马铃薯块茎钾含量近红外模型的建立及主要性状的遗传分析

论文摘要

我国马铃薯的育种方法一直以杂交育种为主,由于栽培马铃薯的四倍体遗传特性,导致一直以来缺乏系统进行的遗传育种理论研究,亲本的选择和组合的配制大多比较盲目。随着以马铃薯品质改良为目的的品质育种工作的逐步开展,针对特定品质性状进行遗传分析显得尤为重要。本研究围绕马铃薯块茎钾含量和粗蛋白含量两个品质指标进行:（1）以1562份试验材料为基础,采用改进的最小二乘法回归技术,构建快速、高效、较为准确地测定块茎钾含量的近红外光谱分析模型;（2）对以9个亲本配制的17个杂交组合中的15个组合的主要性状进行方差分析、频率分析,分析各性状在组合间差异和组合内部的分布规律;（3）运用农艺性状数量遗传学的新理论和新方法,按不规则缺失的非平衡双列杂交的统计方法,对17个杂交组合的主要性状进行遗传及相关分析。结果表明:（1）建立的块茎钾含量的近红外光谱分析模型,定标方程的SECV值为0.072,1-VR值为0.881,较接近1,钾含量的验证参数SEP（C）值为0.080,RSQ值为0.866,所建模型较好,具有一定的实用价值,可以将其用于马铃薯育种过程中大量材料的筛选工作。（2）方差分析结果显示,杂交组合后代表现为高产的组合为0813（中薯4号×东农01-33023）和0815（中薯4号×T1800）;表现为大块茎和高商品薯率的组合为0818（大西洋×1533）和0817（大西洋×东农01-33023）;表现为高比重的组合为0820（大西洋×T1800）和0808（Roslin×T1800）;表现为低还原糖含量的组合为0817（大西洋×东农01-33023）、0812（Desiree×T1800）、0802（Ns51-5×1533）、0810（Desiree×1533）、0820（大西洋×T1800）和0818（大西洋×1533）;表现为高蛋白含量的组合为0802（Ns51-5×1533 ）和0810（Desiree×1533）;表现为高钾含量的组合为0802（Ns51-5×1533）和0818（大西洋×1533）。（3）遗传分析结果表明,改良蛋白含量和钾含量可通过选择一般配合力高的品种作为亲本;改良平均单薯重和商品薯率这两个性状也要注重选择一般配合力高的品种作亲本,并且要在特定的环境下进行选择;单株结薯数和比重的改良除了选择一般配合力高的品种作亲本外,选择特殊配合力高的组合也将有效;改良单株产量的有效方式是在特定环境下选择一般配合力高的品种作亲本,或通过选择特殊配合力高的组合进行改良。本研究中,具有显著或极显著正向加性主效应的亲本有:P1（ Ns51-5）在蛋白含量和钾含量上,P2（Roslin）在比重上,P3（Desiree）在主茎数和蛋白含量上,P4（中薯4号）在单株结薯数上,P5（大西洋）在株高、平均单薯重、商品薯率和比重上,P7（1533）在蛋白含量和钾含量上,P9（T1800）在单株结薯数和比重上。具有显著或极显著正向显性主效应的组合有: P1×P8（Ns51-5×中薯3号）在单株结薯数和比重上, P2×P7（Roslin×1533）在比重上,P2×P9（Roslin×T1800）在主茎数、单株结薯数和单株产量上,P4×P9（中薯4号×T1800）在株高上,P5×P7（大西洋×1533）在株高上,P5×P9（大西洋×T1800）在比重上。（4）从性状间的相关分析得知,可利用株高对单株产量、商品薯率和平均单薯重进行间接选择;平均单薯重和商品薯率、蛋白含量和钾含量都可以同步提高;单株结薯数和单株产量可以同步提高,而单株结薯数与商品薯率、平均单薯重、钾含量和蛋白含量的同步提高却有一定的难度。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 马铃薯育种现状及育种方向
• 1.1.1 马铃薯育种现状
• 1.1.2 马铃薯育种方向
• 1.2 马铃薯品质育种研究进展
• 1.2.1 马铃薯品质育种的意义
• 1.2.2 马铃薯主要品质性状的重要性
• 1.2.3 加快马铃薯品质育种的主要措施
• 1.3 近红外光谱分析技术
• 1.3.1 近红外光谱分析技术的发展历程
• 1.3.2 近红外光谱分析技术的原理
• 1.3.3 近红外光谱分析技术的特点
• 1.3.4 近红外光谱分析技术在农业上的应用
• 1.4 本研究的目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 田间试验
• 2.2.2 主要性状的测定
• 2.2.3 钾含量定标
• 2.3 数据处理
• 2.3.1 方差分析及频率分布
• 2.3.2 遗传与相关分析
• 3 结果与分析
• 3.1 马铃薯块茎钾含量近红外模型的建立
• 3.1.1 马铃薯块茎钾含量的原始数据分析
• 3.1.2 剔除超常样品和过剩样品后的结果分析
• 3.1.3 钾含量定标集和验证集的分选
• 3.1.4 定标模型的建立
• 3.1.5 模型的验证
• 3.2 各组合主要性状的变异情况分析
• 3.2.1 各组合植株性状的变异情况分析
• 3.2.2 各组合产量性状的变异情况分析
• 3.2.3 各组合品质性状的变异情况分析
• 3.3 马铃薯主要性状的遗传及相关分析
• 3.3.1 方差分量组成和遗传力分析
• 3.3.2 亲本主要性状的加性效应
• 3.3.3 杂交组合主要性状的显性效应
• 3.3.4 马铃薯主要性状间的相关分析
• 4 讨论
• 4.1 影响近红外光谱分析结果准确性的因素
• 4.2 杂交组合各性状的变异情况
• 4.3 杂交组合各性状的遗传
• 4.4 杂交组合各性状的相关
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文