渝川地方稻種品質性狀遺傳相關性及聚類分析

雷麗霞 鄒玉霞 臺琳玉

摘要：研究渝川地區優異地方稻種資源的遺傳相關性及稻米品質。對渝川地區81份優異地方稻種的碾米品質和外觀品質性狀指標進行測定及分析。試驗結果表明，資源材料間的品質性狀相對穩定，變異系數均小于16%。糙米率與精米率相關系數0.911;糙米長與整精米率相關系數為-0.493;糙米寬相關系數為-0.407;糙米長寬比相關系數為0.836;糙米寬與整精米率相關系數為0.595;糙米長寬比相關系數為-0.834;糙米長寬比與整精米率相關系數為-0.657，均達極顯著水平，與前人的研究結果相一致。采用Ward離差平方和法進行聚類分析，當離差平方和取3.75時，可將81份稻種資源分為6個類群，十里香和奇妙香分別單獨聚為一類。研究結果表明，多數供試水稻資源的親緣關系較近，十里香和奇妙香與其他類群的親緣關系較遠，且奇妙香的碾米品質相對較差。

關鍵詞：渝川地區;水稻品種;品質性狀;相關性分析;聚類分析

中圖分類號： S511.032 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）07-0065-04

水稻（Oryza sativa L.）是我國三大糧食作物（水稻、小麥、玉米）之首[1]。食以米為先，水稻是我國65%以上人口的主食，其中西南地區（重慶市、四川省、云南省、貴州省等地的340多個縣、市、區）的水稻年平均種植面積約445萬hm2[2]。近30年來，水稻經歷了高產育種。在產量不斷提高的同時，人們對稻米質量的要求也在逐漸提高，自加入WTO后，國外優質稻米大量進入，尤其是日本和泰國稻米[3]，僅2016年我國大米的凈進口量就達313萬t，國內種糧成本的大幅上漲，使得我國大米在國際市場上的價格和品質均無明顯優勢。張昌泉指出，目前我國稻米品質的表現總體偏低，在一定程度上影響其市場競爭力[4]。相關研究表明，氣候變化已對中國農業造成了重要影響，且弊大于利，這些不利影響會導致作物品質的下降[5-7]。因此，提高我國稻米市場競爭力迫在眉睫。科研工作者應對稻米進行轉型研究，即由過去以產量為主轉變為產量與品質并重。稻米碾米品質是育種和栽培中的一項重要指標，直接關系到稻米的經濟效益。本研究對渝川地區的81份優異地方水稻資源的碾米品質性狀進行相關性及聚類分析，以期為其資源的利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

渝川地區的81份地方稻種資源，編號與名稱見表1。

1.2 試驗設計

于2011—2012年在重慶市江津地區試驗田種植，每份材料種植3行，每行12穴，種植密度株距為 16.7 cm、行距為26.7 cm，每穴插1株帶蘗秧，材料間間隔33.33 cm。有機肥與化肥配合施用，重底早追，施純氮120～150 kg/hm2，N、P、K肥使用比例為6 ∶ 3 ∶ 1，成熟后收獲中間行中間10穴稻谷，自然曬干后，再將稻谷種子于40 ℃烘干箱烘干48 h，儲存于干燥的環境中備用;并于2012—2013年在重慶師范大學生命科學學院517實驗室對水稻材料的品質性狀進行分析。

1.3 測定指標與方法

參考農業部米質分析方法（NY1471988《米質測定方法》）對81份資源的糙米率、精米率、整精米率、糙米長、糙米寬、糙米長寬比等碾米品質進行測量。

1.4 數據處理及分析

采用Microsoft Excel軟件對數據進行整理及變異系數計算，采用SPSS 13.0軟件進行相關性及聚類分析。

2 結果與分析

2.1 品質性狀變異分析

參考GB/T 17891—1999《優質稻谷》進行稻米品質性狀變異分析，分析結果表明，平均糙米率未達優質米三級標準，僅十里香、開州2號2份資源的糙米率達優質一級標準，占供試材料的2.47%，達二級、三級標準的資源分別只占6.17%、18.52%。平均整精米率也未達優質三級標準，整精米率達一級標準的資源僅有粘稻69-1、197、糯89-1、萬恢910，占4.94%;平均糙米長寬比明顯高于優質一級標準（≥2.80），而且糙米長寬比為一級標準的資源共41份，占供試資源的 50.62%。從表2可以看出，品種間的糙米率、精米率、糙米長、糙米寬以及糙米長寬比都分布較均勻，變異系數較小，均小于15%，整精米率的變異系數較大，達15.27%。

2.2 品質性狀相關性分析

糙米率與精米率呈極顯著正相關（0.911），糙米長與糙米寬相關系數為-0.407，糙米長寬比相關系數為 0.836，整精米率與糙米長（相關系數為 -0.493）、糙米寬（相關系數為0.595）、糙米長寬比（相關系數為-0.782）的關系也均達極顯著水平（表3）;對碾米品質和外觀品質性狀進行偏相關性分析，糙米長、糙米長寬比對糙米率、精米率、整精米率有負向作用，糙米寬對糙米率、精米率、整精米率反而有正向作用（表4）。稻種的外觀性狀會影響其碾米品質的性狀。

2.3 品質性狀的聚類分析

本研究采用Ward法對稻種資源進行聚類分析。當離差平方和取3.75時，供試地方稻種資源劃可劃分為6個類群，分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。其中Ⅰ類群31份資源，占38.27%;Ⅲ類群19份資源，占23.46%;Ⅳ類群16份，占19.75%;Ⅴ類群13份，占16.05%;十里香和奇妙香分別單獨聚為Ⅱ、Ⅵ類。聚類分析結果表明，供試資源的遺傳親緣關系較近，但十里香、奇妙香與其他稻種資源遺傳親緣關系較遠（圖1）。

81份水稻資源各類群的6個品質性狀（圖2）顯示，Ⅰ類群糙米率、精米率、整精米率及糙米寬較高，平均值分別為75.87%、65.19%、51.95%、0.25 cm，其中此類群中涪引3號的精米率（74.10%）和糯89-1的整精米率（63.59%）、糙米寬（0.30 cm）均占供試材料之首，但此類資源的糙米寬（0.23 cm）較小;Ⅲ類群平均糙米長（0.67 cm）明顯低于其他類群;Ⅱ、Ⅵ分別只有1份資源，其中十里香的糙米率（88%）在所有供試資源中最高，奇妙香的糙米率（37%）、精米率（36.78%）、整精米率（21.83%）在所有供試資源中最低。

3 結論與討論

梁慶平等對早秈雜交組合稻米的碾米品質和外觀品質指標分析表明，在碾米品質的3項性狀糙米率、精米率、整精米率中整精米率變異系數最大[8]，本研究結果同其一致。米質變異的一部分原因在于遺傳，而另一原因可能與環境溫度等因素有關[9]。而且粒型（粒長、粒寬、粒長寬比）受環境因素的影響不大，主要是受遺傳影響且由多個基因來控制調控[10-17]。

Hussain等利用100份地方陸稻資源對品質間的遺傳相關性研究發現，糙米率與精米率相關系數為0.470，達極顯著水平[18]。李欣等研究128份水稻資源的品質后也發現稻米碾米品質間呈極顯著正相關[19]。而任鄄勝等應用表型主成分分析法，對2001—2002年四川省區試的14份水稻新品種資源的品質性狀進行分析表明，糙米率與精米率相關系數為0.442，呈顯著正相關，整精米率與糙米率相關系數為 -0.448， 呈顯著負相關[20]。本研究結果中糙米率與精米率（相關系數為0.911）整精米率與糙米率（相關系數為0.428）相關關系也達極顯著水平，與前者研究結果相一致，而整精米率與精米率（相關系數為0.404）的相關性與前人研究不一致，說明稻米品質性狀間存在錯綜復雜的相關關系。武小金等對品質性狀間的相關性研究發現，糙米率與粒長相關系數為0.621、長寬比相關系數為-0.443，達極顯著水平，而與粒寬相關系數為0.113，相關性不顯著[21]。楊聯松等在分析17份資源粒形與稻米品質間的相關性認為，粒長與糙米率相關系數為-0.783、精米率相關系數為-0.694、整精米率相關系數為-0.704、均達極顯著負相關;而粒寬與糙米率相關系數為0.698、精米率相關系數為0.628、整精米率相關系數為0.471呈極顯著正相關;長寬比與糙米率相關系數為 -0.805、精米率相關系數為-0.721、整精米率相關系數為 -0.607，均呈極顯著負相關[22]。本研究結果中外觀品質性狀與整精米率的關系均達極顯著水平，同前人研究一致。外觀品質性狀與糙米率的關系不顯著。

朱振華等對12份云南高原粳稻資源品質性狀及品種聚類分析研究發現，供試資源的遺傳背景較近，遺傳基礎狹窄[23]。任鄄勝等對14份雜交水稻資源稻米品質性狀的相關性及聚類分析研究發現，參試資源的遺傳距離較近[20]。本研究結果發現81份水稻資源的親緣關系也較近，僅十里香、奇妙香與其他類群的親緣關系較遠，且奇妙香碾米品質相對較差。親緣關系是水稻品質育種難以突破的重要原因[20，23]，目前我國對稻種資源的研究還不夠深入[24-25]。因此，在水稻品質育種中應大力挖掘優異的稻種資源， 利用多樣性的遺傳資

源，拓寬遺傳背景，進行親本創新研究，對豐富我國稻種資源及提高稻米品質有一定的現實意義。

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