花香A系列雜交水稻組合產量及米質性狀相關及通徑分析

王平 白玉路 王閔霞 蒲志剛 張志勇 向躍武 李璐 方春燕 張志雄*

（1四川省農業科學院生物技術核技術研究所，成都610061；2四川省農業科學院，成都610066；3蓬溪縣農業局，四川蓬溪629100；*通訊作者：zhangzhx1010@163.com）

花香A系列雜交水稻組合產量及米質性狀相關及通徑分析

王平1白玉路1王閔霞1蒲志剛1張志勇1向躍武2李璐2方春燕3張志雄1*

（1四川省農業科學院生物技術核技術研究所，成都610061；2四川省農業科學院，成都610066；3蓬溪縣農業局，四川蓬溪629100；*通訊作者：zhangzhx1010@163.com）

對10個花香A雜交組合參加水稻區域試驗的產量和品質數據進行相關分析和通徑分析。結果表明，產量性狀中日產量與有效穗數、株高與穗長、總粒數與實粒數均成極顯著正相關，日產量對產量的貢獻最大（0.7205），其次為有效穗數；米質性狀中整精米率與堊白粒率、長寬比與堊白粒率、堊白度呈顯著負相關。提出了以花香A為親本在配制雜交組合時，應主要通過提高其日產量、有效穗數，并適當延長其生育期、降低其株高與穗長來提升產量；同時，適度降低籽粒長寬比，從而提高灌漿效率，降低堊白粒率、堊白度，進而提高整精米率，提升稻米品質。

水稻；花香A；產量；米質；相關分析；通徑分析

花香A是四川省農業科學院生物技術核技術研究所通過航天誘變技術與分子標記輔助技術相結合選育的，具有紅褐色標記性狀的中秈遲熟類不育系，于2007年通過四川省農作物品種審定委員會組織的專家技術鑒定[1]。花香A穗子大、千粒重高、米質優、農藝性狀穩定、敗育性徹底、可恢性好、香味濃，配組組合具有高產、優質、適應性廣和味香的特點[2-3]。目前以花香A為母本已配制出7個雜交水稻新品種，并12次通過省級審（認）定，其中，具國標2級優質米2個、國標3級優質米4個。優質與高產相結合是水稻育種的主要目標之一[4-5]，多年來，育種工作者通過多種方法來研究產量、米質與各因素間的相互關系，明確這些因素對產量、米質的影響，以確定選擇目標[6-10]。雜交水稻的產量與有效穗數、穗實粒數、結實率、千粒重等性狀之間存在著復雜的相關性，而米質主要限制因素在于堊白粒率、堊白度、整精米率以及直鏈淀粉含量等[6-18]。筆者擬通過對花香A配制的雜交水稻組合在各省區域試驗中的產量與米質數據進行相關和通徑分析，以期揭示不同因素對雜交水稻產量、米質影響的大小，提高花香A進一步配制優質、高產雜交組合的方向性和目的性，為選育優質與高產緊密結合的雜交水稻新品種提供理論依據。

1 數據來源與分析方法

1.1 數據來源

數據來源于以花香A為母本配制的10個雜交組合（表1）在四川、云南、重慶等地參加水稻區域試驗的匯總數據。

1.2 分析方法

對不育系花香A配制的雜交組合在參加四川、云南、重慶區域試驗中的株高、生育期、有效穗數、穗長、總粒數、實粒數、結實率、千粒重、單產、日產量、出糙率、整精米率、粒長、長寬比、堊白粒率、堊白度、膠稠度、直鏈淀粉含量等18個性狀進行相關分析、通徑分析、主成分分析及多元線性逐步回歸分析。采用Microsoft Excel 2003以及DPS軟件進行數據統計。

2 結果與分析

2.1 主要經濟性狀與米質性狀

2.1.1 經濟性狀

由表2可知，花香A配制的雜交組合的日產量平均為3.86 kg/667m2，變幅3.26~4.49 kg/667 m2；有效穗數平均為15.4萬/667 m2，變幅12.9~18.9萬/667 m2；株高平均為117.6 cm，變幅107.8~126.3 cm；生育期平均為154.1 d，變幅146.1~159.6 d；穗長平均為26.2 cm，變幅24.8~27.4 cm；每穗總粒數平均為170.4粒，變幅149.3~181.6粒；每穗實粒數平均為134.1粒，變幅121.6~142.9粒；結實率平均為78.0%，變幅70.6%~ 84.2%；千粒重平均為30.9 g，變幅28.3~32.9 g。經濟性狀變異系數最大的是有效穗數（12.36%），然后依次為日產量（9.66%）、每穗實粒數（5.66%）、每穗總粒數（5.62%）、結實率（5.08%）等。變異系數越大，育種者在育種過程中獲得理想性狀的機會就越多。因此，不育系花香A組合配制應首先關注有效穗數的提高，其次為日產量的增加來實現高產。同時，根據其千粒重、穗長、生育期等性狀的平均值及變異系數可以看出，花香系列組合千粒重高、穗子長、每穗粒數多，且株高、生育期適中。

表1 花香A系列組合各經濟性狀、米質性狀統計結果

2.1.2 米質性狀

由表2可知，花香A配制的雜交組合的出糙率平均為80.4%，變幅78.6%~81.7%；整精米率平均為56.7%，變幅35.4%~69.6%；粒長平均為7.2 mm，變幅6.8~7.4 mm；長寬比平均為2.9，變幅2.8~3.2；堊白粒率平均為28%，變幅15%~51%；堊白度平均為5.2%，變幅1.8%~11.4%；膠稠度平均為80 mm，變幅64~88 mm；直鏈淀粉含量平均為15.9%，變幅13.2%~20.5%。米質性狀中變異系數最大的是堊白度（61.40%），然后依次為堊白粒率（45.32%）、整精米率（18.29%）、直鏈淀粉含量（12.11%）、膠稠度（8.23%）等。因此，不育系花香A組合配制在米質性狀中應首先關注堊白度、堊白粒率，其次為整精米率的增加來提高米質。同時，根據其各米質性狀的平均值及變異系數可以看出，花香系列組合籽粒細長，出糙率及膠稠度高，堊白粒率、堊白度及直鏈淀粉含量較低。

2.2 產量、米質性狀的相關分析

2.2.1 經濟性狀因子與產量的相關分析

通過計算9個經濟性狀與各組合產量的相關系數，獲得相關系數矩陣，如表3所示。

與產量呈極顯著正相關的性狀有日產量（0.97**）、有效穗數（0.83**）、生育期（0.65**）；呈顯著或極顯著負相關的性狀有株高（-0.52*）、穗長（-0.65**）。

性狀之間呈顯著或極顯著正相關的有：日產量與有效穗數（0.78**）、有效穗數與生育期（0.58*）、株高與穗長（0.70**）、每穗總粒數與每穗實粒數（0.71**）、每穗實粒數與結實率（0.57*）、生育期與結實率（0.51*）。性狀之間呈顯著或極顯著負相關的有：有效穗數與株高（-0.54*）、株高與與生育期（-0.52*）、日產量與穗長（-0.56*）、有效穗數與穗長（-0.73**）、生育期與穗長（-0.61*）、每穗實粒數與千粒重（-0.55*）。

表2 花香A系列組合各經濟性狀、米質性狀的平均值、標準差及變異系數性狀

表3 花香A系列組合經濟性狀和產量之間的相關系數

從經濟性狀因子與產量的相關分析可以看出，花香A系列雜交組合產量的提升主要是通過提高其日產量、有效穗數，并適當延長其生育期、降低其株高與穗長來實現。同時，日產量與有效穗數呈極顯著正相關，說明增加有效穗數可以提高日產量，進而提高產量；每穗總粒數與每穗實粒數呈極顯著正相關，說明花香A系列組合在籽粒灌漿效率高，充分解決了大穗型組合結實率低的問題。

2.2.2 米質性狀之間的相關分析

通過計算8個米質性狀之間的相關系數，獲得相關系數矩陣（表4）。由表4可以看出，花香A系列組合的整精米率與堊白粒率、長寬比與堊白粒率、長寬比與堊白度呈顯著負相關關系，而堊白粒率與堊白度呈極顯著正相關關系；其余性狀之間相關性不顯著。因此，在利用不育系花香A配制雜交組合時應適度降低籽粒長寬比，從而提高灌漿效率，降低堊白粒率與堊白度，進而提高整精米率。

2.3 產量構成因素的通徑分析

對花香A系列組合6個產量構成因素進行通徑分析。從表5可以看出，日產量對產量的直接貢獻最大（0.7205），其次是有效穗數（0.2975）；同時，有效穗數通過日產量對產量有較大的正向作用（0.5721）。說明利用花香A選擇分蘗力強的組合，從而提高群體有效穗數，促進群體日產量的提高是切實可行的。由表5還可以看出，這個通徑系統的決定系數為0.98910，剩余通徑系數為0.10441，說明這6個因素所決定的產量變異占產量總變異的98.91%。

2.4 經濟性狀主成分分析

表4 花香A系列組合米質性狀之間的相關系數

表5 花香A系列組合產量構成因素對產量通徑分析

表6 花香A系列組合經濟性狀主成分分析

對花香A系列組合6個經濟性狀進行主成分分析。由表6可以看出，只要3個主成分，累積貢獻率就達到92.50%。在表6中，第一主成分因子特征值為2.6150，其貢獻率為43.58%，對應特征向量中，每穗實粒數分值較大，為0.5399，其次為每穗總粒數和結實率。因其與水稻籽粒灌漿效率有關，故將此因子稱為“灌漿效率因子”，而千粒重則表現為較高的負向量-0.5461，表明每穗實粒數過多，會影響水稻千粒重。

第二主成分因子的特征值為2.0228，其貢獻率為33.71%，對應的日產量和有效穗數2個特征向量的分值較大，分別達0.6594和0.5598，故稱其為“穗數因子”。

第三主成分因子的特征值為0.9120，其貢獻率為15.20%，對應的每穗總粒數特征向量的分值較大，達0.7078，故稱其為“粒數因子”，而結實率則表現為較高的負向量-0.6900。表明每穗粒數過多，會影響水稻結實率。

2.5 多元逐步回歸分析

利用各因子作為自變量，產量為因變量，進行多元逐步回歸分析，得如下方程：

Y=-325.249+126.506X1+10.965X2+1.162X4+1.381X5

相關系數R=0.9941

式中，X1為日產量，X2為有效穗數，X4為每穗總實粒數，X5為結實率。

回歸方程中的回歸系數表明該因子對水稻產量的影響程度，而且這4個性狀的偏回歸系數均為正值，說明這4個性狀對產量都是正效應。

3 結論與討論

花香A是一個米質與產量緊密結合的水稻三系不育系，利用花香A配制優質、廣適性強的優勢組合對提高雜交水稻產量與米質水平具有重要作用[1]。通過對花香A系列組合水稻區域試驗產量、米質性狀的相關分析及通徑分析發現，花香A系列組合配制在各地試驗中有效穗數、日產量、堊白粒率、堊白度以及整精米率的變異系數較大；同時，其產量的提升主要是通過提高其日產量、有效穗數，并適當延長其生育期、降低株高與穗長來實現；其米質的改良主要通過適度降低籽粒長寬比，從而提高其灌漿效率，降低堊白粒率與堊白度，進而提高整精米率。

目前的研究結果表明，不同類型的雜交水稻組合的各產量構成因素對產量的貢獻率不同，且主要經濟性狀間相互影響[9-18]。適度提高有效穗數以及雜交組合群體灌漿效率，促進日產量的提高，是長江上游地區高溫寡照環境下大穗大粒型雜交水稻增產的主要因素之一。同時，適度降低籽粒長寬比，將有助于提高稻米整精米率，降低堊白粒率和堊白度，從而提升稻米外觀品質。

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Correlation and Path Analysis of Yield and Quality Traits of Rice Combinations from Huaxiang A

WANG Ping1,BAIYulu1,WANG Minxia1,PU Zhigang1,ZHANG Zhiyong1,XIANG Yuewu2,LILu2,FANG Chunyan3,ZHANG Zhixiong1*
（1Institute of Biotechnology and Nuclear Technology,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China;2Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China;3Agricultural Bureau of Pengxi,Shichuan 629100,China;*Corresponding author:zhangzhx1010@163.om）

By analyzing the data collected from 10 hybrid rice from Huaxiang A for rice regional testwith the coefficientof the correction and path analysis,the results indicated that there exist significant positive correlation between daily production and effective panicle number,plant height and panicle length,grain number per panicle and filled grain number of per panicle,respectively.And the contribution of daily production to grain yield is the largest,next for effective panicle number.The head rice rate and chalky rice rate, length/width ratio and chalky rice rate,length/width ratio and chalkiness degree are significant negative correlation.Accordingly,we can increase the yield of hybrid rice from Huaxiang A by improving the daily production and the number of effective panicle,extending the growth period,reducing the plant height and panicle length properly.And in order to improve the grain quality,we should reduce the length/width ratiomoderately,so as to improve the grain filling efficiency,reduce the chalky rice rate and chalkiness degree, and improve the head rice rate.

rice;Huaxiang A;yield;quality;correlation analysis;path analysis

S511

：A

：1006-8082（2017）01-0081-05

2016－09－04

四川省財政創新能力提升工程專項（2016ZYPZ01-001）；四川省財政育種攻關項目；“十三五”國家重點研發計劃專項