海南水稻種質(zhì)資源評價及多樣性分析

唐力瓊 林 力 韓義勝 徐 靖 朱紅林 王效寧 王新華 唐清杰

（海南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所/海南省農(nóng)作物遺傳育種重點實驗室/農(nóng)業(yè)部作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制海南科學觀測試驗站，?？?571100）

回顧我國水稻育種的發(fā)展歷程，突破性水稻品種的育成及育種上的重大突破性成就無一不依賴于關鍵性優(yōu)異種質(zhì)資源的發(fā)掘和利用。例如，20 世紀50-60 年代，矮腳南特、低腳烏尖等矮稈栽培稻資源的發(fā)現(xiàn)和應用，使水稻產(chǎn)量一舉提高了20%～30%，引發(fā)了一場“綠色革命”[1]；80-90 年代的光溫敏核不育資源的發(fā)現(xiàn)和應用實現(xiàn)了雜交水稻由三系到兩系的發(fā)展[2]。廣東省農(nóng)科院等單位利用國外資源IR9965-8-2 育成的三黃占2 號是一個具持久抗病性特征的水稻品種[3]，利用美國Lemont 與豐澳占雜交選育的優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻美香占2 號在廣東、江西等地成為主推品種。

海南省屬于典型的熱帶氣候，也是最主要的南繁基地，擁有豐富的水稻種質(zhì)資源類型。海南島野生稻資源豐富，中國現(xiàn)有的3 種野生稻即普通野生稻（Oryza rufipogonGriff.）、藥用野生稻（Oryza officinalisWall.）和疣粒野生稻（Oryza meyerianaBaill.）[4]在海南均有分布。山欄稻是海南特有稻種資源，曾是當?shù)乩?、苗少?shù)民族群眾賴以生存的主要糧食作物[5]。海南地方稻資源具有明顯的抗旱性差異，其中一些資源的抗旱性較強，可在育種中加以利用[6]。在“七五”期間及20 世紀90 年代，學者對海南水稻種質(zhì)資源的收集、調(diào)查、整理做了一些工作[7-8]，編目、入庫了一批資源，然而由于沒有科研經(jīng)費支持，且沒有專門的人員進行種質(zhì)研究，加之臺風和高溫高濕等環(huán)境因素的影響，導致資源損失嚴重[9]。近年來，水稻種質(zhì)資源的收集、整理不系統(tǒng)，本研究對收集到的502 份水稻種質(zhì)資源進行綜合評價，以明確其株型、生育特性、產(chǎn)量、抗病性等農(nóng)藝特征，為稻種資源的合理利用提供參考依據(jù)，為水稻育種提供重要的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗材料系海南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所從國內(nèi)外收集的502 份水稻種質(zhì)資源（表1），其中秈稻457 份，粳稻45 份。

表1 供試材料信息

1.2 試驗方法 2018 年晚造，將試驗材料在海南省農(nóng)業(yè)科學院永澄邁發(fā)試驗基地種植，單苗移栽。每個材料5 行區(qū)，每行10 株，株行距16.7cm×20cm。田間隨機區(qū)組排列，3 次重復。中等水肥管理。防蟲不防病。按照《水稻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[10]進行農(nóng)藝性狀調(diào)查。記載齊穗日期和成熟日期，成熟期調(diào)查稻瘟病、白葉枯病抗性；成熟后，每小區(qū)隨機選擇5 株，調(diào)查株高、穗型、二次枝梗、穗長、單株有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、粒形狀、粒長、粒寬、種皮色。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀變異性分析 主要農(nóng)藝性狀變異分析見表2。水稻資源各主要農(nóng)藝性狀的變異多樣性較豐富，其中穗粒數(shù)的最大值是最小值的11.3 倍，變異系數(shù)達到31.65%，單株有效穗數(shù)、理論產(chǎn)量、千粒重的變異系數(shù)分別為31.35%、35.70%、20.44%，其他性狀的變異系數(shù)均在20%以下。水稻資源的單株有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等農(nóng)藝性狀受基因型影響較大。

表2 主要農(nóng)藝性狀變異性分析

2.2 生育特性分析 水稻資源的生育性狀分布見表3。所有資源均能正常抽穗，齊穗期變幅在9 月26 日至10 月24 日，集中在9 月30 日至10 月6 日，9 月30 日以前齊穗的主要是韓國、美國、中國湖南引進的材料，10 月6 日以后齊穗的主要是非洲引進的材料。全生育期變幅在98～132d，集中在110～120d，平均為118d，與海南主推品種相當。說明保存的材料均能適應海南晚造光溫條件，但高緯度地區(qū)引進材料生育期普遍提前，低緯度地區(qū)引進材料則相反。

表3 生育性狀分布

2.3 株高分析 水稻資源株高分布見表4。株高變幅很大，在69.0～166.0cm 之間，78.6%的材料株高在90.0～120.0cm 之間，株高高于130cm 的均為山欄稻、地方稻、粳稻。

表4 株高分布

2.4 穗部性狀分析 水稻資源穗部性狀及分布見表5。集散程度絕大部分為集中型；穗長集中在21～30cm，占91.0%；穗型多為中間型，占88.7%；二次枝梗少，占51.1%；無芒的占53.6%，短芒占41.9%；種皮色絕大多數(shù)為白色，占98.3%；種子長寬比3～4 的占58.1%；落粒性多為中、易，占75.2%。

表5 穗部性狀及分布

2.5 產(chǎn)量性狀分析 水稻資源以產(chǎn)量為主的農(nóng)藝性狀分布見表6。水稻單株有效穗數(shù)變幅4.2～23.0 個，5～10 個 的 占61.8%，10～15 個 的 占31.8%；15 個以上的多穗型資源有23 份；穗粒數(shù)39～443 粒，100～200 粒的占67.3%，200 粒以上的占27.1%，300 粒的多粒型資源12 份；結(jié)實率較高，在26.5%～99.5%之間，其中80%以上的占57.0%；千粒重13.0～38.8g，30g 以上的大粒型資源占13.3%；理論產(chǎn)量146.0～999.7kg/667m2，超過500kg 的占63.9%?？梢钥闯?，近半數(shù)的資源具有高產(chǎn)潛力，產(chǎn)量較高的資源多為福建引進，產(chǎn)量低于300kg 的多為香稻和特種稻資源。

表6 以產(chǎn)量為主的農(nóng)藝性狀分布

2.6 抗病性分析 穗頸瘟發(fā)病較輕，除了韓國引進的2 份、美國引進的3 份達到中感外，其余材料為高抗或抗；白葉枯病發(fā)病較重，高感資源8 份、中感45份、中抗109 份、抗18 份、高抗30 份；紋枯病發(fā)病較重，重度紋枯20 份、中度紋枯131 份、輕度35 份、抗病14 份。綜合抗病品種有21 份，主要以廣東引進的為主，感病較重的主要是韓國引進品種。

3 討論與結(jié)論

供試水稻資源的單株有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等產(chǎn)量性狀變幅和變異系數(shù)較大，說明各地區(qū)水稻資源產(chǎn)量具有較大差異；所有水稻種質(zhì)資源均能正常抽穗，平均生育期為118d；絕大部分資源株高在90～120cm 之間、穗型為中間型、抗病性較強。此外，發(fā)現(xiàn)一些香稻、陸稻及抗病性強的珍貴資源，具有較大利用價值。

本研究對海南本地和從各地收集到的水稻種質(zhì)資源進行鑒定評價，較為全面地了解了這些資源在海南的種植表現(xiàn)及主要農(nóng)藝性狀多樣性，并從中鑒定發(fā)掘出一批優(yōu)異種質(zhì)，比如高產(chǎn)、抗病、香稻等資源，對于突破性水稻品種選育具有重要參考意義。