1、遗 传 一 冬 小 麦 数 量 性 状 遗 传 差 异 及 其在 作 物 育 种 上 的 应 用现 在 生 产 上 应 用 的 作 物 品 种，绝 大 多 数 是通 过 有 性 杂 交 育 种 选 育 出 来 的。以 这 种 方 法 选育 出 的 新 品 种 主 要 有 两 种 类 型遗 传 基 础 比 较稳 定 的 品 种 纯 种 和 比 较 不 稳 定 的 杂 种 第 一代。要 选 育 好 的 品 种，无 论 是 纯 种 还 是 杂 种，都涉 及 合 理 选 配 亲 本 问 题。而 合 理 选 配 亲 本 的 重要 原 则 之 一 是 杂 交 亲 本 的 遗 传 差 异 要 大。怎 么 知
2、 道 亲 本 间 遗 传 差 异 大 小 呢有 人 认为，地 理 来 源 差 异 大 的 品 种 反 映 在 形 态、生 态、生 理 和 发 育 性 状 上 的 差 异 也 大，也 许 可 以 用 亲本 地 理 上 距 离 的 远 近 代 表 它 们 遗 传 差 异 的木小。但 进 一 步 研 究 指 出，亲 本 的 地 理 分 布 和 其遗 传 差 异 间 并 无 直 接 联 系【。若 是 这 样 的 话，则 研 究 如 何 测 定 亲 本 间 遗 传 差 异 就 很 有 必 要了。本 研 究 目 的利 用 主 成 份 分 析 评 价 亲 本 综合 性 状利 用 多 元 分 析 法 定 量
3、测 定 亲 本 间 遗 传差 异 以 遗 传 距 离 度 量，再 根 据 遗 传 距 离 的 大小 对 亲 本 进 行 分 类，以 便 为 杂 交 育 种 合 理 选 配亲 本 提 供 一 个 依 据。米，行 距 与 株 距 分 别 为 和 厘 米。抽 穗 前在 小 区 的 中 间 两 行 随 机 抽 样 株，作 观 察 考 种用。考 察 性 状抽 穗 期、株 高、主 穗 长、主 穗 下节 间 长、主 穗 粒 数、有 效 穗 数、百 粒 重 和 株 拉 重。二 统 计 分 析为 评 价 供 试 材 料 综 合 性 状 的 好 坏 和 对 它 们按 遗 传 差 异 进 行 分 类，在 一 般 方
4、 差 分 析 基 础 上，我 们 对 材 料 的 性 状 进 行 了 主 成 份 分 析 和 聚 类 分析。关 于 分 析 原 理 和 方 法 参 阅 文 献。二、结 果 分 析 和 讨 论材 料 和 方 法 一 供 试 材 料共 个 材 料，主 要 是 北 京 地 区 近 几 年 常 用的 品 种，来 自 不 同 的 地 理 分 布 和 杂 交 组 合 表。试 验 材 料 于 夕一 年 度 种 在 本 校 试验 地 内。一 个 材 料 种 一 个 小 区 行 区，行 长 一 一 般 方 差 分 析 个 材 料个 性 状 的 方 差 估 算 结 果 如 表根 据 表方 差 分 析 结 果 知抽
5、 穗 期、株 高、主 穗 长、主 穗 下 节 间 长 和 百 粒 重 的 差 异 均 达 到极 显 著 水 准，这 表 明 它 们 的 材 料 间 方 差 主 要 是由 于 材 料 的 差 异 提 供 的。因 此 只 选 留 这个 性状 作 进 一 步 分 析。二 主 成 份 分 析计 算 选 留 性 状 抽 穗 期、株 高、主 穗 长、主 穗下 节 间 长 和 百 粒 重 的 遗 传 相 关 系 数 表，其结 果 以 一 个 五 阶 遗 传 相 关 矩 阵给 出。算 出 以 上 遗 传 相 关 矩 阵 的 特 征 根 以，及 本 研 究 自 始 至 终 得 到 中 国 农 科 院 作 物 育
6、 种 栽 培 研 究 所庄 巧 生、王 恒 立 先 生 的 大 力 支 持 和 热 情 指 导，特 此 玫谢。：表供 试 材 料 一 览 表编 号 名 称 来 源 类 型 编 号 名 称一一口，一 目，州 一 抗晋 中 红 良号京 作 京 双号 病 山 前 性 生 特甲，之尤 艺亏”洛 夫 林 井 毕早 熟世 丫臀了“洛 夫 林。例 勃丫胜 利 少尤 艺兮二 三竺 竺 三 聋 翌 掣 掣 黔 一 一 有 芒 红 北 京号又舒 瓦 极 星工 白 抽 包 一 一 衣 大 维 尔 只 火 华 北 又阿 桑 亥 因亥 德火欧 柔 火 北 京号 一 又农 大 同 材 料 华 北 义辛 石 麦 苏 早号丫
7、华 北 灿 子 麦火包 打 三 百 炮同 材 料同 材 料 产 夕 受 一 有 芒 白号有 芒 白号有 芒 白号北 京 号京 作 有 芒 红号北 京 夕号不 详 尤 皮，火农 大妙义北 京号 尤 皮农 大 又 北 京号衣 大 朽又北 京号北 京号又舒 瓦 极 星 维 尔又 北 京号 义北 京号 又农 大 北 京号只农 大 只 洋 冬 麦只欧 柔 同 材 料 农 大 丫 伊 利 亚 农 大 同 材 料 有 芒 红灿 包 北 京号北 京 号京 选号京 双号京 选号，北 京 号同 材 料 招同 材 料碧 妈号义早 洋 麦 丫 欧 柔 选 系 马 格 尼 夫火依 利 亚 又 欧 柔 选 系中 高 秆
8、又 不 详 只北 京号 八八 夕 廿，二，改夕 式，矛 口，月 潇呀，且，月寸，立，几，工秆 矮京 作 农 大 农 大 产 了 八 两，一 斗 一 一 一长 武 阿 芙 乐 尔有 芒 红 洛 夫 林 同 材 料 不 详 北 京号又水 原 义早 熟号 牛 朱 特又无 芒号 又无 芒号 一 一 斗一 一 乡 一多，了 一 多 一弓 灿 包又有 芒 白号灿 包火 有 芒 白号中 高 秆 有 芒 白号同 材 料 中 高 秆 有 芒 白号同 材 料 根 思只京 作。咸 农，选 系同 材 料 壮同 材 料 了 八，工，到 叫 叫川川 引引叫 表华 色 座 二卜三亘 二巨亘臼材 料 司”材 料 内 性 状
9、的 方 差 分 析，里 蓄 币 石 荀履 焦事 赢 顽主 穗 粒 数。止 垄 生卜一燮 竖”，”材 料 间 和 材 料 内 自 由 度 分 别 为 和，。表性 状 的 谙 传 相 关 系 数。表 示 显 著 水 准 为。对 总 遗 传 方 差 贡 献 的 百 分 率。为 提 高 分 析 精 度，只 选 用 第 一、二、三 个 特 征 根又、又、又和 相 应的 三 个 特 征 向 量、。从 表知，前 三 个 特征 根 占 总 遗 传 方 差 的 形。根 据几、几、几和 相 应 的，、，以 及 亲 本下，甘，以 乙，产 口 讨，或 八”，且 八 以 山，声，几 八 曰 其 累 积 百 分 率 一客
10、州客动，以“各特 征 根 相 应 的 特 征 向 量，列 于 表 各 特 征 根 大 小 代 表 各 综 合 指 标 遗 传 方 差 大小，各 特 征 根 累 积 百 分 率 代 表 各 有 关 综 合 指 标，各 性 状 经 标 准 化 的 基 因 型 值，利 用 文 献 计算 亲 本 各 综 合 指 标 主 成 分 的 公 式，得 个 材 料的 第 一、二、三 主 成 分 资、爪、茸，列 于 表，。这样，对 所 研 究 的 性 状 而 言，每 个 材 料 的 特 点 就 可用 这 三 个 主 成 分 表 征 之。根 据 对 材 料 性 状 的 主 成 分 分 析，如 何 评 价匆 八 曰
11、吸，一，八 曰 仁 产 肠 尸 沙、访一 一、表特 征 根、特 征 根 象 积 百 分 率 及 特 征 向 久 久 又 又之 之又 久 又，夕 乏少 注 注 注 夕 今 今。斗 一 一 一 一 一“一 斗 斗 一 一“一 口 材 料 综 合 性 状 的 好 坏 呢因 特 征 向 量 表 征 材 料 各 性 状 对 综 合 指 标 贡献 的 大 小，即 为 材 料 性 状 的 组 合 系 数。例 如，第一 主 成 分 特 征 向 量。中 的 各 元 素，自 左 至 右 分 别 是 抽 穗 期、株高、主 穗 长、主 穗 下 节 间 长 和 百 粒 重 的 组 合 系数。从 看 出，这 些 性 状
12、的 系 数 为 正，且 较 接近 但 抽 穗 期 的 较 小。这 表 明 第 一 主 成 分 值 较大，则 相 应 的 各 性 状 值 都 较 大，如 抽 穗 期 较 晚、植 株 较 高 主 穗 下 节 间 也 较 长 和 主 穗 较 长、粒重 较 重。因 此，我 们 可 把 第 一 主 成 份 称 为 大 小因 子。同 理，可 把 第 二、三 主 成 份 称 为 早 晚 因 子和 穗 部 性 状 因 子。根 据 主 成 份 分 析 评 价 亲 本 优 劣 的 标 准 是 什么从 粒 重 考 虑，第 一 主 成 份 值 应 越 大 越 好，但伴 随 而 来 的 是 植 株 偏 高 和 抽 穗
13、期 偏 晚。从 早 熟考 虑，第 二 主 成 份 值 应 越 小 越 好。第 三 主 成 份 是穗 部 性 状 因 子，但 主 穗 长 和 粒 重 的 组 合 系 数 的绝 对 值 近 于 相 等 而 符 号 相 反。所 以 根 据 第 三 主成 分 评 价 材 料 时，若 两 材 料 主 穗 长 近 于 相 等，则要 求 第 三 主 成 份 越 大 越 好 这 时 粒 重 高 若 粒重 近 于 相 等，则 第 三 主 成 份 应 小 由 于 主 穗 长 可能 会 粒 多。基 于 以 上 分 析，根 据 表计 算 了 研究 群 体 第 一、二、三 主 成 份 的 平 均 值 分 别 为 承、承
14、、承。为 了 选 出 被 研 究表供 试 材 料 的 三 个 主 成 分斗。斗川二 二 二阵”，弓“”，一 一“”霍畜犷 一 巡 竺乏奢困 二二土 上兰斗 斗 弓“一，。卜，一”一 一，一生 二士 竺 一竺 生一 一斗。口一 一 一，厂 一 一口。一 一 几 一 一，。一 了，一 一月，咋 自 一，一 一 一 一，一。履 履盂 犷 一醚 二 二 斗 矛 矛 奋 奋 一。育 育窗犷一巡是 是 斗 斗。一 一 一 一 二立立土“斗 一 一 阵阵 斗一 斗一 一 一只一。口 八 一。一一 孙 一 一一，一 夕，胜 一，一，夕，一 八 口、尸一 心一 工 一 一夕 一 一，、一，了。乃，一。一 肠 刀
15、 一一，匕 内 了 一 炸，门 了，了一月，一 内 一，曰一月呀 一月，斗一。斗一，一，一 一口，妇 门 乙 二 一 一一 内 一 一 琦 琦，一 一 二万一下不万。一 一 一 二匡 匡土“，“一 一 一，一 一 一】“，性 状 的 综 合 性 状 较 好 株 高 适 中、城熟 较 早 和籽 粒 较 重 的 材 料，我 们 规 定 材 料 的 主 成 分 为歇 土 士、的 才 入选。，是 大 于 还 是 小 于 平 均 水 平，为 好，要 看材 料 的 穗 长 和 粒 重 而 定。例 如，以 号 材 料 为例，第 一、二 主 成 分 都 符 合 规 定 人 选 要 求第 三主 成 分 很 小，
16、究 其 原 因 乃 是 由 于 其 主 穗 很 长 并非 粒 重 低，故 也 应 入 选。这 样 共 选 人 个 综 合性 状 较 好 的 材 料 编 号 为，几 曰 口日厂，口巨川 一、腼 书 引 加 犯 邓 以 即 巧 犯 卜 吕卜豁 陈飞 二，、与、气。愁，工。，异 而花哥 亏 兀 瓦品 种 编 号品 种 聚 类 图扩 酌表材 料 类 群 的 组 成丰 才 料 数亲 本 编 号一 一 一 一一一 一一一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一了，子，斗 于，斗，斗，斗，招表材 料 群 间 和 群 内 遗 传 距 离，月 山，一嘴 户，闷 斗 洲
17、 别二，牛 一、一 一一 三 聚 类 分 析计 算 个 材 料 的 每 两 个 材 料 的 遗 传 距 离二值 共 个。根 据 这 些值 的 大 小 采 用系 统 聚 类 法 逐 层 计 算、逐 层 归 并 得 聚 类 图。考虑 到 分 类 原 则，由 聚 类 图我 们 把 材 料 分 成四 类 表。类 群 间 和 类 群 内 的 遗 传 距 离姆羡所 示。根 据 表作 出 类 群 间 的 遗 传 距 离 图 图。图 中 圆 圈 半 径 的 大 小 反 映 类 群 内 遗 传 距 离大 小。尹、心、图 四 个 类 群 的 遗 传 距 离根 据 以 上 对 材 料 分 类 结 果，作 如 下 讨
18、 论。从 表和 表知，材 料 斗 一和 夕一属 同 一 组 合 的 品 系，然 而 分 属 不 同 类 群和。材 料 一和 一，以 及 材 料 一和”科 的 情 况 也 与 上 相 仿。这 表 明，即 使同 一 组 合，由 于 亲 本 性 状 差 异 大 和 选 择 方 向 不同，其 后 代 可 有 较 大 遗 传 差 异。有 研 究 指 出，在 不 同 环 境 下 的 选 择 和 遗 传 漂 变 引 起 的 遗 传 差异，可 比 地 理 上 远 距 离 引 起 的 遗 传 差 异 还 要大 从 表知，同 一 类 群 内 材 料 间 的 遗 传 差 异小，而 类 群 间 的 遗 传 差 异 大
19、。因 此，杂 交 亲 本 一般 不 应 在 类 群 内 而 应 在 类 群 间 选 择。在 哪 些 类 群 间 选 择 亲 本进 行 杂 交 会 更 有 效呢由 表算 出 四 个 类 群 间 的个 可 能 组 合 的平 均 遗 传 距 离 吞。于 是，规 定 如 下 的选 择 亲 本 的 标 准 应 该 是 合 乎 逻 辑 的一般 应 在类 间 遗 传 距 离 不 小 于 类 间 平 均 遗 传 距 离 的 类 群间 选 择 亲 本 进 行 杂 交 为 宜。该 研 究 中，满 足 这个 标 准 的 有 类 群和，和 川，以 及 和川 表夕。回 顾 北 京 地 区 近 几 年 的 育 种 实 践
20、，已做 过 的 并 表 现 较 好 的 组 合，如 京 双号山前、抽 包丫有 艺 白号 山 前、北 京 号洛 夫 林 号、有 芒 白号洛 夫 林 号 和 洛 夫 林 加 号 等，各 组 合 亲 本 间 的遗 传 差 异 在 这 里 都 是 很 大 的 图和 图 夕 年 有 人 在 普 通 小 麦 的 产 量 育 种 中 对 选 配杂 交 亲 本 的 几 种 方 法 进 行 了 实 验 对 比 研 究囚，结 果 也 表 明 以 根 据 多 元 分 析 法 选 择 那 些 遗 传 差异 大 的 亲 本 间 的 杂 交 更 有 成 效。这 些 都 说 明，利 用 多 元 分 析 法 测 定 的 材
21、料 间 的 遗 传 距 离，可作 为 杂 交 育 种 时 选 配 亲 本 的 一 个 依 据。在 遗 传 距 离 的 基 础 上 选 定 杂 交 类 群 后，哪些 材 料 可 以 用 来 杂 交 呢这 就 要 结 合 选 配 杂 交亲 本 的 其 它 一 般 原 则 综 合 考 虑。也 可 根 据 前 面的 主 成 分 分 析 中 对 亲 本 的 认 识，采 用 在 主 成 分分 析 中 人 选 的 综 合 性 状 较 好 且 主 成 分 互 补 的 材料 做 亲 本 进 行 杂 交。这 样 就 能 适 当 减 少 杂 交 组合 数。总 之，本 研 究 利 用 多 元 分 析 法 测 定 亲
22、本 的遗 传 差 异 所 得 结 果，基 本 与 本 地 区 育 种 实 践 在这 方 面 积 累 的 经 验 相 符。但 这 种 测 定 方 法 是 否客 观 地 反 映 了 材 料 间 真 实 的 遗 传 差 异，还 需 有专 门 的 试 验 予 以 验 证。还 得 指 出，本 研 究 在 试 验 上 有 其 缺 陷。如没 设 重 复，只 能 用 个 体 值 作 为 调 查 分 析 单 位，在一 定 程 度 上 影 响 对 结 果 的 精 度又 如 没 有 对 小区 产 量 进 行 测 定，也 会 影 响 到 主 成 分 的 分 析 以及 根 据 主 成 分 对 材 料 的 评 价 和 分 类 等 问 题。这些 都 应 在 以 后 的 研 究 中 注 意 改 进。但 是，从 亲本 分 类 研 究 以 及 探 讨 杂 交 亲 本 选 配 的 方 法 来看，还 是 很 有 意 义 的。参 考 文 献 刘 来 福作 物 数 量 性 状 的 遗 传 距 离 及 其 测 定。遗 传 学报，一。，且二劝，、丑。，犷 落，一，进 名亡 夕犷艺。刀，一，七 万，丑 卫，扑 几 井，一【石卫 二。对 刀。，一
