摘要
小麦的遗传改良工作中，近缘属的基因资源被视为理想的遗传材料。十倍体长穗偃麦草（Thinopyrum ponticum (Popd.) Barkworth and Dewey, 2n=10x=70）是偃麦草属的一种多年生小麦野生近缘种植物，具有生长能力强、分蘖多、多花、大穗等优点。利用远缘杂交技术，可以将这些外源基因导入到小麦中，从而有效地扩大了小麦的遗传多样性，创制出综合农艺性状突出的新种质。本研究以509份普通小麦-十倍体长穗偃麦草杂交的衍生后代和48份陕西省主栽品种为材料，对其农艺性状和籽粒表型，采用多样性分析、主成分分析、聚类分析、综合评价值等方法进行综合评价，并对筛选优异种质进行分子细胞遗传学鉴定。主要研究结果如下： 1. 509 份衍生后代材料的 8 个主要农艺性状分析结果显示，农艺性状变异系数介于11.65%-24.85%之间，其中旗叶宽的变异系数最大，穗粒数的变异系数最小；多样性指数介于1.05-2.05之间，其中分蘖数的多样性指数最大，芒长的多样性指数最小。衍生后代株高、穗长、穗粒数的平均值均显著低于陕西省主栽品种平均值，但变异系数均比主栽品种的大。表明衍生后代材料的遗传多样性较高。 2. 农艺性状之间相关性分析表明，8个农艺性状指标之间有20对性状间具有相关性，其中株高与穗下节长的相关性最强（r=0.628）。对8个主要农艺性状进行主成分分析，穗粒数、株高、分蘖数、芒长和旗叶这5个因子对509份衍生后代材料的农艺性状贡献率较高。农艺性状聚类分析显示，在欧式距离D=40时，可以将这509份材料分为五类：类群Ⅰ主要表现为长穗、多穗粒数；类群Ⅱ主要表现为高秆；类群Ⅲ主要表现为矮秆；类群Ⅳ主要表现为多分蘖；类群Ⅴ主要性状表现均不突出。其中类群Ⅰ的总体农艺性状较优良，共49份材料，占全部供试材料的9.60%，穗长平均为10.87 cm，穗粒数平均为66.55个，且该类群的变异系数较大，为15.50%。 3. 籽粒表型分析发现：8个籽粒性状变异系数介于5.05%-11.77%之间，其中千粒重的变异系数最大，籽粒宽度的变异系数最小；多样性指数介于1.03-2.03之间，千粒重的多样性指数最大，籽粒长宽比的多样性指数最小。衍生后代千粒重的平均值低于主栽品种千粒重的平均值，差异并不显著，但变异系数比主栽品种的小。籽粒表型整体变异系数较小，只有千粒重大于 10%，表明衍生后代材料的籽粒表型千粒重遗传变异程度较高。 4. 籽粒表型相关性分析表明，8 个籽粒表型指标之间有 26 对性状间具有相关性，其中相关性最高的为籽粒面积与籽粒直径（r=0.992）。对8个籽粒表型指标进行主成分分析，籽粒面积和长宽比这两个因子对衍生后代材料籽粒表型的贡献率较高。采用隶属函数法计算出综合评价值，对509份材料的综合评价筛选出D值大于0.75的高均匀度材料共10份。 5. 农艺性状与籽粒表型相关性分析结果表明，8 个农艺性状和 8 个籽粒表型间有52 对性状都具有相关性，其中相关性最高的两对性状为穗长与籽粒长度（r = 0.420）。综合分析筛选出10份株高合适、千粒重高、籽粒均匀度好的优良材料分别为：CH210、CH556、CH555、CH233、CH182、CH537、CH234、CH451、CH212、CH247；并且筛选出67份单一性状突出的种质。 6. 对筛选出的性状突出的4份材料CH277（千粒重69.09 g）、CH483（穗粒数96粒）、CH322（矮杆49.5 cm）、CH187（分蘖数约33.5个）进行细胞学鉴定和基因芯片分析。原位杂交鉴定显示，这些种质均没有观察到十倍体长穗偃麦草外源染色体信号。结合基因芯片对比分析显示CH277、CH483、CH322、CH187中均有长穗偃麦草的1E-7E染色体的SNP位点，外源SNP位点数分别占总检测位点的7.77%、9.07%、8.34%、7.13%，分别在7E、2E、1E、6E上外源信号数占这条染色体检测位点数最大，推测其可能为小麦-十倍体长穗偃麦草渗入系后代材料。 本研究通过对509份普通小麦-十倍体长穗偃麦草衍生后代的农艺性状和籽粒表型分析，筛选出单一性状突出的种质67份，综合性状优良的种质10份，并鉴定出4份优异种质为小麦-十倍体长穗偃麦草渐渗系。该研究筛选出的小麦-十倍体长穗偃麦草衍生系为小麦遗传改良和品种培育提供了候选种质。
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