37份谷子农艺性状多样性与相关性分析
李
涛1
高志军2
杨文耀1*
017000）
（1内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特
010031；2鄂尔多斯市农牧业科学研究院，内蒙古鄂尔多斯
摘要：以37份谷子材料的14个农艺性状为研究对象，对3个质量性状遗传多样性，14个农艺性状的变异系
数、聚类及相关性进行分析。结果表明：质量性状的遗传多样性范围在0.40～1.16；变异系数（CV）变幅在
9.32%～59.79%；以欧氏距离为5将37份谷子品种划分为4类，第4类只有2016007，该品种穗颈长度较长、穗
码数较多，株高和主茎节数均为最低；小区产量与株高、主穗长、穗粒重、单穗重、千粒重呈极显著正相关，与刺毛长度呈显著正相关，与茎秆粗度呈极显著负相关。该研究对种质资源利用、杂交父母本选配及定向育种具有重要的指导意义。
关键词：谷子；遗传多样性；变异系数；聚类分析；相关性分析中图分类号S515
文献标识码A
文章编号1007-7731（2021）11-0096-05
DiversityandCorrelationAnalysisof37MilletAgronomicTraits
LITao1etal.
（1InnerMongoliaAcademyofAgricultureandAnimalHusbandrySciences,Hohhot010031,China）
Abstract:Basedon14agronomictraitsof37milletmaterials,thegeneticdiversityof3qualitytraits,thecoefficientofvariation,clustering,andcorrelationof14agronomictraitswereanalyzed.Theresultsshowthattherangeofgenet⁃icdiversityofqualitytraitsis:0.40~1.16;thecoefficientofvariation（CV）variesbetween0.09~0.60;37milletva⁃rietiesaredividedintofourcategorieswithEuclideandistanceof5,andthefourthcategoryisonly2016007,whichhasalongpaniclenecklength,morepaniclecode,thelowestplantheightandmainstemnodenumber.Theplotyieldisextremelysignificantlypositivelyrelatedtotheplantheight,mainpaniclelength,grainweightpermainstem,ingsignificanceforgermplasmresourceutilization,hybridparentselectionandtargetedbreeding.
panicleweightpermainstem,andthousandgrainweight,anditissignificantlypositivelyrelatedtobristlelength.
Correlationwithextremelysignificantnegativecorrelationwithdiameterofmainstem.Thisstudyhasimportantguid⁃Keywords:Millet;Geneticdiversity;Coefficientofvariation;Clusteranalysis;Correlationanalysis
［1］
谷子（SatariaitalieaBeauv.）是世界性栽培作物，与［2］
青狗尾草同科属，细胞染色体2n=18。谷子去壳后为小［3］米，其营养丰富，含蛋白质和氨基酸、脂肪和脂肪酸、碳水
源，地方品种众多［7］，具有广泛的形态学、遗传学差异。通过各地谷子性状的遗传多样性、相关性等分析，不仅可以对谷子进行准确、高效的分类，而且对优质杂交亲本选配、定向育种等具有重要的指导意义。
化合物、多种维生素及矿物质等，可满足人体必需的六大
［4］营养素要求。《食物本草》中强调小米有益气补虚、润肠健［5］胃、养心安神之效。随着人们对小米保健功效的认识，各
1
1.1
材料和方法
试验材料
供试材料由内蒙古自治区农牧业科学院
种小米深加工制品陆续出现，如：河南的小米油茶粉、云南
［6］的小米鲊、山东的小米煎饼以及台湾地区的小米酒等。
作物所和鄂尔多斯农科院提供，详见表1。于2019年5月4日种植于内蒙古自治区鄂尔多斯市农业科学院试验基地。
中国是谷子最大的发源地，拥有极其丰富的种质资
表1参试谷子品种主要农艺性状
品种201215001020121500852012150368株高
（cm）154.27134.00127.13主茎节数11.3310.4710.13穗茎长度主穗长穗粗茎秆粗度（cm）（cm）（cm）（cm）30.2037.5335.2726.3324.6720.607.606.907.303.203.002.97穗码数64.5385.8778.53穗粒重单穗重千粒重
粒色
（g）（g）（g）24.7916.0815.2628.4519.0817.843.893.353.091.001.003.00植株颜色2.332.334.00刺毛长度小区产量（cm）（kg）2.002.003.003.122.422.49基金项目：国家现代农业产业技术体系项目（CARS-06-13.5-A15）。
作者简介：李涛（1993—），男，内蒙古包头人，硕士，研究实习员，从事寒旱区作物品质育种与遗传改良工作。
*通讯作者
收稿日期：2021-03-24
Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.27卷11期李涛等37份谷子农艺性状多样性与相关性分析续表1
参试谷子品种主要农艺性状
穗码数105.33101.40123.27120.67104.87104.60104.20106.07106.07112.6096.0799.1380.13101.73101.73110.2099.1795.8769.0089.4799.9368.5383.5398.2083.4068.8783.47穗粒重单穗重千粒重
粒色
（g）（g）（g）21.6515.8320.6512.6622.1919.7424.4422.9115.3429.7717.0118.7317.8026.2920.9614.3819.2816.4327.5718.8514.0914.3018.5817.5119.2020.6925.1817.2718.5823.5120.5816.4118.6223.6225.4819.7122.9415.3527.2823.1129.5127.2017.9723.2820.1922.5122.3731.0224.6217.6622.9019.0023.5523.4717.0117.1023.8521.1922.9225.1128.9121.2925.9027.8524.8220.1923.8428.363.342.573.772.453.523.313.532.892.743.043.413.043.063.133.043.093.132.673.913.073.073.352.732.953.122.893.693.193.002.753.202.923.173.691.001.001.001.001.001.001.001.001.001.002.001.001.001.001.001.001.002.333.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.671.001.00植株颜色2.671.003.001.001.001.331.002.331.671.002.001.671.005.001.672.002.001.674.002.671.002.331.001.673.001.671.671.671.001.671.002.001.001.0097
品种2014014201600320160042016007201602720170262017027201703320170352018008白谷子沧谷7号沧谷9号赤谷16号
株高（cm）157.00143.00133.73151.80153.53162.67154.07112.13126.53151.80129.20143.00171.00129.60136.67132.40160.20148.73103.00114.73131.87123.67158.33145.67156.73176.27168.80126.67135.33130.40133.60177.0790.27
主茎节数12.1312.4010.9311.2012.2711.6711.6010.1311.8011.3312.4711.7313.9312.0711.7310.7311.7311.6011.9310.0010.3312.8712.5012.8013.1311.2714.8013.8011.6711.2711.4011.7311.409.87
穗茎长度主穗长穗粗茎秆粗度（cm）（cm）（cm）（cm）36.1328.2035.2734.8034.4734.9333.9334.8029.8727.8031.2021.4725.9331.5325.0729.9329.7333.1331.8028.8723.7321.8729.2724.2528.0030.9331.4031.2035.6027.0730.9328.5330.5338.6028.4021.2720.0018.4732.1327.6033.0723.4720.0722.7327.0724.8724.9322.2021.4721.8725.5322.9324.2024.8016.0019.8721.7322.9026.8022.7326.2721.0022.0024.6025.5323.2725.6042.537.138.137.406.876.676.677.077.606.607.507.407.737.178.137.177.136.906.276.407.607.076.777.337.437.278.337.937.678.937.807.077.237.876.533.273.173.273.003.133.273.133.303.333.502.973.103.533.333.073.073.003.003.002.972.933.273.473.423.133.433.003.403.533.602.973.133.803.53刺毛长度小区产量（cm）（kg）3.001.002.001.001.002.001.003.001.002.003.002.002.001.001.002.002.001.002.002.002.002.001.002.003.001.002.001.001.002.002.002.002.003.003.423.143.101.983.213.153.483.442.532.713.982.811.423.233.323.013.752.863.073.333.022.372.922.473.593.213.232.932.322.773.273.152.573.28赤优抗谷1号123.60大金苗大同29峰红4号峰红谷黄金谷济谷12济谷15济谷17冀谷41金谷5号晋谷18毛良谷子蒙金谷1号小香米豫谷18张杂谷19张杂谷5号中谷9号资源039
110.67
112.80105.87103.67108.67118.3399.80
1.2试验设计试验采取随机区组设计，3次重复，3行
多样性指数的计算采用Shannon-Weaver信息指数，计算公式：H′=-∑（Piln（Pi）），其中Pi为某一性状第i个级别出现的概率。在聚类过程中，种质间遗传距离为欧氏距离，聚类方法采用离差平方和法（cward′smethod），同时对所有农艺性状进行单因素方差分析和相关性分析。
区，行长5m，行距0.33m，小区面积5m2。本试验中谷子生育期严格按照相应时间进行田间记录；在谷子的完熟期进行田间挂牌，收获后测量主茎节数、株高、粒色等14个质量性状及数量性状等指标，并将质量性状量化分析。
粒色：黄=1，白黄=2，红=3；
植株颜色：绿=1，黄绿=2，黄=3，红=4，紫=5；刺毛长度：短=1，中=2，长=3。
试验数据采用Excel软件和SPSS19.0软件进行统计分析。不同品种间性状的差异用变异系数表示，遗传
2
2.1
结果与分析
参试谷子主要农艺性状的遗传多样性质量性状的遗传多样性
表2为供试材料的3
2.1.1
个质量性状的遗传多样性分析和频率分布：（1）粒色
Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.98为黄色的概率为99/111=89.2%、白黄出现概率为3/111=2.7%、红色出现的概率为9/111=8.1%，粒色的遗传多样性指数为0.4；（2）植株颜色出现绿色的概率为62/111=55.9%、黄绿出现的概率为11/111=9.9%、黄色出现的概率为29/111=26.1%、红色出现的概率为6/111=5.4%、紫色出现的概率为3/111=2.7%，植株颜色的多样性指数为1.16；（3）刺毛长度为短的概率为36/111=32.4%、刺毛长度为中的概率为57/111=51.4%、刺毛长性指数为1.00。
表2
参试谷子材料3个质量性状的遗传多样性指数和频率分布
遗传多样性指
0.401.161.009962361211573
频率分布
329189
40605030茎秆粗度穗粗
性状
主茎节数
续表4
安徽农学通报，AnhuiAgri，Sci，Bull，2021，27（11）谷子材料主要农艺性状单因素方差分析
平方和
组间组内总数组间
穗茎长度
组内总数组间
主穗长
组内总数组间组内总数组间组内总数组间
穗码数
组内总数组间
穗粒重
组内总数组间
均值140.7711.7330.6424.317.313.22
CV（%）14.6810.6615.7619.6210.8117.6729.5822.0011.7147.0659.7936.9617.519.32
小区产量单穗重
组内总数组间
千粒重
组内总数组间组内总数
129.563170.610626.83541.047
Df3611036743674367436743674367436743674367474
均方3.599.555
F6.488显著性.0011934.8842561.7192279.1342502.08734.71633.20767.9225.3884.45524314.11032609.5701780.9171933.0113713.9271683.0001142.2082825.20813.45715.24426.91829.6212.7031.7878295.4609.843222.953
53.7478.471
6.345.001
110
度为长的概率为18/111=16.2%，刺毛长度的遗传多样
63.3093.013.964.449.150.060675.392112.10149.47026.12246.75015.435.374.024.748.037
21.013.001
110
2.149.003
110
粒色植株颜色刺毛长度
2.486.001
110
2.1.2
幅在9.32%～59.79%，其中变异系数最小的是茎秆粗度，为9.32%，变异系数最大的是植株颜色，为59.79%。说明37份谷子材料中，茎秆粗细变化最小，植株颜色差异在14个农艺性状中差异最为明显。
表3
性状株高主茎节数穗茎长度主穗长穗粗茎秆粗度穗码数穗粒重单穗重千粒重粒色植株颜色刺毛长度小区产量
111111111111111111111111111111111111111111N极大值186.2015.6044.6047.2010.20139.0051.5933.624.013.005.003.004.124.00
谷子农艺性状的变异
极小值85.0018.2013.805.402.609.822.301.001.001.001.258.40
标准差20.671.254.834.770.7917.225.815.070.370.561.130.680.520.30
农艺性状的变异由表3可知，变异系数（CV）变
6.025.001
110
1.894.010
110
3.029.001
110
15.477.001
110
20.468.001
62.0012.06
97.4719.6423.053.161.191.891.842.971102.3参试谷子品种农艺性状聚类分析以欧氏距离为5
将37份谷子品种划分为4大类（图1）：第1类包括2014014、2017026、2016004、蒙金谷1号、2012150085、2012150368、峰红4号和金谷5号共8份品种，该类群各性状较为均一。第2类为2012150010、毛良谷子、峰红谷、赤谷16号共4份品种，该类群穗码数较少、穗粒重较重，具有很强的增产潜力。第3类为赤优抗谷1号、济谷15、济谷12、2017035、沧谷7号、冀谷41、2016027、中谷9号、济谷17、豫谷18、2018008、白谷子、黄金谷、2017033、小香米、2017027、大晋谷18、资源039共24份品种，该类群穗粗较粗、穗码数最同29、张杂谷19、大金苗、张杂谷5号、2016003、沧谷9号、多、小区产量较高。第4类只有2016007，该品种除穗颈长度较长、穗码数较多外，其他性状都较低，其中株高和主茎节数均为最低，可以考虑作为抗倒伏品种或者草谷子品种种植。
2.2参试谷子品种主要农艺性状方差分析由表4可知，
14个农艺性状的方差均在0.01水平上表现出极显著差异水平，说明37个谷子品种之间差异表现明显，适于下一步农艺性状分析。
表4
谷子材料主要农艺性状单因素方差分析
平方和
株高
组间组内总数
42545.61646979.0564433.440
Df3611074
均方59.911
F
显著性.0011181.82319.726Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.27卷11期李涛等37份谷子农艺性状多样性与相关性分析
99
对37份谷
2.4参试谷子品种农艺性状的相关性分析
子主要农艺性进行相关性分析可知：株高与主茎节数、穗茎长度、主穗长、穗粗、穗粒重、单穗重、千粒重、小区产量呈极显著正相关；主茎节数与穗粗、茎秆粗度、单穗重呈极显著正相关，与穗粒重呈显著正相关，与刺毛长度呈极显著负相关；穗茎长度与主穗长呈极显著正相关，与千粒重呈显著正相关；主穗长与穗粒重、单穗重、千粒重、刺毛长度、小区产量呈极显著正相关，与穗码数呈显著正相关；穗粗与穗粒重、单穗重呈极显著正相关，与茎秆粗度呈显著正相关；茎秆粗度与穗码数呈极显著正相关，与穗粒重、单穗重呈显著正相关，与粒色、小区产量呈极显著负相关；穗码数与千粒重、粒色、植株颜色呈极显著负相关；穗粒重与单穗重、千粒重、小区产量呈极显著正相关；单穗重与单穗重、小区产量呈极显著正相关；千粒重与刺毛长度、小区产量呈极显著正相关；粒色与植株颜色呈极显著正相关，与刺毛长度呈显著正相关；植株颜色与刺毛长度呈极显著正相关；刺毛长度与小区产量呈显著正相关。
图1
参试谷子品种农艺性状聚类
表5
株高
株高主茎节数穗茎长度主穗长穗粗茎秆粗度穗码数穗粒重单穗重千粒重粒色植株颜色刺毛长度小区产量
.571**.347**.588**.285**-0.052.433**.612**.479**0.0150.1170.150.1211参试谷子品种主要农艺性状的相关性系数
主茎节数穗茎长度主穗长穗粗茎秆粗度穗码数穗粒重单穗重千粒重粒色植株颜色刺毛长度小区产量
1
-0.072.468**.314**0.121.210*0.098
-0.152-0.0810.0050.074.225*0.1580.1020.0820.0950.023
.299**
1
-0.0540.154.226*
1
.217*0.067
1
-0.071-0.166-.250**0.150.03
.389**
.400**.313**.549**.505**
.316**.238*.241*
1
-0.043
1
-0.065-0.171-.256**-.310**-0.003-0.1670.094.299**-0.105-0.068
-0.15-0.017-0.105-.407**0.077
0.012
.452**-0.092-0.084-.323**.324**.322**
0.095.774**
1
1
1
.437**.353**0.055-.289**-0.031.262**.349**.280**0.025-0.1820.057-0.003.323**.199*
.205*.374**
1
.248**0.1531
.225*1
1注：**.在.01水平（双侧）上显著相关；*.在0.05水平（双侧）上显著相关。
3结论与讨论
本研究利用37份谷子材料的14个性状数据，对谷子农艺性状遗传多样性及其变异系数进行了综合评价。质量性状的遗传多样性范围在0.40～1.16，遗传多样性最低的性状为粒色（0.40），遗传多样性最高的性状为植株颜色（1.16）；农艺性状变异系数（CV）变幅在9.32%～59.79%，变异系数最小的是茎秆粗度（9.32%），变异系数最大的是植株颜色（59.79%）。其中，植株颜色的遗传多样性指数和变异系数均为最大，说明37份谷子材料的植株颜色差异较大，植株颜色变异幅度大，在遗传育种杂交亲本选配
中具有较好的利用价值。
以欧氏距离为5将37份谷子品种划分为以下4类：第1类共8份品种，该类群各性状较为均一，在资源收集分类上差异较小，可以归为同一类群；第2类共4份品种，该类群穗码数较少、穗粒重较重，具有很强的增产潜力，可以进行多年人工定向选择、优化栽培措施，使整体产量大幅度提高；第3类共24份品种，该类群穗粗较粗、穗码数最多、小区产量较高，适用于优质、高产品种的杂交亲本选配；第4类只有2016007，该品种除穗颈长度较长、穗码数较多外，其他性状都较低，其中株高和主茎节数均为
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小区产量、穗粒重均与产量高低有着直接关系。任芹勇等［8］以65份谷子材料为基础，对谷子农艺性状进行相关性分析，结果显示，穗粒重与穗长、穗粗、千粒重、单穗重呈极显著正相关。本试验相关分析可知，穗粒重与单穗重、千粒重、小区产量、株高、主穗长、穗粗呈极显著正相关，与主茎节数、茎秆粗度呈显著正相关。2个试验结果基本一致，说明提高谷子产量需选择单穗重及千粒重较重、小区产量较高、株高相对较高、穗长较长、穗粗较粗、主茎节数较多、茎秆粗度较粗的谷子品种。王丹丹等［9］对不同谷区的53份谷子材料进行相关性分析，结果表明，穗长、节数（叶片数）、穗粗、穗重和千粒重均与产量呈极显著正相关，株高与产量呈显著正相关。本试验中，小区产量与株高、主穗长、穗粒重、单穗重、千粒重呈极显著正相关，与刺毛长度呈显著正相关，与茎秆粗度呈极显著负相关。本研究不仅与王丹丹等研究结果相符，而且说明刺毛长度越长的谷子品种产量越高，猜测刺毛长的谷子品种可能更加抗旱、防鸟虫；茎秆粗度越粗的谷子品种穗粒重相对较重，但其产量会大幅度降低，因此控制适宜的茎秆粗度是高产、稳产的重要条件。
（上接39页）入腐熟的农家肥15t/hm2、450kg/hm2过磷酸钙，翻入土中作基肥。4.6
培土和地膜覆盖
培土是半夏一项重要的高产技术
措施，其目的是盖住珠芽和种子，有利于出苗和保墒。每次倒苗采挖后，应及时使用土杂肥或秸秆等把掉在地面上的珠芽和种子覆盖起来，覆盖厚度以2cm左右为宜，太厚则不利于出苗和高产。早春可采取地膜覆盖的措施提高地温，当半夏苗生长至2～3cm时移除地膜，以免棚内温度过高烫伤小苗。地膜覆盖可使半夏提前15d左右出苗，延长半夏的生长期，增加产量。4.7
病虫害防治
应坚持“预防为主，综合防控”的原则，
以病虫预测预报为基础，优化农业生态环境，以有效控制病虫危害和降低农药使用量为目标，综合运用农业、生物、物理和化学相结合的绿色防控技术，选择高效低毒低残留的有机合成农药，并严格控制用药量。天门半夏病害主要有叶斑病、病毒病和块茎腐烂病等，虫害主要有红天蛾、芋双线天蛾和蚜虫等。叶斑病可用50%多菌灵800～1000倍液或甲基托布津1000倍液喷施，每7～10d喷施1次，连续2～3次；病毒病应严格防治传染病原的蚜虫，杜绝传染源；块茎腐烂病应做好田间排灌，防治积水，选用无病种茎并拌种消毒，可有效减少病害的发生；红天蛾和芋双线天蛾可用4.5%高效氟氯菊酯乳油1500~2000倍液喷施，每5～7d喷施1次，连续2～3次，可有效杀灭；蚜虫可用黄板诱杀，设置450~750张/hm即可有效防治。
2
安徽农学通报，AnhuiAgri，Sci，Bull，2021，27（11）
农艺性状的表现不仅是由遗传因素决定的，也受到环境因素的影响。对谷子遗传多样性的研究，可以为种质资源利用、亲本选配、定向性状选择等提供理论基础和科学依据。参考文献
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（责编：张宏民）
4.8
适时采收
一般于夏、秋季茎叶枯萎倒苗后采收，即
5月中旬和11月上旬。过早采收影响产量，过晚采收则难
以去皮和晒干。采收时，从地块的一端开始，用爪钩顺垄挖15～20cm深的沟，逐一将半夏挖出。起挖时选择晴天浅翻细翻，将直径0.5cm以上的收获，做药或留种；过小的留在土中，继续培植，来年再收。参考文献
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［8］左军，牟景光，胡晓阳.半夏化学成分及现代药理作用研究进展
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［9］费改顺，贾正平，张强，等.野生半夏人工栽培技术的研究［J］.国
际中医中药杂志，2010，32（03）：264-266.
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2012，40（01）：150-151，200.
（责编：张宏民）
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