功能稻與常規粳稻主要農藝性狀比較

王玉娟　汪波　潘寶國

摘要：將功能稻和常規粳稻主要農藝性狀進行比較，找出它們在產量構成上的差異，為選育高產優質有色稻新品種提供參考。結果表明，功能稻中不乏單一或少數性狀優良的基因型，通過基因重組及優良基因累加，培育綜合性狀接近或達到常規粳稻的功能稻新品種是可行的；要增加功能稻的產量首先要提高其谷草比、單穗質量，其次是提高功能稻的千粒質量、有效穗數；適當擴庫（提高千粒質量）、著重增源（提高結實率）是當前培育高產功能稻品種的關鍵。

關鍵詞：功能稻；常規粳稻；農藝性狀；偏相關

中圖分類號： S511.02+20.3 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0066-02

功能稻米往往含有多種色素，具有特殊功用。與普通白米相比，有色稻米富含黃酮、類黃酮、膳食纖維及多種不飽和脂肪酸，蛋白質含量較高，人體必需氨基酸比例較高，微量元素鐵、鋅、硒及維生素B1、維生素B2、維生素A、維生素E含量高，具有清除活性氧自由基、延緩衰老、改善營養性貧血、增強免疫力、抗動脈粥樣化、抗應激反應等功能[1]。賴氨酸是人體必需且無法自身合成的第一限制性氨基酸，必須通過日常飲食、營養補品來獲得。賴氨酸是堿性氨基酸，是蛋白質必不可少的組成部分。賴氨酸在維持人體酸堿平衡，合成核蛋白、血紅蛋白，促進大腦神經細胞的再生，參與脂肪代謝，提高機體抵抗力，保持人體氮平衡等生理活動中發揮著重要作用。大米蛋白質營養價值很高，其賴氨酸含量在谷物蛋白質中最高，氨基酸比例合理，大米蛋白的生物價（BV）為66～67，是植物蛋白中的佼佼者，而且是低敏性蛋白，能促進人體發育、增強免疫功能、提高中樞神經組織功能[2-5]。隨著經濟的發展，人們生活水平不斷提高，對功能稻的需求量不斷增加[6]。目前，生產上使用的部分功能稻品種產量有待進一步提高[7-8]。彭少劍培育出適合糖尿病人、腎臟病人食用的低谷蛋白米，及具有降血壓、降血脂功能的大米[9]。如果功能稻產量水平與常規稻相當，世界必將迎來“功能稻革命”。本研究將功能稻和常規粳稻進行比較，找出它們的主要農藝性狀差異，旨在為選育出高產、優質功能稻新品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

50個功能稻品種均來自江蘇沿江地區農業科學研究所（以下簡稱該所），50個常規粳稻品種為近幾年江蘇省新審定品種。

1.2 方法

試驗在該所試驗田進行。隨機區組，3次重復，8行區，24.75 cm×13.20 cm單本栽插，長江潴育土，土壤肥力中等，田間管理與病蟲防治同大田生產。

1.3 調查項目

田間調查播始時間，成熟時每區取中間10株水稻考察株高、穗長、單株有效穗數、每穗實粒數、結實率、千粒質量、單穗質量、谷草比、單株生物產量及單株粒質量等指標。

1.4 數據處理

采用馬育華的方法[10]進行兩類性狀間差異顯著性測驗及偏相關分析，以10株水稻均值為樣本數據，結實率經sin-1x轉換處理。

2 結果與分析

2.1 功能稻、常規稻主要性狀

從表1可見，常規粳稻株高、穗長的總體平均值均低于功能稻，株高過高對植株抗倒不利。常規粳稻其他性狀均值都大于功能稻，且不同性狀的增幅差異較大，如常規粳稻單穗質量均值為 4.0 g/株，比功能稻高29.03%。常規稻與功能稻的播始時間、每穗實粒數及單株生物量差異不顯著，其他性狀均差異極顯著。功能稻各性狀的變異系數均大于常規粳稻，而2類材料各性狀變異系數大小排序也不盡相同。功能稻多數性狀變幅大，其高值與常規粳稻相應性狀的高值接近，表明供試的功能稻中，不乏單一或少數性狀優良的基因型，通過基因重組及優良基因累加，培育綜合性狀接近或達到常規粳稻的功能稻新品種是可行的。要增加功能稻的產量首先要提高其谷草比、單穗質量，其次是提高功能稻的千粒質量、有效穗數。該所育成的黑糯新品種通糯3號的產量已接近武育粳3號。

2.2 功能稻、常規粳稻主要性狀相關性的比較

由于功能稻與常規粳稻性狀存在明顯差異，有必要進一步比較2類材料各性狀間相關性差異。從表2可知，對于偏相關系數，2類材料均達顯著或極顯著的性狀包括：株高和穗長、每穗實粒數和結實率、結實率和單穗質量呈正相關；播始時間與谷草比、單株有效穗數和單穗質量、每穗實粒數與單株有效穗數呈負相關 、每穗實粒數與千粒質量、谷草比與單株生物產量；功能稻和常規粳稻2類材料中表現高度不一致的性狀包括：單株有效穗和千粒質量、結實率和千粒質量。

就偏相關系數而言，功能稻顯著而常規粳稻不顯著的性狀包括：播始時間與株高、播始時間與單株有效穗、播始時間與單穗質量、單株產量與單株有效穗數、單株產量與每穗實粒數、單株產量與千粒質量、單株產量與單穗質量；常規粳稻顯著而功能稻不顯著的性狀包括：穗長和谷草比、穗長和單株生物產量、單株有效穗數和結實率、每穗實粒數和單穗質量、千粒質量和單穗質量（常規稻為0.475 0），而常規粳稻的谷草比和單株產量（0.924 0）、單株生物產量與單株產量（0.926 3）呈高度正相關，谷草比和單株生物產量（-0.933 9）則呈高度負相關；功能稻的上述性狀間相關系數則分別為0.093 9、0.414 8、-0.404 9。

3 結論與討論

熊振民等[11]、彭俊華等[12]、呂子同等[13]、林榮光等[14]分別比較了早秈與中秈、常規稻與雜交稻、秈亞種與粳亞種間主要農藝性狀的差異[11-14]。何光華等進一步比較了秈型、偏秈型、中間型偏粳型及粳型材料間主要性狀及通徑差異[15]。本研究探討了功能稻與常規粳稻的主要農藝性狀差異。由于不同材料的遺傳背景不同，其性狀表現紛繁復雜，并且性狀間的遺傳關系千變萬化，數量性狀更是量變引起質變。育種時應該根據不同材料的特點，制定相應的育種方案。

在干物質積累方面，功能稻與常規稻的單株生物產量差異不顯著，但前者的谷草比極顯著低于后者，表明在總體水平上2類材料光合產物的累積能力差異不大，但功能稻光合產物分配不協調，向有色產量器官中的分配量偏少。現階段同時提高生物產量和谷草比的難度較大。由于谷草比主要由加性遺傳控制[16]，在功能稻資源中選擇谷草比大的基因型作親本，在不降低生物產量的基礎上提高谷草比是可行的。同時由于有色表現為部分顯性遺傳，可以利用顯性性狀遺傳將常規粳稻中的優良性狀通過有性雜交轉入功能稻，甚至可以將秈稻的優良基因轉入功能稻。該所育成的通糯3號和南通紫香軟就是通過這一方法使得產量基本達到常規粳稻的水平，且保持了優良食味品質。從庫源關系看，構成產量庫容量的單位面積總穎花數、每朵穎花容積2個因素中，功能稻與常規粳稻的總穎花數差異不明顯，但前者的每朵穎花容積極顯著低于后者，結實率也極顯著低于后者，說明功能稻的庫源關系不協調，更多地表現出源限制型品種特征[17]。因此，適當擴庫（提高千粒質量），同時著重增源（提高結實率）是培育高產功能稻品種的關鍵。本研究初步分析了功能稻資源主要性狀的總體特征，尚須深入研究不同類型功能稻材料的表現，篩選優良親本的優良性狀特征以供育種利用。

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