陜西水稻種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀鑒定與相關(guān)性分析

李小剛 楊小俠 王俊義 王保軍 雷志鋒 陳平麗 張星 吳玉紅 王業(yè)文 陳耀楠 閆理峰

摘要采用遺傳差異性分析、聚類分析和相關(guān)性分析對陜西漢中的25份水稻種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進行鑒定。結(jié)果表明，供試品種具有較大的遺傳差異性，不同性狀的變異系數(shù)分布在5.9%～19.62%;供試水稻品種按照主要農(nóng)藝性狀進行聚類分析，劃分為3大類群。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，對產(chǎn)量影響最大的是穗粒數(shù)，相關(guān)系數(shù)r=0.809 9，其次是穗長、株高和千粒重，相關(guān)系數(shù)分別是0.540 8、0.505 3、0.469 6，因此在水稻材料改良和品種選育上，重視大穗、大粒兼顧生育期、株高、有效穗等農(nóng)藝性狀，選擇穗粒兼顧型水稻品種是獲得高產(chǎn)的有效途徑之一。

關(guān)鍵詞 水稻;種質(zhì)資源;農(nóng)藝性狀;相關(guān)分析

中圖分類號 S 511文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2022）02-0030-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.009

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Identification and Correlation Analysis of Main Agronomic Traits of Rice Germplasm Resources in Shaanxi

LI Xiao-gang1，YANG Xiao-xia2， WANG Jun-yi1 et al （1.Hanzhong Institute of Agricultural Sciences，Hanzhong， Shaanxi 723000;2.Yangxian Agricultural Technology Extension Service Center，Yangxian，Shaanxi 723000）

Abstract The main agronomic traits of 25 rice germplasm resources from Hanzhong， Shaanxi Province were identified by genetic difference analysis， cluster analysis and correlation analysis.The results showed that the tested varieties had great genetic differences， and the variation coefficients of different characters ranged from 5.9% to 19.62%. According to the main agronomic characters， the tested rice varieties were divided into three groups by cluster analysis. Correlation analysis results showed that the grain number and grain yield were the greatest influence genetic correlation coefficient r=0.809 9， followed by ear length， plant height and grain， heritage correlation coefficient（r=0.540 8，0.505 3 and 0.469 6， respectively）. Therefore， based on the improvement and breeding of rice materials， we should pay attention to the big ear and big grain， as well as growth period， plant height， effective ear and other agronomic traits. Choosing grain balance type is one of the effective ways to get high yield of rice varieties.

Key words Rice;Germplasm resources;Agronomic traits;Correlation analysis

基金項目 陜西省重點研發(fā)計劃“陜南優(yōu)質(zhì)稻種質(zhì)資源創(chuàng)新及新品種選育”（2020NY-050）;廣東省自然科學基金項目（2020A1515011390）。

作者簡介 李小剛（1980—），男，陜西漢中人，農(nóng)藝師，從事水稻遺傳育種及栽培技術(shù)研究。

收稿日期 2021-04-30;修回日期 2021-09-06

農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源是保障國家糧食安全和重要農(nóng)副產(chǎn)品有效供給的戰(zhàn)略性資源，是農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新與現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，也是開展農(nóng)作物新品種選育和遺傳研究的基礎(chǔ)材料[2]。水稻種質(zhì)資源是水稻育種親本創(chuàng)新改良、遺傳基礎(chǔ)研究、新品種選育的基礎(chǔ)材料[3]，開展水稻種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀鑒定評價分析對熟悉種質(zhì)特征特性、遺傳基礎(chǔ)、各性狀間相關(guān)關(guān)系有至關(guān)重要的意義，有利于科學利用、改良種質(zhì)，選育水稻新品種[4]。鑒于此，筆者對陜西不同類型水稻種質(zhì)資源開展觀測鑒定評價研究，以期為后續(xù)水稻親本選擇、品種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 試驗材料選取漢中市農(nóng)業(yè)科學研究所收集保存的25份不同類型的水稻種質(zhì)資源，這些材料包括地方品種、特種稻材料、外引材料、育成的恢復系、保持系材料等（表1）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2018年在漢中市農(nóng)業(yè)科學研究所韓塘試驗基地進行，前茬紫云英綠肥，深井水灌溉，試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，每小區(qū)插植5行，行長2.0 m，株行距24.0 cm×16.6 cm，單本插植，試驗全程只防蟲不防病，分別于插植后7 d，分蘗盛期、抽穗前各防蟲1次。其余田間管理與生產(chǎn)一致。

1.3 數(shù)據(jù)采集方法及標準

移栽定植后，在水稻生長的不同階段按照記載標準調(diào)查、觀測并記載其農(nóng)藝性狀。每小區(qū)除去邊際株外，隨機選取10株為固定段，在固定段調(diào)查株高、莖稈長、葉長、有效穗、莖稈粗等測量類性狀，以及株型、葉型、穗型、葉色、葉姿等觀測記載性狀;成熟后取樣考種、收獲測產(chǎn)[5]。

農(nóng)藝性狀調(diào)查記載依據(jù)《水稻種質(zhì)資源標準》《水稻種質(zhì)資源數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范》和《水稻種質(zhì)資源描述規(guī)范》標準進行[6-7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)利用Excel、DPS 7.05軟件進行分析，對可測量性狀采用其3次重復測量，計算平均值后進行結(jié)果分析，對記載描述類性狀采用賦值法轉(zhuǎn)換后進行結(jié)果分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水稻品種的主要農(nóng)藝性狀變異分析

調(diào)查了25份水稻種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀，其變異情況匯總見表2。從表2可以看出，20個主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在5.90%～19.62%，穗粒數(shù)的變異系數(shù)最大，為19.62%，變幅139.6～295.9粒/穗;劍葉長度次之，變異系數(shù)為18.99%，變幅27.5～54.1 cm;莖稈長度、倒二葉長度和株高再次之，變異系數(shù)分別為17.78%、15.22%、14.83%，變幅分別為39.2～109.2 cm、37.3～70.0 cm和60.8～139.0 cm;播始歷期、全生育期、有效穗數(shù)、千粒重、谷粒長度、谷粒寬度、糙米長度、糙米寬度、劍葉寬度、倒二葉寬度10個性狀的變異幅度中等，為11.63%～14.81%;穗長、結(jié)實率、谷粒厚度、糙米厚度、莖稈粗5個性狀的變異系數(shù)較小，為5.90%～8.67%。因此，供試材料的主要農(nóng)藝性狀差異性較大，各品種間變異幅度較大，其表現(xiàn)型具有較大程度差異，材料類型豐富。

2.2 不同水稻品種主要農(nóng)藝性狀聚類分析

利用主要農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)（描述類性狀采用賦值法處理數(shù)據(jù)）對供試材料進行聚類分析（圖1）。由圖1可知，遺傳距離在0.62處將供試材料分為3大類群，第 Ⅰ 類群有2個品種（秦稻一號和漢中黑糯），為漢中本地黑稻品種;第 Ⅱ 類群有4個品種，為選育黑稻品種;第Ⅲ類群有19個品種，為糯稻、材料、恢復系等品種。遺傳距離在0.52處將第Ⅲ類群分為早熟（培5B）和遲熟品種2個亞群。遺傳距離在0.4處將遲熟類亞群分為粳稻（糯稻）和秈稻（非糯）2組。 由此看出，供試材料在主要農(nóng)藝性狀上的遺傳差異較大、材料特征明顯，可為以后品種改良和雜交配組提供依據(jù)。

2.3 不同水稻品種主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

對供試材料的主要農(nóng)藝性狀進行相關(guān)性分析（表3）。由表3可知，從生育期來看，生育期與株高、莖稈長、穗長、穗粒數(shù)、倒二葉長、莖稈粗、產(chǎn)量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.809 9**、r=0.785 2**、r=0.647 5**、r=0.583 4**、r=0.610 5**、r=0.439 1*、r=0.501 4*，說明生育期越長，一般株高、莖稈、穗長較長，穗粒數(shù)較多、莖稈較粗則產(chǎn)量較高。從株高角度來看，株高與莖稈長、穗長、倒二葉長、產(chǎn)量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.993 4**、r=0.613 4 **、r=0.624 4**、r=0.505 3**，說明株高越高，其莖稈、穗長、倒二葉長較長，產(chǎn)量越高;從主要經(jīng)濟性狀來看，穗粒數(shù)與穗長、莖稈粗呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.443 7*、r=0.614 1**;千粒重與粒長、穗長呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.581 8**、r=0.520 4**，這說明穗長較長、莖稈較粗的品種穗粒數(shù)較多;從葉片大小角度來看，劍葉長與倒二葉長呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為r=0.923 5**，劍葉寬與倒二葉寬正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為r=0.878 2**，說明劍葉葉片大小與倒二葉的葉片大小呈顯著正相關(guān)，這與李鑫等[8]研究結(jié)果一致，也與水稻育種實踐相一致。

在對供試材料主要農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，進一步對具有差異性的49個主要特征性狀與產(chǎn)量進行相關(guān)性分析，結(jié)果見表4。從表4可以看出，有22個性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.026 8～0.804 7。穗粒數(shù)、全生育期、株高等8個性狀與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，其中穗粒數(shù)與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)最大（r=0.804 7**），穗長、全生育期、株高與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)次之，分別為r=0.540 8**、r=0.501 4**、r=0.505 3**。穗抽出度、劍葉角度、穗型等27個性狀與產(chǎn)量呈負相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.430 3～-0.024 8，且均不顯著。由此可見，在品種選育上應(yīng)該注重穗粒數(shù)的選擇，同時要做到兼顧穗數(shù)、粒重、株高、生育期等其他性狀。

3 小結(jié)與討論

綜上所述，供試種質(zhì)資源在主要農(nóng)藝性狀上存在較大差異，其產(chǎn)量相關(guān)性狀穗粒數(shù)、劍葉長、倒二葉長度、莖稈長度等的變異系數(shù)均大于15%，反映出供試材料的主要農(nóng)藝性狀遺傳差異較大，有利于水稻親本創(chuàng)制及遺傳改良，為品種改良和雜交親本選配提供依據(jù)。

主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析表明，產(chǎn)量構(gòu)成因素中穗粒數(shù)與生育期、莖稈長、穗長、莖稈粗呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.583 4**、r=0.596 3**、r=0.443 7*，r=0.614 1**;千粒重與穗長、粒長、劍葉長、劍葉寬、莖稈粗呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.520 4**、r=0.581 8**、r=0.403 3*、r=0.464 1*、r=0.432 5*，但有效穗與劍葉寬、莖稈粗呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.506 3*、r=0.521 8*，但其與

穗長、穗粒數(shù)、千粒重等多個性狀呈不顯著負相關(guān);由此說明，水稻品種生育期、株高、葉片越大，其穗長、穗粒數(shù)也越大;但莖稈越粗、葉片越大，有效穗越少，這與水稻育種實際相一致。水稻產(chǎn)量與全生育期、株高、穗長、穗粒數(shù)、千粒重呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中產(chǎn)量與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為r=0.8047**，以上結(jié)果與李培福等[9-10]研究結(jié)果一致。

生育期較長、株高較高、葉片較大的品種其生物學產(chǎn)量較大，相應(yīng)的其穗長較長，穗粒數(shù)較多，千粒重較大，但有效穗有所降低。在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，單一株高的增加，會增加倒伏的風險，莖稈粗的增加會使有效穗顯著降低，因此在品種改良和親本組配中，應(yīng)注重大穗大粒等生物學產(chǎn)量高的品種選育，同時也應(yīng)做到穗數(shù)的兼顧，選擇穗、粒兼顧型品種更易獲得高產(chǎn)。

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