克什米尔温带生态环境下绿豆遗传差异的估算

摘要

在2011年kharif期间，对35个绿豆基因型进行了鉴定，目的是分析这些基因型的遗传差异，为今后的育种研究提供依据。所有性状均有显著差异。对材料进行遗传分析，并进一步根据马氏D2统计数据将基因型分为7个聚类，其中聚类II最多有13个基因型，聚类i最多有11个基因型，聚类IV和V各有4个基因型，其余聚类为单基因型。聚类间距离最大的是聚类VI和聚类VII(9308.29)，其次是聚类IV和聚类VII，聚类I和聚类VII(5236.69)。植物-1的种子产量聚类均值的差异范围为聚类IV的(4.65 g)到聚类v的(2.83 g)。从聚类- vi和聚类- VII到聚类- iv和聚类- VII的基因型可以参与杂交程序，在分离世代中恢复优势重组或越界分离。

关键字

绿豆，分化，簇，杂交。

简介

豆科植物是高等植物的第三大家族，有2万种，根据面积和总产量，豆科植物的农业重要性仅次于谷物(Graham and Vance, 2003)。这些独特的作物具有固定大气氮的内在能力。因此，这些作物在很大程度上满足了自身对氮的需求。它们还在土壤中留下氮，使土壤肥沃，并为后续的作物提供养分。它们也是很多人饮食中的重要组成部分，特别是在发展中国家，是蛋白质的良好来源，有助于补充谷物饮食。豆类的蛋白质含量是谷物的两倍(>20%)，而其副产品为牲畜提供了营养丰富的饲料。随着人们对营养安全的需求不断增长，豆类作为人类饮食中蛋白质的植物来源变得越来越重要。不幸的是，与谷物不同，豆类的现有生产水平无法满足新出现的需求。豆类中，绿豆(豇豆．Wilczek)也被称为绿豆，choroko，绿豆，土豆泥，绿豆，绿克，金克和绿大豆。绿豆原产于孟加拉国、印度和巴基斯坦。绿豆是最近从菜豆属转移到豇豆属的许多物种之一。每100克绿豆的营养价值:能量(347千卡)、碳水化合物(62.62克)、糖(6.60克)、膳食纤维(16.3克)、脂肪(1.15克)、蛋白质(23.86克)、维生素C(4.8毫克)、钙(132毫克)及镁(189毫克)。(美国农业部营养数据库，1997)。绿豆也被认为是许多生物活性化合物的天然来源[1］．

遗传差异对于确定合适的基因型作为具有长期潜力的亲本也是极其重要的。Mahalanobis D²统计学是量化基因型水平上需要改进的性状的差异程度的有力工具，并为确定推定亲本以执行有效的育种策略提供了机会[1］．到目前为止，在印度，特别是克什米尔谷地，对绿豆品种的特征进行了有限的研究。关于遗传差异的精确信息对于高产育种项目至关重要，因为已知遗传多样性的亲本产生高杂种优势效应，从而增加理想的分离物的产量。D²从统计学的角度来看，现在已经有可能量化生物种群之间的遗传差异程度[2］．因此，本研究旨在确定35个绿豆形态产量和产量归属性状基因型的遗传多样性的性质和大小，以确定杂交方案的合适亲本。

材料与方法

在位于斯利那加的Sher-e-Kashmir农业科学技术大学(SKUAST-K) Shalimar校区植物育种和遗传学分部的体验农场进行了一项实验。总共有35个基因型(表1)，以Shalimar mung-1为对照，采用随机完全区组设计(RBD)，于2011年kharif进行3次重复试验。每个试验田由两行组成，每行3米长，行间和行间间距分别为30和10厘米。按照推荐的成套农艺措施种植健康作物。

表1。种质系、来源及系谱表。

观察了11个形态农艺、产量和品质性状，即开花天数- 50%、簇数-1株、初枝数-1株、荚果数-1株、荚果长(cm)、成熟天数- 80%、株高(cm)、荚果数-1株、百粒重(g)、产量-1株和蛋白质含量(%)。

在每个重复的每个试验田中随机选取10株竞争代表性植物，标记记录观察结果。遗传差异是用Rao, Singh和Choudhary描述的程序计算出来的。

结果与讨论

遗传差异的估计

分散方差分析表明，所测基因型在形态、成熟度、品质、产量和产量组成性状上表现出显著的变异。“V”统计量，即Wilk标准的测量值显著高于相应的卡方值(3245.05)，从而表明基因型具有显著的多样性，因此可以进行差异研究。

基于基因型的表现，35个基因型，包括一个检查被分为7个簇(表2)，根据Mahalanobis D2分析，采用Tocher的方法(Rao)。簇- ii包括最大基因型(13)，其次是簇- i(11)，簇- iv和簇- v(4)。其余的聚类为单基因型。检查Shalimar绿豆-1被分组在簇iv中。Rahim等和Katiyar等人也报道了类似的结果。[3.，4］．

表2:不同绿豆的分布(VignaradiataL. Wilczek)，基于D .²统计数据。

平均簇内和簇间距离(D²)值(表3)揭示了簇- v对簇内距离的估计最高(D²) 947.96，其次是cluster-II (490.84)， cluster-I(421.86)和cluster-IV(378.90)。簇间距离(D²)的距离最高(9308.29)，其次是簇- vi与簇- vii之间的距离(8708.22)、簇- i与簇- vii之间的距离(5236.69)、簇- iv与簇- v之间的距离(4782.11)、簇- v与簇- vi之间的距离(4209.98)、簇- iii与簇- vii之间的距离(3194.89)、簇- ii与簇- vi之间的距离(3006.26)。簇间距离最小的是簇- iii与簇- v之间的距离(784.32)，其次是簇- i与簇- iii之间的距离(819.31)，以及簇- ii与簇- iii之间的距离(987.29)。不同的研究报告将基因型分为不同的聚类[5，6］．最近，Singh等人根据扁豆(Lens culinaris Medik.)对干旱胁迫的敏感性将其耐旱基因型分为不同的簇[7］．基于群体结构和聚类分析，从栽培品种中分离野生种质[8］．

表3。绿豆(Vignaradiata L. Wilczek)簇间(上对角线)和簇内(对角线)平均D2值。

聚类表示不同的性状(表4)表明，不同聚类间的性状均值差异显著。在开花至50%的天数内，簇均值的变化范围为43.25(簇- iv)至53.21(簇- i)。达到80%成熟所需的平均天数为93.33天(第三组)至110.00天(第六组)。聚类plant-1的均值以聚类- vii最低(3.97)，聚类- iii最高(5.57)。主枝植物-1的平均数量最小为聚类- vii(2.57)，最高为聚类- iii(3.47)。聚类iii中植株-1的平均荚数最多(22.30个)，聚类vii中最小(16.00个)。平均荚果长度(cm)在聚类iii的6.72到聚类iv的7.86之间。株高在聚类-VI中最低，平均为66.03，在聚类- v中最高，平均为118.60。籽粒荚-1的平均值在聚类iv中最高(8.17)，在聚类v中最低(7.05)。簇- i的最大100粒重为3.24 g，簇- iii的最小100粒重为2.20 g。 The mean seed yield plant-1 ranged from 4.65 g in cluster-IV to 2.83 g in cluster-V. Maximum and minimum mean protein content was expressed by cluster-IV (22.41) and cluster-VI (20.59), respectively.

表4。绿豆品质、产量及产量组成性状的聚类方法(Vignaradiatal . Wilczek)。

遗传多样性分析是对育种群体进行分层抽样和鉴定杂交基因型的平台[8］．涉及遗传多样性的父母，已知提供了一个机会，汇集基因星座，产生理想的越界隔离在先进的世代。为了将大量的潜在基因型划分为少数数量的同质聚类，D²(Mahalanobis)的统计现已在植物育种中得到很好的建立[1］．Mahalanobis D的使用²许多工作者强调用统计学来估计遗传差异，因为它可以在任何群体中所有可能的群体对之间进行精确的比较，然后再进行实际的杂交[9］．Murthy和**am假设(Mahalanobis，)广义距离作为群体中心之间的度量距离，可能是有效区分亲本的非常有用的多元统计工具，因为高产亲本具有更大的遗传多样性，有望培育出高产杂种[10，11］．多变量分析量化种群间的差异程度，以了解种群演化模式的趋势，并评估不同组成部分对总差异的相对贡献，以及在种群内和种群间水平上起作用的力量的性质。

本研究中的群体星座模式表明，地理多样性并不是将特定来源或起源的基因型分组为一个特定聚类的必要因素。这意味着，地理多样性虽然很重要，但并不是决定遗传差异的唯一因素。早期的研究人员曾讨论过遗传漂变、选择压力和环境是导致生物多样性大于地理距离的主要因素[12］．遗传多样性是若干因素的结果，包括地理多样性。因此，亲本的选择应基于遗传多样性，而不是地理多样性和统计距离D²，显示了这些聚类间的遗传多样性指数。

聚类是指用不同的聚类来识别杂交所选择的性状。因此，在目前的材料中，聚类IV中的基因型代表了大多数性状的最高聚类均值，因此杂交方案应使用聚类IV中的基因型，并从该聚类中选择这些性状的改良。Sardana等人观察到，聚类均值和变异系数是多样性本质的有趣图景[13］．

在植物育种中，对现有种质资源的改良是一个持续的过程。任何成功的品种改良杂交方案主要依赖于选择具有高遗传变异性的亲本，以便为要改良的目标性状选择理想的性状组合。Maurya和Singh认为，在整体适应度范围内，亲本的多样性越大，在F₁，并随后导致在分离的世代中释放出广泛的遗传变异性[14］．

本研究的结果表明，通过系统的育种和选择方法，在聚合优良等位基因资源的实验材料中具有相当大的可变性和多样性，以恢复具有良好品质特征的高产分离。因此，杂交亲本的选择应在簇间距离较宽的不同簇中进行。从这种集群中选择的亲本本身也应该具有较高的性状表现。总的来说，强调将高产潜力与广泛的遗传多样性相结合，以进一步选择和选择杂交亲本。因此，聚类IV和聚类VII基因型之间的杂交可能表现出高杂种优势，并产生具有所需性状的优良重组体。

结论

簇间平均D²值在cluster-VI和cluster-VII之间最大，其次是cluster-IV和cluster-VII。簇- v的簇内距离最小，其次是簇- ii。不同形态、产量和品质性状的聚类均值显示，所有性状均存在显著的遗传变异。在本材料中，聚类IV中的基因型代表了大多数性状的最高聚类均值，因此应选择聚类IV中的基因型用于改良这些性状的杂交方案，并进一步表明聚类vi和聚类vii中的基因型之间的杂交可能产生产量和产量贡献性状的优良重组体。

参考文献

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