高粱主要穗部性狀遺傳分析

于澎湃 盧華雨 譚燕

摘要 ? ?以粒用高粱美引-20和忻粱52雜交所構建的F2群體為材料，利用主-多基因遺傳分析對群體的籽粒脫水速率、單株產量、穗重進行遺傳分析，以為適應機械化生產育種工作提供理論基礎。結果表明，籽粒成熟后脫水速率和單株產量遺傳規律符合B_1模型，即加性-顯性-上位性混合遺傳模型，遺傳率分別為53.48%、66.18%;穗重遺傳規律符合B_2模型，即加性-顯性混合遺傳模型，主基因遺傳率為52.79%。

關鍵詞 ? ?高粱;遺傳性狀;穗部性狀;遺傳規律

中圖分類號 ? ?S514 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）04-0006-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

高粱是世界上第五大谷類作物，具有抗逆性強、光合效率高、抗旱、抗澇、耐鹽堿、耐瘠薄、耐高溫寒冷及用途廣泛的特點，在生長環境惡劣的農田也能獲得相對高產，在現代農業生產中占有特殊的位置[1]。高粱收獲過早，會使籽粒容易發霉，穩定性差，易破碎，影響品質[3];收獲過晚，又會影響農民的經濟效益。目前，我國高粱生產中機械化利用率很低，大大制約了高粱產業的發展[2]，而籽粒脫水速率直接決定高粱生產機械化質量。本研究通過對籽粒脫水速率、單株產量、穗重數量等進行遺傳分析，以期為高梁機械化收獲育種提供參考。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?材料來源

試驗選用粒用高粱忻粱52和美引-20為親本，在海南省樂東黎族自治縣利國鎮官村種植基地（東經109°10′12″，北緯18°45′00″）種植，收獲430株F2群體。所用親本由天津農學院作物遺傳育種實驗室提供，其中美引-20從美國普渡大學引進。

1.2 ? ?田間性狀調查方法

籽粒成熟后測量單株產量及穗重。

籽粒脫水速率測定：參照金 ?益等、王振華等的方法，依據籽粒特點進行改動。在籽粒成熟后，第1天剪取每株的1/3穗，稱百粒重，記為W1，103 ℃烘干1 h，稱取百粒重，記為W2，則第1天含水率為（W1-W2）/W1×100。10 d后用同樣的方法稱取百粒重W3、烘干后的百粒重W4，則10 d后的含水率為（W3-W4）/W3×100。

籽粒脫水速率（%）=[（W1×W4-W2×W3）/10×W1×W3]×100。

1.3 ? ?數據分析

數據處理采用Excel 2010和SPSS Statisyics 19.0進行處理;利用王建康和蓋鈞鎰[4]提出的植物數量性狀的分離方法——主-多基因遺傳分析對F2代群體進行分析，分析得到該性狀的11個遺傳模型及對應的AIC值等其他數據，通過分析結果選出AIC值最小的4個模型作為備選模型，通過適合性檢驗最適遺傳模型，根據章元明和蓋鈞鎰的IECM算法，計算一階遺傳參數、二階遺傳參數，通過計算得出主基因遺傳率。

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?表型數據分析

由表型數據（表1）可以看出，籽粒成熟后脫水速率、單株產量及穗重呈單峰分布，符合數量遺傳特點，說明有主基因控制此性狀。

2.2 ? ?籽粒脫水速率遺傳模型選擇

根據主-多基因遺傳分析法，利用F2世代分析軟件計算籽粒脫水速率、單株產量、穗重每個模型的極大似然值和AIC值（表2），根據AIC值最小原則選取AIC值最小的4個模型作為備選模型。

2.3 ? ?籽粒脫水速率遺傳模型的遺傳參數估計

利用已選的最適遺傳模型，結合IECM算法，對F2代群體進行脫水速率、單株產量的遺傳參數估計，結果見表3，確定B_1模型為脫水速率、單株產量的最適遺傳模型，B_2模型為穗重的最適遺傳模型。

3 ? ?結論與討論

本試驗對高粱籽粒脫水速率、單株產量、穗重進行數量遺傳分析，結果顯示，高粱成熟后籽粒脫水速率、單株產量的最適模型為B_1模型，由2對主基因控制，符合加性-顯性-上位性混合遺傳模型，主基因遺傳率分別為53.48%、66.18%，說明籽粒成熟后脫水速率、單株產量受環境影響較小，能在后代中穩定遺傳。高粱穗重最適模型為B_2模型，由2對主基因控制，符合加性-顯性混合遺傳模型，主基因遺傳率為52.79%，說明穗重受環境影響較小，能在后代中穩定遺傳[5-6]。

高粱籽粒成熟后脫水速率測量過程中取樣難，取樣量大，加之目前還沒有專業測量脫水速率的儀器，試驗結果受環境因素影響較大，在以后的研究中還需完善測量方法。

4 ? ?參考文獻

[1] 高士杰，王陽，李繼宏，等.中國粒用雜交高粱研究現狀[J].吉林農業科學，2009，34（3）：8-11.

[2] 杜志宏，平俊愛，呂鑫，等.高粱機械化種植品種選擇及優質高產栽培技術[J].農業工程技術（綜合版），2017，37（23）：52-54.

[3] 宋俊喬，盧道文，張瑩瑩，等.玉米機械脫粒籽粒含水量與破碎率的相關研究[J].河北農業科學，2018，22（2）：27-31.

[4] 蓋鈞鎰.數量性狀遺傳體系的分析分離方法研究[J].遺傳，2005，27（1）：130-136.

[5] 白曉倩，于澎湃，李延玲，等.粒用高粱F2群體農藝性狀數量遺傳分析[J].華北農學報，2019，34（1）：107-114.

[6] 李延玲，白曉倩，于澎湃，等.高粱株型性狀數量遺傳分析[J].華北農學報，2018，33（1）：143-149.