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(guó)的栽培面積僅次于大豆和油菜。通過(guò)提高油用向日葵單位面積產(chǎn)量來(lái)增加油產(chǎn)量,是一個(gè)有效途徑。在向日葵育種過(guò)程中,為了選育具有高產(chǎn)、抗病、質(zhì)優(yōu)、株型理想等性狀優(yōu)良的向日葵雜交種,往往要對(duì)向日葵自交系、雜交種的各個(gè)性狀間的差異與關(guān)聯(lián)和產(chǎn)量的相關(guān)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(guān)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(duì)育種實(shí)踐具有指導(dǎo)作用。1材料和方法1.1材料表面供試材料為國(guó)內(nèi)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(fù)配試驗(yàn)田間設(shè)計(jì)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(shí),使用了2套材料。一套為8個(gè)自交系,另套為8個(gè)品種。這2套材料均采用雙列雜交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。其F1在田間以3行區(qū)隨機(jī)區(qū)組法進(jìn)行試驗(yàn),3次重復(fù)。所有參試材料的播種方式均為行長(zhǎng)10m,行距60cm,株距25cm。成熟后隨機(jī)從10株上收10個(gè)花盤(pán),單盤(pán)考種分析。含油率測(cè)定用索氏浸提法,每份材料測(cè)定3個(gè)樣品,求平均值。2結(jié)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(pán)直徑、單盤(pán)粒數(shù)、單盤(pán)粒重、百粒重等的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、極差、變異系數(shù)結(jié)果見(jiàn)表1。2.1.1油用對(duì)支護(hù)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(dá)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(shuō)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(pán)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(pán)粒數(shù)和單盤(pán)粒重的變異都是很大的,單盤(pán)粒數(shù)極差達(dá)到2433粒之多,單盤(pán)粒重極差達(dá)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(pán)粒數(shù)仍在1000粒左右,單盤(pán)粒重在50g左右,并且單盤(pán)粒數(shù)和單盤(pán)粒重的次數(shù)分布均呈正向分布,所以選育單盤(pán)粒數(shù)多和單盤(pán)粒重大的高產(chǎn)類型是不容易的。這2個(gè)性狀受環(huán)境條件影響很大,改善栽培條件和管理措施對(duì)于提高單盤(pán)粒數(shù)、單盤(pán)粒重的效果更加顯著。2.1.3皮殼率對(duì)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(jìn)潛力。為了增加籽實(shí)產(chǎn)量,在提高百粒重的同時(shí)必須降低皮殼率。目前我國(guó)油用向日葵育種中,降低皮殼率成為主要育種目標(biāo)之一。這是因?yàn)榻档推ぢ士梢蕴岣咦讶事?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(shí)含油率差異在參試材料中籽仁含油率和籽實(shí)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(shí)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(chǔ)。目前我國(guó)對(duì)油用向日葵品種,要求其籽仁含油率在58%以上,籽實(shí)含油率在47%以上,從現(xiàn)有品種資源看,這一育種目標(biāo)通過(guò)選擇是可以達(dá)到的。2.1.5空殼率與產(chǎn)量從表1可見(jiàn),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(shuō)明大多數(shù)品種的空殼率處于低值。由于空殼率影響籽實(shí)產(chǎn)量和產(chǎn)油量,所以國(guó)內(nèi)外都很重視它。通過(guò)多年試驗(yàn)空殼率除了與品種材料直接相關(guān),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(chóng)授粉的條件及實(shí)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(guò)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(pán)直徑、單盤(pán)粒數(shù)、單盤(pán)粒重、百粒重等的遺傳力分析結(jié)果見(jiàn)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(yàn)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(jié)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?yàn)樵谒倪z傳方差中除去了非加性方差。也正因?yàn)槿绱?通過(guò)二者對(duì)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(wú)論是籽實(shí)含油率還是籽仁含油率,其遺傳力均很大,在8個(gè)性狀中順位居首。說(shuō)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(jìn)品種的含油率,但不是很容易。對(duì)于含油率選擇,應(yīng)采用直接選擇法,以獲得可靠的結(jié)果。2.2.3環(huán)境條件對(duì)百粒重和籽仁率的影響籽仁率和百粒重均為描述籽實(shí)的性狀,百粒重說(shuō)明籽實(shí)的大小,籽仁率說(shuō)明在籽實(shí)中籽仁所占的比例。籽仁率和皮殼率是兩個(gè)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(gè)性狀中位居中等,次于含油率。說(shuō)明百粒重和籽仁率是比較穩(wěn)定的性狀,環(huán)境條件對(duì)百粒重和籽仁率影響不太大。在選擇時(shí),為了獲得令人滿意的結(jié)果,應(yīng)加大選擇力度。2.2.4狹義遺傳力對(duì)比株高和花盤(pán)直徑均為描述長(zhǎng)勢(shì)的性狀。從遺傳力看,二者均較小,在8個(gè)性狀中位居下游。從其廣義和狹義遺傳力對(duì)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(gè)性狀,創(chuàng)造良好的栽培條件是有效的方法之一。對(duì)其選擇,不宜要求過(guò)嚴(yán),應(yīng)結(jié)合其它性狀進(jìn)行考慮。2.2.5單盤(pán)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(gè)花盤(pán),所以盤(pán)粒重就是單株生產(chǎn)力。從表2可見(jiàn),單盤(pán)粒重的遺傳力很小,在8個(gè)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(pán)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(guān)性利用207個(gè)品種的調(diào)查資料,分析了單盤(pán)粒重、籽實(shí)含油率、籽仁含油率、皮殼率、株高、百粒重、籽仁率、單盤(pán)粒數(shù)、花盤(pán)直徑、空殼率10個(gè)數(shù)量性狀兩兩的相關(guān)(見(jiàn)表3)。2.3.1豐產(chǎn)品種的選擇由表3可知,單盤(pán)粒重和籽仁含油率、株高、百粒重、單盤(pán)粒數(shù)、花盤(pán)直徑5個(gè)性狀呈極顯著正相關(guān),相關(guān)程度較高。因此,植株高大、花盤(pán)大、單盤(pán)籽實(shí)大且多就是豐產(chǎn)類型。單盤(pán)粒重是個(gè)不穩(wěn)定性狀,田間也不易看得出來(lái),所以想要選擇單盤(pán)粒重較高的類型,可以采用間接選擇法即選取株高盤(pán)大和每盤(pán)粒大粒多者即可。單盤(pán)粒重和籽仁含油率呈極顯著正相關(guān),除了說(shuō)明它們之間有內(nèi)在聯(lián)系外,同時(shí)表明有利于單盤(pán)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(shí)含油率和皮殼率、百粒重、空殼率的關(guān)系表3指出,籽實(shí)含油率和籽仁含油率、籽仁率呈極顯著正相關(guān),相關(guān)程度較高。因此,改良籽仁含油率和籽仁率,對(duì)于提高籽實(shí)含油率是有利的。同時(shí),籽實(shí)含油率和皮殼率、百粒重、空殼率呈極顯著負(fù)相關(guān)。因此,為了提高籽實(shí)含油率,降低皮殼率和空殼率是很必要的。對(duì)于百粒重,由于它和單盤(pán)粒重為正相關(guān),所以不宜過(guò)低,以中度為宜。從表3看出,空殼率不但和籽實(shí)含油率呈極顯著負(fù)相關(guān),并且和籽仁含油率以及籽仁率也呈極顯著負(fù)相關(guān)。因此,在油用向日葵育種和栽培工作中,對(duì)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(guān)性皮殼率除了和籽實(shí)含油率呈極顯著負(fù)相關(guān)外,還和籽仁率呈極顯著負(fù)相關(guān),因?yàn)樗鼈兪浅史幢鹊男誀?。皮殼率和株高、百粒重、空殼率呈極顯著正相關(guān),說(shuō)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(nèi),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(jì)性狀與單株生產(chǎn)力的關(guān)系油用向日葵株高是一個(gè)比較重要的性狀,株高與其它許多性狀相關(guān)性顯著。如株高與花盤(pán)直徑、單盤(pán)粒數(shù)、單盤(pán)粒重、百粒重、皮殼率等呈正相關(guān),與籽仁率呈極顯著負(fù)相關(guān)。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(shí)含油率也低。在油用向日葵育種工作中,株高過(guò)高后期易倒伏。高株和籽仁率呈負(fù)相關(guān),一味追求矮稈也不行,因?yàn)樗蛦沃晟a(chǎn)力呈正相關(guān)。從參試品種和資源分析結(jié)果看,對(duì)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(duì)支護(hù)體性狀的相關(guān)分析油用向日葵各性狀的變異程度較大,選擇范圍廣。說(shuō)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