华北夏谷区谷子品种形态、生理差异及遗传多样性分析

摘要

本试验于2015-2016年在山东省农业科学院作物研究所济南试验基地进行。试验材料选用20世纪80年代至今华北夏谷区审（鉴）定大面积推广的20个主栽谷子品种。探讨我国华北地区谷子品种更替过程中产量性状、农艺性状、品质性状及生理特性的演变规律，明确各性状对产量形成的重要性。通过SSR标记分析，研究了华北地区近年来育成谷子品种的遗传多样性结构及30年来的多样性变化。主要研究结果如下：
　　（1）谷子品种产量及农艺性状的演变：华北地区近30年来育成谷子品种的产量呈上升趋势，平均每年提高29 kg/hm2，穗长、穗重、穗粒重、茎粗呈上升趋势，穗粗、株高呈下降趋势，株高降低、茎粗增粗提高了谷子品种的抗倒伏能力，产量的提高是各性状综合协调的结果。相关分析表明，各性状与产量的相关系数由大到小依次是穗长﹥穗粗﹥单穗粒重﹥单穗重﹥株高﹥茎粗﹥抽穗日数﹥千粒重，其中抽穗日数、千粒重对产量影响不大。
　　（2）谷子品种品质性状的演变：本试验仅就近30年来育成谷子品种籽粒的粗蛋白、粗脂肪、总碳水化合物含量的变化进行了分析。结果表明，随着年代递进谷子籽粒中粗脂肪、总碳水化合物含量略微增长，粗蛋白含量略微下降，但三个指标的变异系数都较小，表明营养品质性状有一定的改善，但幅度较小，有必要针对特定需求进行针对性的改良。
　　（3）谷子品种旗叶中氮代谢酶活性的演变：谷子花后旗叶中谷氨酰胺合成酶（GS）与谷氨酸合成酶（GOGAT）活性均呈现单峰曲线，并且两种酶活性的最高时期均为花后7天。GS与GOGAT活性均表现为随育成年代递进呈上升趋势，说明品种改良提高了谷子的GS与GOGAT活性。可溶性蛋白含量在花后7天到成熟期下降幅度从小到大依次是2010s、2000s、1990s、1980s，说明品种改良过程中谷子植株内各种酶源与代谢调节物质的降解速率降低。花后各时期的酶活性与谷子产量的相关性表明，近年来育成谷子品种旗叶中GS活性、GOGAT活性和可溶性蛋白含量的变化更有利于提高产量。
　　（4）谷子品种遗传多样性分析：本试验利用82对SSR引物对近30年来华北地区的20个谷子品种进行遗传多样性分析，结果表明有48对多态性引物能在20个谷子品种扩增出具有多态性的条带，共检测出115个等位变异，平均每个位点检测出的等位变异数为2.4个。聚类分析的结果显示，20个谷子品种在遗传相似系数0.54时，被分为3类，其中谷丰1号各自成为一类，表明谷丰一号的遗传距离较其他品种大。对不同年代谷子品种间遗传距离进行分析，结果显示各年代品种之间的平均遗传距离由大到小依次是1980s>1990s>2000s>2010s，表明随着年代的递进育成品种的遗传差异减小，亲缘关系增近。
　　综上所述，本研究认为华北地区下一步谷子育种中应注重对大穗型品种、氮高效品种的选育，并应在今后育种中有针对性的对谷子品种的营养品质进行改良。由于近年来育成品种的遗传基础减小，各品种之间的亲缘关系渐近，育种中应加强优异种质的引进和亲本材料的创新。

目录

声明

前言

1.1研究背景与意义

1.2中国谷子栽培的历史与现状

1.3国内外研究现状

试验设计、材料与方法

2.1试验材料

2.2 田间试验

2.3分析测定项目

2.4 数据处理

结果与分析

3.1 不同年代谷子品种农艺及产量相关性状演变分析

3.2 不同年代谷子品种产量的演变分析

3.3 不同年代谷子品种品质性状的演变分析

3．4不同年代谷子品种旗叶氮素相关酶活性的演变趋势

3.5不同年代谷子品种遗传多样性的SSR分析

讨论与结论

4.1不同年代育成谷子品种农艺性状的演变分析

4.2不同年代育成谷子品种的品质性状的演变分析

4.3不同年代谷子品种旗叶氮素相关酶活性的演变趋势

4.4 利用SSR标记对参试品种亲缘关系的分析

参考文献

英文缩略词表

致谢

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