長江中下游秈稻品種籽粒性狀分析

胡國輝 朱德峰 陳惠哲 向鏡 張義凱 張玉屏

（中國水稻研究所/水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310006；第一作者∶229387537＠qq．com；*通訊作者∶cnrrizyp＠163．com）

水稻（Oryza sativa）是我國重要的糧食作物，其籽粒性狀與稻米品質(zhì)與人們的喜好息息相關(guān)。眾多研究者在水稻籽粒性狀方面做了大量研究，也獲得了一些重要成果。周廣生等[1]研究表明，孕穗期干旱導(dǎo)致水稻籽粒的體積、長、寬、厚、長寬比、千粒重等性狀發(fā)生改變。黃招德等[2]首次將1個長粒主效顯性基因定位于第二染色體上，并暫命名為GL-2。陳氏秋江等[3]檢測到與粒長顯著相關(guān)的標(biāo)記位點(diǎn)有45個，貢獻(xiàn)率最高的是RM5849（52.86%），M3766-140 是增加表型效應(yīng)最大的等位變異，載體品種是農(nóng)香25；與粒寬顯著相關(guān)的位點(diǎn)有7個，貢獻(xiàn)率最高的是RM17（63.61%），增加表型效應(yīng)最大的等位變異是RM17-145和RM573-235，載體品種分別是寧粳恢338和早十日黃稻。高維維等[4]研究表明，大部分籽粒性狀受環(huán)境及環(huán)境與株系互作不同程度的影響；而谷粒面積、谷粒圓度2個性狀受環(huán)境、環(huán)境與株系互作的影響均不顯著。

現(xiàn)在水稻生產(chǎn)正朝著全程機(jī)械化方向發(fā)展。機(jī)械直播是水稻生產(chǎn)未來發(fā)展的方向之一，同時，也是水稻機(jī)械化生產(chǎn)重要的一個環(huán)節(jié)。制定一個標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分不同品種水稻的籽粒對于控制機(jī)直播用種量來說有重要意義。本研究的切入點(diǎn)就是以大面積應(yīng)用的秈稻品種籽粒為材料，測定籽粒的千粒重、面積、周長、長度、寬度、長寬比等指標(biāo)，通過統(tǒng)計(jì)處理，分析籽粒性狀的變異及其各性狀之間的相關(guān)性，從而提出圓度（圓度是指工件的橫截面接近理論圓的程度）這樣一個指標(biāo)來作為水稻粒型區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以長江中下游稻區(qū)大面積應(yīng)用的47個秈稻品種為供試材料（表1）。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及測定指標(biāo)

對47個品種的籽粒進(jìn)行挑選，選取每個品種比較飽滿的，有代表性的籽粒利用自動考種分析及千粒重測定儀進(jìn)行考種，測出千粒重、面積、周長、長度、寬度、長寬比、圓度等指標(biāo)，測定數(shù)據(jù)均是機(jī)器設(shè)備計(jì)算輸出。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010計(jì)算籽粒性狀各指標(biāo)的平均值，繪制散點(diǎn)圖分析各性狀的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒性狀變異程度

由表1、表2可見，圓度的標(biāo)準(zhǔn)差和極差最小；而且圓度分布相對比較集中，大部分品種的圓度都分布在0.25～0.30之間。可見，圓度相較其他籽粒性狀來說是一個比較穩(wěn)定的指標(biāo)。因此，用圓度作為區(qū)為籽粒粒形的標(biāo)準(zhǔn)是可行的。

2.2 籽粒各性狀間的相關(guān)性

由表3可以直觀的看出，籽粒寬度與千粒重和面積相關(guān)性弱；圓度與千粒重存在顯著負(fù)相關(guān)，與寬度呈極顯著正相關(guān)，與長度、長寬比和面積存在極顯著負(fù)相關(guān)。其中，圓度與長寬比的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.98。可見，秈稻籽粒的圓度最大的決定因子是籽粒的長寬比。

表1 47個秈稻品種籽粒性狀變異比較

2.3 秈稻籽粒圓度及長寬比劃分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)圖1的聚類分析和表4可知，秈稻品種籽粒的圓度 85.1%分布在 0.248～0.303 之間。以圓度為指標(biāo)可以將水稻籽粒分為3種類型∶偏圓型，圓度＞0.303；中粒型，0.248＜圓度≤0.303；長粒型，圓度≤0.248。

表2 秈稻品種籽粒性狀總變異比較

表3 秈稻品種籽粒各性狀間相關(guān)性比較

圖1 秈稻各品種籽粒圓度聚類分析圖

表4 47個秈稻品種籽粒圓度及長寬比劃分占比情況

3 討論

吳瓊[5]的研究表明，籽粒長度對籽粒千粒重、面積和長寬比均有正面影響，寬度對長寬比有負(fù)面影響，與本文籽粒性狀相關(guān)性研究結(jié)果一致。周海慶[6]進(jìn)行了水稻粒形遺傳方面的研究，揭示了水稻籽粒性狀的一般遺傳規(guī)律，同時也得出了一些籽粒性狀的基因定位。但宮李輝等[7-8]研究闡述了水稻粒形的遺傳是多基因共同作用的數(shù)量性狀遺傳，相對于單一基因控制的性狀，研究要相對復(fù)雜。張衛(wèi)星等[9]研究了不同水分條件下水稻籽粒形態(tài)及其與粒重的關(guān)系表明，環(huán)境條件也會對籽粒性狀產(chǎn)生影響。王嘉宇等[10]對水稻穗不同部位的籽粒品質(zhì)性狀差異進(jìn)行比較研究，指出稻穗不同部位的籽粒性狀也會出現(xiàn)差異。因此，對于水稻籽粒性狀的遺傳規(guī)律還需進(jìn)一步研究。而本實(shí)驗(yàn)利用47個長江中下游大面積應(yīng)用的秈稻品種，對其籽粒性狀的變異和相關(guān)性進(jìn)行分析，得出圓度與千粒重存在顯著負(fù)相關(guān)，與寬度呈極顯著正相關(guān)，與長度、長寬比和面積都存在著極顯著負(fù)相關(guān)。因此，可以按照圓度這一相對穩(wěn)定的籽粒性狀對籽粒粒型進(jìn)行劃分，為水稻不同品種籽粒性狀的判斷標(biāo)準(zhǔn)提供了分類依據(jù)。