全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
文章编号 :100028551 (2000) 0320129205
大麦早熟突变系高产基因型特征
陈秀兰　韩月澎　何震天　杨鹤峰
(江苏里下河地区农科所　江苏 扬州　225002)
摘要 :运用通径分析和逐步回归相结合的统计方法 ,研究迟熟品种苏农 9052 的 36 个
早熟突变系的 8 个农艺性状之间的遗传相关和各自的遗传参数 ,以及高产基因型特
征。结果表明 :11 生育期较亲本提早的幅度为 2～13d ,产量性状的突变范围较大 ;21
生育期与每穗粒数呈极显著遗传相关 ;31 影响单株产量的因子 ,按直接作用大小排
列为 :单株有效穗 > 千粒重 > 每穗总粒数 > 结实率 ,即早熟突变系高产基因型特征首
先是多穗 ,其次是大粒 ,早熟高产品种的选育必须采取两高 (穗数、粒重) 一低 (粒数)
育种策略 ;41 早熟突变系的千粒重和生育期有较高的广义遗传力 ,单株有效穗和单
株产量广义遗传力较小 ,遗传变异系数和遗传进度较大。
关键词 :大麦 　早熟突变 　高产基因型特征 　通径分析
收稿日期 :1999211222
作者简介 :陈秀兰 (1956 —) ,女 ,江苏泰兴人。江苏里下河地区农科所副所长、研究员。从事作物辐射遗传育种工作。
选育早熟大麦品种 ,不仅能够提高复种指数、进行间作套种 ,而且能避免自然灾害 (如南方
赤霉病、北方干热风等)或减轻受害程度。因此 ,早熟大麦品种的选育历来作为大麦育种的主
要目标之一。国内外的实践证明 ,辐射诱变对大麦熟期的改良是相当有效的。例如 ,日本的鹈
饲保雄辐射处理晚熟大麦品种竹林茨城 1 号 ,获得了 150 个早熟突变体。早熟品种的产量要
高而稳 ,否则在生产上没有利用价值。因此在选育大麦早熟突变的同时 ,必须注重对高产有利
突变基因的筛选和积累 ,对早熟突变品种的高产基因型特征的了解 ,可以起到事半功倍的选育
效果。关于早熟突变引起其它农艺性状的相应改变、早熟突变系的高产基因型特征等研究 ,在
水稻方面报道较多[1～5 ] ,但关于大麦的研究报道甚少。为此 ,本试验利用苏农 9052 的早熟突
变品系进行了遗传相关和通径分析 ,以探讨大麦早熟高产育种有效的单株选择方法和途径。
1 　材料与方法
1993 年利用60Coγ射线辐照诱变迟熟二棱皮大麦苏农 9052 ,于 M4 代中选出 36 份稳定早
熟突变系。1998 年与对照亲本苏农 9052 (CK) 一起种于江苏里下河地区农科所试验田 ,采用
随机区组设计 ,重复 3 次 ,每重复单行粒播 30 粒 ,粒行距 4cm ×25cm。土壤肥力中等 ,生长期
间每公顷施纯氮 180kg ,田间管理与大田一致。成熟期每重复去两头 ,从每行中间随机取 10
株进行室内考种 ,考察性状包括 :株高 ( X1) 、穗长 ( X2) 、结实率 ( X3) 、每穗总粒数 ( X4) 、千粒重
(X5) 、单株有效穗 (X6) 、生育期 (播种～抽穗 X7) 、单株产量 ( Y) 。各性状均取平均值进行分
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析 ,统计分析借助 SAS6112 软件 ,其中回归分析采用 STEPWISE 法。
2 　结果与分析
211 　早熟突变系农艺性状的表现及遗传系数
21111 　农艺性状的表现 　从表 1 可知 ,36 个早熟突变系生育期的变化幅度为 16110～17210 ,
比亲本提早 2～13d ,其中提早 11～13d 的 6 份 ,6～10d 的 24 份 ,2～5d 的 6 份。早熟突变系的
变异程度以单株产量最大 ,大小与 CK 相比变幅为 - 25139 %～69172 % ,变异系数最大为
2315937。此外 ,在单株产量构成因子中以单株有效穗的变异系数最大 ,其余依次排为 :千粒重
> 每穗总粒数 > 结实率。
表 1 　苏农 9052 早熟突变系农艺性状的表现及遗传参数
Table 1 　The agronomic traits and genetic parameters of the early2mature
mutant lines induced from Sunong 9052
性　状
traits
平均值
average
( …x ±s x) 突变范围mutationrange ±CK% 变异系数CV( %) 广义遗传力h2B 遗传变异系数GCV 遗传进度GS 相对遗传进度GS %
生育期
days from sowig to
heading(d)
166128
±413474 16010～17210 - 8157～- 1171 316975 63189 4191 6165 8110
株高
plant height (cm)
82112
±315676 72163～90183 - 15110～6118 611439 70147 5179 0197 10106
穗长
length of panicle (cm)
9164
±014686 8159～11111 - 2150～26111 618745 56119 3159 4171 5155
结实率
fertility ( %)
84191
±218684 77160～91150 - 6117～10164 417774 56197 5131 2141 8125
每穗总粒数
No. of grain per panicle
29122
±114529 25145～32168 - 11120～13190 710318 94172 11154 10121 23114
千粒重
10002grain2weight (g) 44113±317071 3716～5210 - 16163～15130 1118799 54134 12113 1123 18136
单株有效穗
fertile panicle per plant
617
±017796 510～919 - 20163～57114 1614552 43156 15157 1149 21116
单株产量
yield per plant (g)
7104
±111745 4173～10176 - 25139～69172 2315937 90126 3151 11142 6187
21112 　主要农艺性状的遗传参数 　(1)广义遗传力 (h2B) :从高到低的顺序为 :千粒重 →生育期
→穗长 →株高 →每穗总粒数 →结实率 →单株有效穗 →单株产量 (表 1) 。这说明千粒重、生育
期有较强的遗传力 ,可于低世代进行选择 ;而每穗总粒数、结实率、单株有效穗、单株产量的遗
传力均较小 ,因此丰产性宜于高世代选择。即早熟辐射育种 ,宜采用“先早后丰、早中选丰”的
育种途径。
(2)遗传变异系数 ( GCV) :以单株产量最大 ,单株有效穗、千粒重产量构成因子次之 ,这就
为优良早熟单株选择提供了丰富的遗传变异资源。
(3)相对遗传进度 ( GS %) :以千粒重最大 ,单株产量、单株有效穗次之。在 5 %的选择压力
下 ,对 3 种性状分别进行选择 ,当选群体的单株产量、千粒重、单株有效穗、每穗总粒数的平均
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数可比原群体平均数分别增加为 21116 %、23114 %、18136 %和 8125 %。
212 　早熟突变系农艺性状之间的遗传相关
从表 2 遗传相关可知 ,生育期与每穗总粒数呈极显著正相关 ,与穗长呈显著正相关 ,即每
穗粒数、穗长随着生育期的缩短而减少 ,随生育期的延长而增加。生育期与单株产量的遗传相
关系数接近显著水平 ,与结实率也呈不显著正相关 ,与株高、千粒重、单株有效穗等其它性状几
乎不存在遗传相关。由此可见 , (1)早熟突变品系的单株产量随生育期缩短而降低 ,表明早熟
与高产存在一定程度的矛盾 ; (2)早熟突变品系的穗型一般较亲本小 ,每穗粒数较少 ,这可能是
由于春性不强的早熟突变品系的穗分化期短 ,造成穗小粒少的原因 ; (3)早熟与分蘖性、粒重不
存在相关 ,这就为实现早熟高产育种提供了可能的选育途径。
表 2 　苏农 9052 早熟突变系主要性状之间的遗传相关
Tabel 2 　The genetic correlation among main traits of the early2mature mutant
lines induced from Sunong 9052
性状
character
株高
plant
height
穗长
length of
panicle
结实率
fertility
每穗总数粒
No. of
grain
per panicle
千粒重
KGW
单株有效穗
productive
panicle
per plant
生育期
days from
sowing
to heading
单株产量
yield
per plant
株高
plant height
1 015163 3 3 - 010088 012100 016359 3 3 010079 010046 014028 3
穗长
length of panicle
1 011679 017039 3 3 011491 - 011274 013994 3 012007
结实率
fertility
1 011933 010033 015171 3 011536 016202 3 3
每穗总粒数
No. of grain per panicle
1 010056 - 012031 018183 3 3 012120
千粒重
KGW
1 010073 010087 015568 3 3
单株有效穗
productive panicle
per plant
1 010033 017735 3 3
生育期
days from sowing
to heading
1 013023
单株产量
yield per plant
1
株高与穗长、千粒重呈极显著正相关 ,与单株产量呈显著正相关。单株产量与结实率、千
粒重、单株有效穗均呈极显著正相关 ,与穗长、每穗总粒数均呈不显著正相关。此外 ,每穗总粒
数和穗长之间呈极显著正相关 ,单株有效穗与结实率之间呈显著正相关。
213 　早熟突变系高产基因型特征及高产选育途径
以早熟突变系主要经济性状即 X1～X7 为自变数 ,产量 Y为依变数 ,采用逐步回归法进行
多元回归分析 ,得最优回归方程为 :
Y = - 2118958 + 010787X3 + 012347X4 + 011825X5 + 110966X6 　　(R2 = 01985)
该回归方程表明 ,当本试验中其它因素维持在平均水平时 ,早熟突变体的结实率、每穗总
粒数、千粒重、单株有效穗每增加 1 个单位 (1 个百分点、1 个 1g、1 个) ,单株产量分别增加
131　3 期 大麦早熟突变系高产基因型特征
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010787、012347、011825 和 110966g。以单株有效穗作用最大 ,每穗总粒数次之 ,结实率最小。
对影响单株产量的主要性状进行通径分析表明 (见表 3) ,影响早熟突变品系单株产量的
性状 ,按其直接作用大小顺序依次排列为 :单株有效穗 > 千粒重 > 每穗总粒数 > 结实率。除单
株有效穗通过结实率表现为较大的正向间接效应、通过每穗总粒数表现为较大的负向间接效
应外 ,其余性状的间接作用都很小。可见 ,早熟突变系的高产基因型特征首先是多穗 ,其次是
大粒。
表 3 　苏农 9052 早熟突变系主要性状对单株产量的通径分析
Table 4 　Path analysis of contribution of main traits to indiviual yield for
early2mature mutant lines induced from Sunong 9052
性状
characters
直接作用
direct path
间接作用 ,通过　indirect path ,dueto
单株有效穗
productive panicle
per plant
千粒重
10002grain2weight 每穗总粒数No. of grain per panicle 结实率fertility
单株有效穗
productive panicle per plant 017320 010439 - 011021 012660
千粒重
10002grain2weight 014561 010274 010203 010124
每穗总粒数
No. of grain per panicle
012963 - 010413 010132 010432
结实率
fertility
011936 010704 010053 010282
结合上述遗传相关、回归分析可知 ,辐射诱变早熟二棱大麦品种的选育 ,解决好早熟与高
产之间矛盾的途径是 :选育两高 (穗数、粒重)一低 (粒数)早熟突变品种。即辐射诱变早熟二棱
大麦品种选育 ,在进行优良丰产早熟单株选择时 ,在注重对分蘖力强、多穗型品系选择的基础
上 ,兼顾大粒型品种的选育 ,以较多的穗数与较高的粒重来弥补因穗数的增加而导致每穗粒数
的减少 ,间接降低了单株产量所造成的损失。
3 　讨 　论
311 　早熟突变系的千粒重、抽穗期有较高的广义遗传力 ,这与前人的报道是一致的[6 ] 。单株
有效穗、单株产量、千粒重等产量构成性状的遗传变异系数和预期遗传进度较大 ,这表明早熟
与高产之间的矛盾是完全可以解决的。
312 　品种选育实质就是对目标基因进行创造的选择 ,实现有利基因集成的过程。辐射诱变完
全可以起到积累控制产量性状的微效基因作用 ,达到高产或超高产的育种目标[8 ] 。本试验结
果表明 ,辐射诱变大麦早熟突变品系与常规杂交选育品种的高产基因型特征和选育途径是较
为一致的[7 ] 。即它们的高产群体都是两高 (穗数、粒重) 一低 (粒数) ;育种途径是在力争多穗
的基础上攻大粒。这也说明了大麦早熟高产群体的基因型特征和遗传基础是较为稳定的。
313 　辐射诱变育种对目标性状改良时 ,在较大的选择群体中进行丰产性筛选时 ,如果对单株
选择缺少明确的选择标准 ,单株选择的随意性就会很大 ,容易造成高产基因型材料的丢失。本
研究表明 ,找出影响单株产量的主要因子即高产基因型特征 ,并结合遗传力的大小对早熟、丰
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产性等进行选择 ,可以大大提高早熟、高产育种的选育效率。
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THE CHARACTERISTICS OF HIGH2YIELD GENOTYPE OF
EARLY2MATURE MUTANT L INES IN BARL EY
CHEN Xiu2lan 　HAN Yue2peng 　HE Zhen2tian 　YAN G He2feng
( A gricult ure , Science Instit ute of L i xiahe A rea , Jiangsu Prov . Yangz hou 　225002)
ABSTRACT :The correlation and genetic parameters of eight agronomic traits of 36 early mature
mutant l ines induced from barley Sunong 9052 were studied by stepwise regression and path
analysis. The results showed that :( 1) the growing period of early mutants was shortened 2～13
days from that of their parent and the trait of yield had a great mutation range ;( 2) the number
of grain per panicle signif icantly correlated with the days from sowing to heading;( 3) according
to direct path coeff icients ,the main characters related with individual plant2yield were in order
of productive panicle per plant > 10002grain2weight > number of grain per panicle > fertil ity ,the
high2yield genotype had more productive panicle and higher 100002grain2weight ,and to increase
the yield in the breeding of early mature mutation was to select the l ines with more tillers and
productive panicles , higher 10002grain2weight and lower number of grain per panicle ; ( 4) the
higher broad2sense heritabil ity and genetic variation coeff icient were found in 10002grain2weight
and the days from sowing to heading.
Key words :barley ; early mature mutant ; high yield genotype ; path analysis
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