粳稻穗型性狀與谷粒性狀的相關性研究

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性。結果表明，8個性狀變異系數在4.8%～31.2%，穗型性狀、谷粒性狀中各性狀平均變異系數分別為22.2%、7.8%。粒型因子、粒重因子、粒數因子、結實因子、穗長因子是影響粳稻品種穗型性狀和谷粒性狀綜合表現的主要因子。穗型性狀、谷粒性狀間存在復雜相關性。同時，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。

關鍵詞：粳稻；穗型性狀；谷粒性狀；主成分分析；相關分析

中圖分類號：Ｓ511.2+2"""""""""""""""""""""""""" 文獻標志碼：A文章編號：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

基金項目：農業重大專項：“遼寧濱海稻區耐鹽堿優質高產多抗水稻新品種培育”（2022JH1/10200003）；遼寧省農業科學院學科建設計劃項目（2024XKJS5233）。

收稿日期：2024-03-28

作者簡介：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。

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

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料與試驗設計

試驗材料為來源于不同地區的247份粳稻品種，試驗于2023年在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗田進行。每份材料2行區，單株栽植，行長6 m，行株距為30.0 cm×13.3 cm，栽培管理與生產田相同。

1.2" 測定項目及標準

在灌漿期按照韓龍植[7]等的方法田間調查穗立形態，穗立形態分為直立、半直立、彎曲。成熟后每份材料隨機取5株，調查穗長、每穗粒數、千粒重、結實率。用游標卡尺隨機測量谷粒10粒，計算谷粒長度、谷粒寬度、谷粒厚度及谷粒長寬比。

1.3" 數據處理與分析方法

利用SPSS 19.0統計軟件對247份粳稻品種8個穗型、谷粒性狀進行主成分分析。

2" 結果與分析

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個性狀變異系數在4.8%～31.2%。其中穗粒數變異系數最大，變幅在54.1粒/穗～235.1粒/穗；其次為穗長、谷粒長寬比，變異系數分別為13.1%、11.8%，變幅分別為13.3～32.2 cm、1.51～3.91；變異系數小于10%的性狀有谷粒厚度、結實率、谷粒寬度、谷粒長度、千粒重，變異系數分別為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個性狀的綜合表現，對其進行主成分分析。由表2可見，第1～5主成分貢獻率在9.0%～32.5%，累計貢獻率達到88.2%。第1主成分主要由谷粒長寬比、谷粒長度、谷粒寬度、谷粒厚度決定，是水稻粒型因子的表現；第2主成分主要由千粒重決定，是水稻粒重因子的表現；第3主成分主要由穗粒數決定，是水稻粒數因子的表現；第4主成分主要由結實率決定，是水稻結實因子的表現；第5主成分主要由穗長決定，是水稻穗長因子的表現。表明，粒型因子、粒重因子、粒數因子、結實因子、穗長因子是區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分析

由表3可見，在穗型性狀與谷粒性狀中穗長與穗粒數、千粒重、谷粒長度、谷粒長寬比，千粒重與結實率、谷粒長度、谷粒寬度、谷粒厚度，谷粒長度與谷粒長寬比，谷粒寬度與谷粒厚度間達到極顯著正相關；結實率與谷粒寬度、谷粒厚度間達到顯著正相關；穗長與谷粒厚度，結實率與谷粒長寬比，谷粒長度與谷粒寬度間達到顯著負相關；谷粒長度與谷粒厚度，谷粒寬度與谷粒長寬比，谷粒厚度與谷粒長寬比間達到極顯著負相關。可見，穗型性狀與谷粒性狀間存在著復雜的相關性。

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，占品種總數的13.8%；半直立穗型品種79份，占品種總數的32.0%；彎曲穗型品種134份，占品種總數的54.2%。對3個穗型品種群體8個性狀進行方差分析，由表4可見，從直立穗型到半直立穗型、彎曲穗型品種穗長不斷增加，類型間差異極顯著。在穗粒數上，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。在結實率上，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和谷粒性狀結構。

3" 結論與討論

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，穗型也是與水稻產量密切相關的重要農藝性狀，是理想株型育種中的主要內容之一[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、谷粒性狀變異系數差異較大。從整體上看，穗型性狀中的穗長、穗粒數2個性狀平均變異系數為22.2%；谷粒性狀中千粒重、結實率、谷粒長度、谷粒寬度、谷粒厚度、谷粒長寬比6個性狀平均變異系數為7.8%。這表明，在所分析的粳稻材料中穗型性狀的變異遠遠大于谷粒性狀的變異。同時，主成分分析顯示，粒型因子、粒重因子、粒數因子、結實因子、穗長因子是區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、谷粒性狀的種質資源利用提供了依據。

相關分析表明，隨著穗長的增加，穗粒數、千粒重、谷粒長度、谷粒長寬比也隨之增加，但谷粒厚度在下降；隨著谷粒長度、谷粒寬度、谷粒厚度的增加，千粒重也隨之增加，進而結實率也在提高；隨著谷粒長度的增加，谷粒寬度、谷粒厚度在下降，但谷粒長寬比卻在上升；谷粒寬度的增加也會增加谷粒厚度，但谷粒長寬比則會下降。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]研究認為，遼寧省水稻品種自從遼粳5號通過審定以來，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，盡量減少穗的遮光而又不影響穗本身的受光量，進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環境，提高抗倒伏等優點[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，在結實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。但在谷粒長度、谷粒長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。

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