功能稻与常规粳稻主要农艺性状比较

王玉娟　汪波　潘宝国

摘要：将功能稻和常规粳稻主要农艺性状进行比较，找出它们在产量构成上的差异，为选育高产优质有色稻新品种提供参考。结果表明，功能稻中不乏单一或少数性状优良的基因型，通过基因重组及优良基因累加，培育综合性状接近或达到常规粳稻的功能稻新品种是可行的；要增加功能稻的产量首先要提高其谷草比、单穗质量，其次是提高功能稻的千粒质量、有效穗数；适当扩库（提高千粒质量）、着重增源（提高结实率）是当前培育高产功能稻品种的关键。

关键词：功能稻；常规粳稻；农艺性状；偏相关

中图分类号： S511.02+20.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）10-0066-02

功能稻米往往含有多种色素，具有特殊功用。与普通白米相比，有色稻米富含黄酮、类黄酮、膳食纤维及多种不饱和脂肪酸，蛋白质含量较高，人体必需氨基酸比例较高，微量元素铁、锌、硒及维生素B1、维生素B2、维生素A、维生素E含量高，具有清除活性氧自由基、延缓衰老、改善营养性贫血、增强免疫力、抗动脉粥样化、抗应激反应等功能[1]。赖氨酸是人体必需且无法自身合成的第一限制性氨基酸，必须通过日常饮食、营养补品来获得。赖氨酸是碱性氨基酸，是蛋白质必不可少的组成部分。赖氨酸在维持人体酸碱平衡，合成核蛋白、血红蛋白，促进大脑神经细胞的再生，参与脂肪代谢，提高机体抵抗力，保持人体氮平衡等生理活动中发挥着重要作用。大米蛋白质营养价值很高，其赖氨酸含量在谷物蛋白质中最高，氨基酸比例合理，大米蛋白的生物价（BV）为66～67，是植物蛋白中的佼佼者，而且是低敏性蛋白，能促进人体发育、增强免疫功能、提高中枢神经组织功能[2-5]。随着经济的发展，人们生活水平不断提高，对功能稻的需求量不断增加[6]。目前，生产上使用的部分功能稻品种产量有待进一步提高[7-8]。彭少剑培育出适合糖尿病人、肾脏病人食用的低谷蛋白米，及具有降血压、降血脂功能的大米[9]。如果功能稻产量水平与常规稻相当，世界必将迎来“功能稻革命”。本研究将功能稻和常规粳稻进行比较，找出它们的主要农艺性状差异，旨在为选育出高产、优质功能稻新品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

50个功能稻品种均来自江苏沿江地区农业科学研究所（以下简称该所），50个常规粳稻品种为近几年江苏省新审定品种。

1.2 方法

试验在该所试验田进行。随机区组，3次重复，8行区，24.75 cm×13.20 cm单本栽插，长江潴育土，土壤肥力中等，田间管理与病虫防治同大田生产。

1.3 调查项目

田间调查播始时间，成熟时每区取中间10株水稻考察株高、穗长、单株有效穗数、每穗实粒数、结实率、千粒质量、单穗质量、谷草比、单株生物产量及单株粒质量等指标。

1.4 数据处理

采用马育华的方法[10]进行两类性状间差异显著性测验及偏相关分析，以10株水稻均值为样本数据，结实率经sin-1x转换处理。

2 结果与分析

2.1 功能稻、常规稻主要性状

从表1可见，常规粳稻株高、穗长的总体平均值均低于功能稻，株高过高对植株抗倒不利。常规粳稻其他性状均值都大于功能稻，且不同性状的增幅差异较大，如常规粳稻单穗质量均值为 4.0 g/株，比功能稻高29.03%。常规稻与功能稻的播始时间、每穗实粒数及单株生物量差异不显著，其他性状均差异极显著。功能稻各性状的变异系数均大于常规粳稻，而2类材料各性状变异系数大小排序也不尽相同。功能稻多数性状变幅大，其高值与常规粳稻相应性状的高值接近，表明供试的功能稻中，不乏单一或少数性状优良的基因型，通过基因重组及优良基因累加，培育综合性状接近或达到常规粳稻的功能稻新品种是可行的。要增加功能稻的产量首先要提高其谷草比、单穗质量，其次是提高功能稻的千粒质量、有效穗数。该所育成的黑糯新品种通糯3号的产量已接近武育粳3号。

2.2 功能稻、常规粳稻主要性状相关性的比较

由于功能稻与常规粳稻性状存在明显差异，有必要进一步比较2类材料各性状间相关性差异。从表2可知，对于偏相关系数，2类材料均达显著或极显著的性状包括：株高和穗长、每穗实粒数和结实率、结实率和单穗质量呈正相关；播始时间与谷草比、单株有效穗数和单穗质量、每穗实粒数与单株有效穗数呈负相关 、每穗实粒数与千粒质量、谷草比与单株生物产量；功能稻和常规粳稻2类材料中表现高度不一致的性状包括：单株有效穗和千粒质量、结实率和千粒质量。

就偏相关系数而言，功能稻显著而常规粳稻不显著的性状包括：播始时间与株高、播始时间与单株有效穗、播始时间与单穗质量、单株产量与单株有效穗数、单株产量与每穗实粒数、单株产量与千粒质量、单株产量与单穗质量；常规粳稻显著而功能稻不显著的性状包括：穗长和谷草比、穗长和单株生物产量、单株有效穗数和结实率、每穗实粒数和单穗质量、千粒质量和单穗质量（常规稻为0.475 0），而常规粳稻的谷草比和单株产量（0.924 0）、单株生物产量与单株产量（0.926 3）呈高度正相关，谷草比和单株生物产量（-0.933 9）则呈高度负相关；功能稻的上述性状间相关系数则分别为0.093 9、0.414 8、-0.404 9。

3 结论与讨论

熊振民等[11]、彭俊华等[12]、吕子同等[13]、林荣光等[14]分别比较了早籼与中籼、常规稻与杂交稻、籼亚种与粳亚种间主要农艺性状的差异[11-14]。何光华等进一步比较了籼型、偏籼型、中间型偏粳型及粳型材料间主要性状及通径差异[15]。本研究探讨了功能稻与常规粳稻的主要农艺性状差异。由于不同材料的遗传背景不同，其性状表现纷繁复杂，并且性状间的遗传关系千变万化，数量性状更是量变引起质变。育种时应该根据不同材料的特点，制定相应的育种方案。

在干物质积累方面，功能稻与常规稻的单株生物产量差异不显著，但前者的谷草比极显著低于后者，表明在总体水平上2类材料光合产物的累积能力差异不大，但功能稻光合产物分配不协调，向有色产量器官中的分配量偏少。现阶段同时提高生物产量和谷草比的难度较大。由于谷草比主要由加性遗传控制[16]，在功能稻资源中选择谷草比大的基因型作亲本，在不降低生物产量的基础上提高谷草比是可行的。同时由于有色表现为部分显性遗传，可以利用显性性状遗传将常规粳稻中的优良性状通过有性杂交转入功能稻，甚至可以将籼稻的优良基因转入功能稻。该所育成的通糯3号和南通紫香软就是通过这一方法使得产量基本达到常规粳稻的水平，且保持了优良食味品质。从库源关系看，构成产量库容量的单位面积总颖花数、每朵颖花容积2个因素中，功能稻与常规粳稻的总颖花数差异不明显，但前者的每朵颖花容积极显著低于后者，结实率也极显著低于后者，说明功能稻的库源关系不协调，更多地表现出源限制型品种特征[17]。因此，适当扩库（提高千粒质量），同时着重增源（提高结实率）是培育高产功能稻品种的关键。本研究初步分析了功能稻资源主要性状的总体特征，尚须深入研究不同类型功能稻材料的表现，筛选优良亲本的优良性状特征以供育种利用。

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