-39、哈引ASTN DM2012-6、哈引ASTN DM2012-9、吉引2013-7-DM-007、吉引2013-7-DM-011、吉引2013-7-DM-038、吉引2013-7-DM-064、吉引2013-7-DM-090、吉引2013-7-DM-093、吉引2013-7-DM-099、2013-7-Y010	2013-7-DM035、2013-7-DM038、2013-7-DM040、2013-7-DM041、2013-7-DM054、2013-7-DM065、2013-7-DM086、2013-7-DM088、2013-7-DM090、2013-7-DM094、2013-7-DM095、2013-7-DM098、2013-7-DM101、2013-7-DM102、2013-7-DM105、2013塔引012、2013塔引019、2013塔引021、2013塔引024、2013塔引025、吉引2013-7-DM-104、吉引2013-7-DM-107、吉引2013-7-DM-109、吉引DM2012-2、吉引DM2012-17、吉引DM2012-29、吉引DM2012-30、吉引DM2012-31、吉引DM2012-33、吉引DM2012-37、吉引2013-7-DM-008、吉引2013-7-DM-015、吉引2013-7-DM-023、吉引2013-7-DM-040、吉引2013-7-DM-047、吉引2013-7-DM-051、吉引2013-7-DM-054、吉引2013-7-DM-056、吉引2013-7-DM-058、吉引2013-7-DM-061、吉引2013-7-DM-075、吉引2013-7-DM-083、吉引2013-7-DM-087、吉引2013-7-DM-089、吉引2013-7-DM-103、2013-7-Y004、2013-7-Y006、2013-7-Y008、2013-7-DM005、2013-7-DM006、2013-7-DM008	2013-7-DM073、吉引2013-7-DM-105

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