油用向日葵性狀的遺傳分析

油用向日葵性狀的遺傳分析

向日葵、科可可母生草本植物。原產(chǎn)美洲,其野生種主要分布在N30°~52°的北美洲南部、西部以及秘魯和墨西哥北部地區(qū)。油用向日葵是按用途分類以榨取油脂為目的向日葵。油用向日葵是喜溫、短日照作物,是世界第四大油料作物,在我國的栽培面積僅次于大豆和油菜。通過提高油用向日葵單位面積產(chǎn)量來增加油產(chǎn)量,是一個有效途徑。在向日葵育種過程中,為了選育具有高產(chǎn)、抗病、質優(yōu)、株型理想等性狀優(yōu)良的向日葵雜交種,往往要對向日葵自交系、雜交種的各個性狀間的差異與關聯(lián)和產(chǎn)量的相關情況加以研究,從中選出理想的向日葵新品種。油用向日葵遺傳育種研究中,數(shù)量性狀的變異、遺傳力和相關的分析占有十分重要的地位,它不僅在遺傳上有其理論意義,而且對育種實踐具有指導作用。1材料和方法1.1材料表面供試材料為國內外油用向日葵品種共207份,其中196份為油用向日葵,11份為油食兼用向日葵。1.2年生全株復配試驗田間設計方法采用單行區(qū),順序排列。在研究油葵各性狀的遺傳力時,使用了2套材料。一套為8個自交系,另套為8個品種。這2套材料均采用雙列雜交試驗設計。其F1在田間以3行區(qū)隨機區(qū)組法進行試驗,3次重復。所有參試材料的播種方式均為行長10m,行距60cm,株距25cm。成熟后隨機從10株上收10個花盤,單盤考種分析。含油率測定用索氏浸提法,每份材料測定3個樣品,求平均值。2結果與分析2.1油的向日葵屬性的突變參試的207份油用向日葵各數(shù)量性狀株高、花盤直徑、單盤粒數(shù)、單盤粒重、百粒重等的平均數(shù)、標準差、極差、變異系數(shù)結果見表1。2.1.1油用對支護材料株高的選擇油用向日葵株高的變異較大,極差為182cm。其中最高的植株達320cm以上,而最矮的植株僅為138cm。由株高平均值可知,在供試品種中,多數(shù)品種的株高在2m左右。從次數(shù)分布情況看,油用向日葵株高屬正態(tài)分布。這些分析充分說明,就株高這一性狀而言,參試材料變異比較豐富,從中選擇適宜的株高是完全可能的。同株高一樣,花盤直徑的變異也較大,極差為18cm。這樣大的變異給選擇提供了可能性。2.1.2大的變異為選擇提供了有利條件油用向日葵單盤粒數(shù)和單盤粒重的變異都是很大的,單盤粒數(shù)極差達到2433粒之多,單盤粒重極差達到171g。大的變異為選擇提供了有利條件。但是,多數(shù)材料的單盤粒數(shù)仍在1000粒左右,單盤粒重在50g左右,并且單盤粒數(shù)和單盤粒重的次數(shù)分布均呈正向分布,所以選育單盤粒數(shù)多和單盤粒重大的高產(chǎn)類型是不容易的。這2個性狀受環(huán)境條件影響很大,改善栽培條件和管理措施對于提高單盤粒數(shù)、單盤粒重的效果更加顯著。2.1.3皮殼率對制備投資的影響在參試材料中百粒重和皮殼率的變異較大。百粒重輕者為2.2g,重者為11.7g,極差為9.5g。皮殼率小者為11.8%,大者為49.5%,極差為37.7%。表明二者都有較大的選擇余地和改進潛力。為了增加籽實產(chǎn)量,在提高百粒重的同時必須降低皮殼率。目前我國油用向日葵育種中,降低皮殼率成為主要育種目標之一。這是因為降低皮殼率可以提高籽仁率,增加油產(chǎn)量。皮殼率的平均數(shù)為27.5%,將其降至30%以下是可行的。2.1.4籽實含油率差異在參試材料中籽仁含油率和籽實含油率都有很大的變異,籽仁含油率極差為34%,最高為70%,籽實含油率極差為40%,最高為53.8%。這給選育含油率高的品種類型提供基礎。目前我國對油用向日葵品種,要求其籽仁含油率在58%以上,籽實含油率在47%以上,從現(xiàn)有品種資源看,這一育種目標通過選擇是可以達到的。2.1.5空殼率與產(chǎn)量從表1可見,參試材料中空殼率的變異也是很大的,低者為零,高者為79%。從次數(shù)分布看,其正向偏態(tài)極為明顯,說明大多數(shù)品種的空殼率處于低值。由于空殼率影響籽實產(chǎn)量和產(chǎn)油量,所以國內外都很重視它。通過多年試驗空殼率除了與品種材料直接相關,還易受環(huán)境條件影響。因此,為了降低和消滅空殼率,除了選育空殼率低的品種類型外,改善和創(chuàng)造有利于昆蟲授粉的條件及實行人工輔助授粉是極為有效的措施。2.2油利用向日葵屬性的遺傳能力2.2.1材料的遺傳力參試材料中的品種為多年推廣穩(wěn)定的品種,自交系是經(jīng)過多年自交所獲得的自交系屬于純系材料。這2組材料各數(shù)量性狀株高、花盤直徑、單盤粒數(shù)、單盤粒重、百粒重等的遺傳力分析結果見表2。從表2可以看出,自交系和品種這2組材料各性狀的遺傳力不同。自交系的遺傳力比品種的遺傳力高,自交系的狹義遺傳力比品種的狹義遺傳力更高。因此同一性狀的遺傳力因試驗材料不同而有差異,雖然環(huán)境條件相似和分析方法一樣。但是從各性狀遺傳力大小順序看,2套材料分析結果大致相同。狹義遺傳力和廣義遺傳力相比較,狹義遺傳力要小,因為在它的遺傳方差中除去了非加性方差。也正因為如此,通過二者對比,可以大致看出顯性作用的大小。2.2.2品種的穩(wěn)定性從表2可看出,無論是籽實含油率還是籽仁含油率,其遺傳力均很大,在8個性狀中順位居首。說明它們是穩(wěn)定性狀,能夠穩(wěn)定遺傳給后代,較少受環(huán)境條件的影響。廣義和狹義遺傳力相比存在顯性方差。由此品種選育可以改進品種的含油率,但不是很容易。對于含油率選擇,應采用直接選擇法,以獲得可靠的結果。2.2.3環(huán)境條件對百粒重和籽仁率的影響籽仁率和百粒重均為描述籽實的性狀,百粒重說明籽實的大小,籽仁率說明在籽實中籽仁所占的比例。籽仁率和皮殼率是兩個相反性狀,其值成反比,遺傳力基本相同。百粒重和籽仁率的遺傳力較大,在8個性狀中位居中等,次于含油率。說明百粒重和籽仁率是比較穩(wěn)定的性狀,環(huán)境條件對百粒重和籽仁率影響不太大。在選擇時,為了獲得令人滿意的結果,應加大選擇力度。2.2.4狹義遺傳力對比株高和花盤直徑均為描述長勢的性狀。從遺傳力看,二者均較小,在8個性狀中位居下游。從其廣義和狹義遺傳力對比看,顯性方差比重較大。因此可以肯定,它們都是不穩(wěn)定性狀,不能固定遺傳給后代。由于它們的遺傳力較低,在50%條件以下,所以較容易受到環(huán)境條件的影響。因此,如果想要提高這2個性狀,創(chuàng)造良好的栽培條件是有效的方法之一。對其選擇,不宜要求過嚴,應結合其它性狀進行考慮。2.2.5單盤粒重的遺傳穩(wěn)定性由于一般油用向日葵品種均是一株一個花盤,所以盤粒重就是單株生產(chǎn)力。從表2可見,單盤粒重的遺傳力很小,在8個性狀中居于末位,所以屬于不穩(wěn)定性狀,易受環(huán)境條件影響。因此,為了提高單盤粒重,除了選育高產(chǎn)品種外,必須創(chuàng)造優(yōu)良的栽培條件和管理措施,以發(fā)揮其豐產(chǎn)性能。2.3數(shù)量性狀的相關性利用207個品種的調查資料,分析了單盤粒重、籽實含油率、籽仁含油率、皮殼率、株高、百粒重、籽仁率、單盤粒數(shù)、花盤直徑、空殼率10個數(shù)量性狀兩兩的相關(見表3)。2.3.1豐產(chǎn)品種的選擇由表3可知,單盤粒重和籽仁含油率、株高、百粒重、單盤粒數(shù)、花盤直徑5個性狀呈極顯著正相關,相關程度較高。因此,植株高大、花盤大、單盤籽實大且多就是豐產(chǎn)類型。單盤粒重是個不穩(wěn)定性狀,田間也不易看得出來,所以想要選擇單盤粒重較高的類型,可以采用間接選擇法即選取株高盤大和每盤粒大粒多者即可。單盤粒重和籽仁含油率呈極顯著正相關,除了說明它們之間有內在聯(lián)系外,同時表明有利于單盤粒重增加的栽培環(huán)境條件,也有利于籽仁含油率的提高。2.3.2籽實含油率和皮殼率、百粒重、空殼率的關系表3指出,籽實含油率和籽仁含油率、籽仁率呈極顯著正相關,相關程度較高。因此,改良籽仁含油率和籽仁率,對于提高籽實含油率是有利的。同時,籽實含油率和皮殼率、百粒重、空殼率呈極顯著負相關。因此,為了提高籽實含油率,降低皮殼率和空殼率是很必要的。對于百粒重,由于它和單盤粒重為正相關,所以不宜過低,以中度為宜。從表3看出,空殼率不但和籽實含油率呈極顯著負相關,并且和籽仁含油率以及籽仁率也呈極顯著負相關。因此,在油用向日葵育種和栽培工作中,對空殼現(xiàn)象不能掉以輕心,必須采用各種措施予以降低和消滅。2.3.3皮殼率和株高、百粒重、空殼率的相關性皮殼率除了和籽實含油率呈極顯著負相關外,還和籽仁率呈極顯著負相關,因為它們是呈反比的性狀。皮殼率和株高、百粒重、空殼率呈極顯著正相關,說明株高粒大空殼多者皮殼厚。因此,為了降低和控制皮殼率在一定范圍內,選擇適宜株高和中小粒品種類型是比較合適的。2.3.4兩種植物植株經(jīng)濟性狀與單株生產(chǎn)力的關系油用向日葵株高是一個比較重要的性狀,株高與其它許多性狀相關性顯著。如株高與花盤直徑、單盤粒數(shù)、單盤粒重、百粒重、皮殼率等呈正相關,與籽仁率呈極顯著負相關。因此植株高者單株生產(chǎn)力也高。但植株高者籽仁率低、籽實含油率也低。在油用向日葵育種工作中,株高過高后期易倒伏。高株和籽仁率呈負相關,一味追求矮稈也不行,因為它和單株生產(chǎn)力呈正相關。從參試品種和資源分析結果看,對于油用向日葵品種,將其株高選在1.6m左右表現(xiàn)最好,不但產(chǎn)量高,含油率也高。3油用對支護體性狀的相關分析油用向日葵各性狀的變異程度較大,選擇范圍廣。說明參試材料遺傳資源豐富,可選育出優(yōu)異的品種類型。油用向日葵各性狀的遺傳力不同,含油率遺傳力較大,百粒重和籽仁率