粳稻穗型性狀與谷粒性狀的相關(guān)性研究

摘" 要：以247份粳稻品種為試材，分析了穗型性狀與谷粒性狀間的相關(guān)性。結(jié)果表明，8個(gè)性狀變異系數(shù)在4.8%～31.2%，穗型性狀、谷粒性狀中各性狀平均變異系數(shù)分別為22.2%、7.8%。粒型因子、粒重因子、粒數(shù)因子、結(jié)實(shí)因子、穗長(zhǎng)因子是影響粳稻品種穗型性狀和谷粒性狀綜合表現(xiàn)的主要因子。穗型性狀、谷粒性狀間存在復(fù)雜相關(guān)性。同時(shí)，粳稻直立穗型、半直立穗型、彎曲穗型品種具有不同的穗型性狀和谷粒性狀。

關(guān)鍵詞：粳稻；穗型性狀；谷粒性狀；主成分分析；相關(guān)分析

中圖分類號(hào)：Ｓ511.2+2"""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673－6737（２０24）05－００21－０4

Research on the Correlation between Panicle Type Traits

and Grain Traits of Instant Rice

WANG Shao-lin1 ， WANG Xin-zhe2 ， LI Hai1 ， LI Chun-jiang1 ， ZHANG Li-li1 ， MAO Ting1 ， YU Ya-hui1*

（1 Liaoning Institute of Saline-Alkali Land Utilization， Panjin Liaoning 124010， China

2 Liaoning Agricultural Vocational and Technical College， Yingkou Liaoning 115009， China）

Abstract： This study used 247 japonica rice varieties as test materials to analyze the correlation between panicle type traits and grain traits. The results showed that the coefficient of variation for 8 traits ranged from 4.8% to 31.2%， and the average coefficient of variation for each trait in panicle and grain traits were 22.2% and 7.8%， respectively. Grain shape factor， grain weight factor， grain number factor， seed setting factor， and panicle length factor are the main factors affecting the comprehensive performance of panicle type and grain traits in japonica rice varieties. There is varying degrees of complex correlations between ear type traits and grain traits. Meanwhile， the upright panicle type， semi upright panicle type， and curved panicle type varieties of japonica rice have different panicle type and grain characteristics.

Key words： Japonica rice; Panicle type traits; Grain traits; Principal component analysis; Correlation analysis

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)重大專項(xiàng)：“遼寧濱海稻區(qū)耐鹽堿優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗水稻新品種培育”（2022JH1/10200003）；遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院學(xué)科建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目（2024XKJS5233）。

收稿日期：2024-03-28

作者簡(jiǎn)介：王紹林（1967—），男，研究員，主要從事水稻育種研究。

*通訊作者：于亞輝（1981—），男，博士，研究員，主要從事水稻育種研究。

高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)是水稻科研和生產(chǎn)的兩個(gè)最重要目標(biāo)[1]。穗型是設(shè)計(jì)超高產(chǎn)株型的重要指標(biāo)之一，穗型主要根據(jù)穗的彎曲程度進(jìn)行劃分[2]。稻谷籽粒形狀是影響水稻產(chǎn)量的重要指標(biāo)之一，也影響稻米的外觀品質(zhì)、商品品質(zhì)和加工品質(zhì)[3]。隨著人們生活水平的提高，對(duì)米質(zhì)的需求越來越高，不僅要口味適合，而且要外形美觀[4]。改良稻米外觀品質(zhì)性狀已成為水稻育種的重要目標(biāo)之一[5-6]。因此，對(duì)粳稻品種穗型性狀及谷粒性狀進(jìn)行分析，可為性狀選擇與改良提供依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為來源于不同地區(qū)的247份粳稻品種，試驗(yàn)于2023年在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗(yàn)田進(jìn)行。每份材料2行區(qū)，單株栽植，行長(zhǎng)6 m，行株距為30.0 cm×13.3 cm，栽培管理與生產(chǎn)田相同。

1.2" 測(cè)定項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)

在灌漿期按照韓龍植[7]等的方法田間調(diào)查穗立形態(tài)，穗立形態(tài)分為直立、半直立、彎曲。成熟后每份材料隨機(jī)取5株，調(diào)查穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率。用游標(biāo)卡尺隨機(jī)測(cè)量谷粒10粒，計(jì)算谷粒長(zhǎng)度、谷粒寬度、谷粒厚度及谷粒長(zhǎng)寬比。

1.3" 數(shù)據(jù)處理與分析方法

利用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)247份粳稻品種8個(gè)穗型、谷粒性狀進(jìn)行主成分分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 粳稻品種穗型性狀與谷粒性狀的變異分析

由表1可見，8個(gè)性狀變異系數(shù)在4.8%～31.2%。其中穗粒數(shù)變異系數(shù)最大，變幅在54.1粒/穗～235.1粒/穗；其次為穗長(zhǎng)、谷粒長(zhǎng)寬比，變異系數(shù)分別為13.1%、11.8%，變幅分別為13.3～32.2 cm、1.51～3.91；變異系數(shù)小于10%的性狀有谷粒厚度、結(jié)實(shí)率、谷粒寬度、谷粒長(zhǎng)度、千粒重，變異系數(shù)分別為4.8%、6.1%、6.9%、8.1%、9.1%，變幅分別為1.8～2.6 mm、55.9%～94.9%、2.3～4.5 mm、5.8～9.9 mm、20.4～36.4 g。

2.2 "粳稻品種穗型性狀與谷粒性狀主成分分析

為考察247份粳稻品種8個(gè)性狀的綜合表現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行主成分分析。由表2可見，第1～5主成分貢獻(xiàn)率在9.0%～32.5%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到88.2%。第1主成分主要由谷粒長(zhǎng)寬比、谷粒長(zhǎng)度、谷粒寬度、谷粒厚度決定，是水稻粒型因子的表現(xiàn)；第2主成分主要由千粒重決定，是水稻粒重因子的表現(xiàn)；第3主成分主要由穗粒數(shù)決定，是水稻粒數(shù)因子的表現(xiàn)；第4主成分主要由結(jié)實(shí)率決定，是水稻結(jié)實(shí)因子的表現(xiàn)；第5主成分主要由穗長(zhǎng)決定，是水稻穗長(zhǎng)因子的表現(xiàn)。表明，粒型因子、粒重因子、粒數(shù)因子、結(jié)實(shí)因子、穗長(zhǎng)因子是區(qū)別這些粳稻品種的主要因子。

2.3" 粳稻品種穗型性狀與谷粒性狀間的相關(guān)分析

由表3可見，在穗型性狀與谷粒性狀中穗長(zhǎng)與穗粒數(shù)、千粒重、谷粒長(zhǎng)度、谷粒長(zhǎng)寬比，千粒重與結(jié)實(shí)率、谷粒長(zhǎng)度、谷粒寬度、谷粒厚度，谷粒長(zhǎng)度與谷粒長(zhǎng)寬比，谷粒寬度與谷粒厚度間達(dá)到極顯著正相關(guān)；結(jié)實(shí)率與谷粒寬度、谷粒厚度間達(dá)到顯著正相關(guān)；穗長(zhǎng)與谷粒厚度，結(jié)實(shí)率與谷粒長(zhǎng)寬比，谷粒長(zhǎng)度與谷粒寬度間達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)；谷粒長(zhǎng)度與谷粒厚度，谷粒寬度與谷粒長(zhǎng)寬比，谷粒厚度與谷粒長(zhǎng)寬比間達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)?？梢姡胄托誀钆c谷粒性狀間存在著復(fù)雜的相關(guān)性。

2.4" 粳稻品種不同穗型群體穗型性狀與谷粒性狀比較分析

247份粳稻品種中直立穗型品種34份，占品種總數(shù)的13.8%；半直立穗型品種79份，占品種總數(shù)的32.0%；彎曲穗型品種134份，占品種總數(shù)的54.2%。對(duì)3個(gè)穗型品種群體8個(gè)性狀進(jìn)行方差分析，由表4可見，從直立穗型到半直立穗型、彎曲穗型品種穗長(zhǎng)不斷增加，類型間差異極顯著。在穗粒數(shù)上，直立穗型品種與彎曲穗型品種間差異不顯著，但極顯著高于半直立穗型品種。在千粒重上，直立穗型品種與半直立穗型品種間差異不顯著，但極顯著低于彎曲穗型品種。在結(jié)實(shí)率上，直立穗型品種與彎曲穗型品種間差異不顯著，直立穗型品種與半直立穗型品種間差異不顯著，彎曲穗型極顯著高于半直立穗型品種。在谷粒長(zhǎng)度上，半立穗型品種與彎曲穗型品種間差異不顯著，但極顯著高于直立穗型品種。在谷粒寬度、谷粒厚度上，不同穗型品種間差異不顯著。在谷粒長(zhǎng)寬比上，半直立穗型品種與彎曲穗型品種間差異不顯著，但顯著高于直立穗型品種。表明，不同穗型品種類群間存在著不同程度的差異，形成不同的穗型特點(diǎn)和谷粒性狀結(jié)構(gòu)。

3" 結(jié)論與討論

水稻穗型一般分為直立、半直立和彎曲型三大類型[8-9]。同時(shí)，穗型也是與水稻產(chǎn)量密切相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀，是理想株型育種中的主要內(nèi)容之一[10-11]。水稻品種群體性狀變異程度決定了群體性狀選擇潛力大小。本研究顯示，247份粳稻材料穗型性狀、谷粒性狀變異系數(shù)差異較大。從整體上看，穗型性狀中的穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)2個(gè)性狀平均變異系數(shù)為22.2%；谷粒性狀中千粒重、結(jié)實(shí)率、谷粒長(zhǎng)度、谷粒寬度、谷粒厚度、谷粒長(zhǎng)寬比6個(gè)性狀平均變異系數(shù)為7.8%。這表明，在所分析的粳稻材料中穗型性狀的變異遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于谷粒性狀的變異。同時(shí)，主成分分析顯示，粒型因子、粒重因子、粒數(shù)因子、結(jié)實(shí)因子、穗長(zhǎng)因子是區(qū)別粳稻品種穗型性狀和谷粒性狀的主要性狀因子。這為粳稻育種中穗型、谷粒性狀的種質(zhì)資源利用提供了依據(jù)。

相關(guān)分析表明，隨著穗長(zhǎng)的增加，穗粒數(shù)、千粒重、谷粒長(zhǎng)度、谷粒長(zhǎng)寬比也隨之增加，但谷粒厚度在下降；隨著谷粒長(zhǎng)度、谷粒寬度、谷粒厚度的增加，千粒重也隨之增加，進(jìn)而結(jié)實(shí)率也在提高；隨著谷粒長(zhǎng)度的增加，谷粒寬度、谷粒厚度在下降，但谷粒長(zhǎng)寬比卻在上升；谷粒寬度的增加也會(huì)增加谷粒厚度，但谷粒長(zhǎng)寬比則會(huì)下降。這為粳稻品種穗型性狀、谷粒性狀的間接選擇指明了方向。

王伯倫等[12]研究認(rèn)為，遼寧省水稻品種自從遼粳5號(hào)通過審定以來，直立穗和半直立穗型品種增多。研究也表明，直立穗、半直立穗型品種的產(chǎn)量顯著高于彎穗型品種[13]。直立穗型不僅能保證單位面積粒數(shù)，盡量減少穗的遮光而又不影響穗本身的受光量，進(jìn)一步提高抽穗后冠層光合效率，而且還有改善群體其他生態(tài)環(huán)境，提高抗倒伏等優(yōu)點(diǎn)[14]。因此，直立穗型作為水稻理想株型的重要性狀已受到越來越多育種專家的重視[15]。本研究表明，直立穗型粳稻品種穗粒數(shù)極顯著高于半直立穗型粳稻品種，千粒重雖然極顯著低于彎曲穗型粳稻品種但與半直立穗型粳稻品種無顯著差異，在結(jié)實(shí)率性狀上直立穗型粳稻品種與半直立、彎曲穗型粳稻品種無顯著差異。但在谷粒長(zhǎng)度、谷粒長(zhǎng)寬比性狀上直立穗型粳稻品種極顯著、顯著低于半直立、彎曲穗型粳稻品種。這為不同穗型粳稻品種穗型性狀與谷粒性狀的綜合改良提供了依據(jù)。

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