粳稻重组自交系产量及相关性状分析_贾旭东.pdf

Analysis of Yield and Related Characters ofJaponica Rice Recombinant Inbred LinesJIA Xu-dong,CHEN Hu,LIU Jian,ZHAO Fei*(Tianjin Agricultural University,College of Agronomy&Resources and Environment,Tianjin 300384,China)Abstract:In this research,Japonica rice recombinant inbred line was used as research materials,and the correlationbetweenriceyieldandplantheight,earlength,effectivepaniclenumber,seednumber,seedsetting rate,andthousand-grain weight was discussed.It is expected to provide a reference for breeding high-yield rice lines.The resultsshowed that the yield of japonica rice was affected by these factors,and multiple characters should be consideredcomprehensively to improve yield.The yield was positively correlated with panicle length,grain number per panicle,1000-grain weight,and seed setting rate.Considering that panicle length was significantly positively correlated with plantheight and 1000-grain weight,and significantly positively correlated with seed number,it could be concluded thatappropriate increase of plant height could increase panicle length,grain number per panicle and 1000-grain weight,so asto increase yield.Although there was a very significant positive correlation between grain number per panicle and seedsetting rate,there was a very significant negative correlation between grain number per panicle and 1000-grain weight,which further indicated that the increase of grain number per panicle should be within a certain range,otherwise the1000-grain weight would be reduced,and the ear length should also be controlled within a certain range.It can be saidthat the number of grain per spike plays a key role.Therefore,it is necessary to grasp the increase range of panicle grainnumber before selecting other factors when increasing yield.Key words:Japonica rice;Yield;Correlated traits;Correlation analysis粳稻重组自交系产量及相关性状分析贾旭东，陈虎，刘建，赵飞*（天津农学院 农学与资源环境学院，天津300384）摘要：以粳稻重组自交系为研究材料，探讨了粳稻的产量与株高、穗长、有效穗数、实粒数、结实率、千粒重的相关性，期望为从中选育高产水稻品系提供参考。该研究表明，粳稻产量受这几个因素共同作用，提高产量应综合考虑多个性状。产量与穗长、穗实粒数、千粒重、结实率呈显著正相关。为此，适当增加株高以提高穗长，增加穗实粒数，增加千粒重可以达到增加产量的目的。此外，穗实粒数与结实率呈极显著正相关，但和千粒重呈极显著负相关，表明要做到增产，应控制穗实粒数的合理区间，把握产量构成因素间的平衡性。关键词：粳稻；重组自交系；产量；相关性分析中图分类号：S511.2+2文献标志码：A文章编号：16736737（2023）01000806基金项目：天津市科技局社会发展与农业项目，合同编号：21YFSNSN00100。收稿日期：2022-06-13作者简介：贾旭东（1997-），男，天津农学院 2020 级作物学专业硕士研究生，研究方向：作物遗传育种。*通讯作者：赵飞（1979-），男，高级农艺师，主要从事水稻育种及栽培研究工作。务农重本，国之大纲；农为邦本，本固邦宁。农业是一个国家发展的基础，与人们的生活密切相关。水稻在全球种植面积广泛，有大约一半的人以大米为主食1。我国水稻种植面积占世界的 1/5，占我国粮食种植面积的 1/4，其产量更是位居世界第一2。2017 年，我国水稻产量占全世界总产量的 27.6%3。2019 年，我国水稻种植研 究 报 告Vol.53 No.18-DOI:10.16170/ki.1673-6737.2023.01.017表 1粳稻 RIL群体产量和主要农艺性状变异分析内容株高（cm）穗长（cm）实粒数（粒/穗）结实率（%）有效穗数（万穗/667 m2）千粒重（g）产量（kg/667 m2）最大值151.024.917691.8829.2737.55640.06最小值77.510.34049.417.4113.55206.33平均值109.615.99378.4917.1025.41404.02标准差13.912.6223.507.713.383.9087.45变异系数（%）12.6916.4825.279.8219.7815.3521.64偏度0.1330.5470.526-0.8060.6140.1250.224峰度-0.3200.2610.4060.9701.1260.331-0.255面积约 3000 万公顷，产量超过两亿吨4，不仅对我国粮食生产安全具有重大保障作用，还极大地发展了农村经济5。由于我国人口众多，水稻高产一直是首要目标。但是 2000 年之后，高产育种进展缓慢，消费增长，导致水稻进口量增多6。研究表明，通过品种改良和提高栽培技术，保持水稻单产年增长率与前30 年相同的趋势，以减少产量差，就目前的形势来看仍然十分必要，水稻的高产育种还是不能放松7。从世界范围来看，只有中国的水稻生产是籼稻粳稻并存，粳稻主要分布在我国高纬度和高海拔地区。粳米的口感优于籼米，在水稻生产中的地位不断提升，2018 年，我国粳稻总产达到 7784.85万吨8。随着经济发展，国内外对粳稻稻米需求增加，导致我国粳稻供求失衡9。从长期来看，努力提高粳稻的产量，对于保障国家粮食安全，具有重要的战略意义。1材料与方法1.1试验材料本研究以粳稻品种辽星 1 号和粳稻品系GY4 建立的重组自交系(RIL)群体 F7代为试验材料，该试验粳稻 RIL群体于 2021 年种植于天津市西青区王稳庄国家粳稻工程技术研究中心，试验设计 215 个小区，每个小区 4 行，株行距为 15cm30 cm，行长宽均为 1.2 m，小区面积 1.44m2，整个生育期各个小区管理一致。1.2试验方法株高测定：水稻成熟后每个小区选择长势中等 5 穴，用卷尺从地面测量到最长叶尖，求其平均值，株高的测定在田间进行。株高测定完毕后，剪下稻穗，带回实验室考种，计算有效穗数，测定穗长，数出每穗实粒数和总粒数，计算出结实率和千粒重。产量的计算根据小区面积和产量构成因素进行估算。1.3数据处理运用 SPSS（25.0）和 excel 进行数据分析。2结果与分析2.1粳稻 RIL 群体产量和主要农艺性状的变异分析由表 1 可知，粳稻 RIL群体的产量及相关性状中，株高最大值为 151.0 cm，最小值为 77.5cm，平均值为 109.6 cm，变异系数为 12.69%；穗长最大值为 24.9 cm，最小值为 10.3 cm，变异系数为 16.48%；实粒数最大值为 176 粒/穗，最小值为 40 粒/穗，变异系数最大，为 25.27%；结实率最大为 91.88%，最小为 49.41%，虽然极差很大，但是变异系数最小，为 9.82%；有效穗数最大为 29.27 万穗/667 m2，最少为 7.41 万穗/667 m2，变异系数为 19.78%；千粒重最大为 37.55 g，最小为 13.55 g，变异系数为 15.35%；产量最大值为640.06 kg/667 m2，最小仅为 206.33 kg/667 m2，变异系数为 21.64%。2.2粳稻 RIL群体产量和主要农艺性状表现2.2.1粳稻 RIL 群体产量和主要农艺性状 K-S正态性检验对粳稻 RIL群体的产量及构成因素进行正态性结果检验，结果如表 2 所示，株高、穗长、实粒数、千粒重 p0.05，符合正态分布；结实率、667 m2有效穗数以及产量不符合正态分布。2.2.2株高和穗长表现对株高和穗长进行频度贾旭东等粳稻重组自交系产量及相关性状分析研 究 报 告9-表 2 粳稻 RIL群体产量和主要农艺性状 K-S 正态性检验注:KolmogorovSmirnov检验经过 Lilliefors 显著水平修正；表中的 0.200 是真实显著水平的下限。性状统计量dfSig.株高0.0482130.200穗长0.0592130.073实粒数0.0602130.064结实率0.0682130.018667 m2有效穗数0.0802130.002千粒重0.0412130.200产量0.0722130.009分布，如图 1 所示，可以看出，穗长和株高均呈连续变异，表明为多基因控制的数量性状。峰度和偏度见表 1，株高的偏度和峰度分别为 0.133 和-0.320，穗长的偏度和峰度分别为 0.547 和 0.261。株高主要分 布 在 90120 cm，该 株 高 范 围 占 群 体 的71.16%。其中 90100 cm有 48 个株系，100110cm 有 47 个株系，110120 cm 最多，有 58 个株系，占群体的 26.98%。穗长主要集中在 1418cm，其中有 67 个株系的穗长在 1416 cm 范围内，占群体的 31.46%。株高和穗长均表现出了双向超亲分离。2.2.3产量主要构成因素表现有效穗数、穗实粒数、结实率、千粒重是水稻主要的产量构成因素。该 RIL群体主要的产量构成因素表现如图 2所示。穗实粒数超过 110 粒的有 51 个株系，且有5 个株系穗实粒数超过了 150 粒。结实率主要集中在 75%85%，超过 90%的有 8 个株系。667 m2有效穗数为 14 万 18 万穗的株系偏多，有 11 个株系超过 24 万穗。千粒重大于 24 g的株系占到了 65.26%，并且有 24 个株系的千粒重超过了 30g。除了 667 m2有效穗数的峰度超过 1，其他性状的偏度和峰度都不