黑龙江省水稻种质资源农艺性状与产量关系的分析

刘伟　张荣昌　付久才　马瑞　黄成亮　顾鑫

（黑龙江省农业科学院佳木斯分院，黑龙江佳木斯154007；第一作者：liuwei.006@163.com）



黑龙江省水稻种质资源农艺性状与产量关系的分析

刘伟张荣昌付久才马瑞黄成亮顾鑫

（黑龙江省农业科学院佳木斯分院，黑龙江佳木斯154007；第一作者：liuwei.006@163.com）

摘要：为明确黑龙江省主要水稻种质资源农艺性状与产量之间的关系，更高效的选育水稻新品种，以139份水稻种质资源为材料，采用描述性分析、相关分析、通径分析等方法对影响产量的主要农艺性状进行了试验研究。结果表明，黑龙江省水稻种质资源比较丰富，12个农艺性状的变异系数均≥11%，并且稳定性很好；分蘖株数、每穗粒数、有效穗数、剑叶宽度与产量呈正相关关系，谷粒形状与产量呈负相关关系；10个农艺性状可以归为4个主成分，其累计贡献率为68.759%。

关键词：水稻种质资源；描述性分析；相关分析；通径分析

黑龙江省是我国水稻的主产区，其水稻单产和总产影响着我国粮食生产的安全。高产优质水稻品种的选育是提高水稻产量及经济效益的途径之一，而准确评价黑龙江省水稻种质资源的农艺性状与产量的关系，是优质高产水稻品种选育的基础。许多研究者从水稻的株型、株高、穗长等角度对水稻品种进行了主成分分析及聚类分析［1-2］，分子标记技术也逐渐应用于水稻种质资源的鉴定和分子育种［3-5］，但目前黑龙江省的水稻育种仍以人工选择为主，这就突显出水稻农艺性状的重要性，同时，不同生态区对水稻品种的需求不同，育种目标也不同。前人对水稻种质资源的研究以调查数据或直观分析为主，难以全面客观地反映整体性状及相互关系，且前人很少对黑龙江省的水稻资源进行研究，因此其成果难以应用到黑龙江实际的育种工作中去。本研究对黑龙江省的139份水稻种质资源的农艺性状进行调查，并采用多元统计分析方法进行综合评价，为黑龙江省水稻种质资源亲本选择提供参考，以提高育种效率。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试的139份水稻种质资源由黑龙江省农业科学院佳木斯分院水稻育种研究室提供（见表1）。

1.2试验方法

1.2.1试验设计

试验于2014年在黑龙江省农业科学院佳木斯分院试验田进行。手工插秧，水稻移栽秧龄3.1叶，插秧规格30 cm×13 cm，试验田平整，排灌方便。试验采用随机区组设计，每小区种植2行，行长2 m，3次重复。4月中旬播种，9月下旬至10月中旬收获。生长期间进行田间观察记载，测定生育期。齐穗后15 d，每个小区除边行和两端各1株外，随机取5株挂牌，作株型测量。

1.2.2测定项目与方法

调查株高、穗长、每穗粒数、有效穗数、剑叶长度、剑叶宽度、谷粒形状、千粒重、结实率［6］，小区计产折合成单产。

1.2.3数据统计与分析

采用SPSS 22.0及DPS 7.05对试验数据进行描述性统计、相关性分析、通径分析。

2　结果与分析

2.1农艺性状和产量的描述性分析

通过对表2的变异系数观察发现，12个农艺性状的变异系数均≥11%，说明黑龙江省的水稻种质资源比较丰富，同时139个水稻品种12个农艺性状的变异系数变化不大，说明这些品种的农艺性状稳定性好。农艺性状和产量的峰度和偏度大部分在-1～1之间，说明大部分指标符合正态分布。

2.2农艺性状间及其与产量的相关性分析

由表3可以看出，穗长、谷粒形状与生育期显著正相关，千粒重、有效穗数与生育期显著负相关；有效穗数、产量与分蘖力显著正相关，穗长、每穗粒数、剑叶宽度、剑叶长度与分蘖力显著负相关；每穗粒数、结实率与穗长显著正相关，有效穗数与穗长显著负相关；剑叶宽度、每穗粒数与产量显著正相关，千粒重、有效穗数与每穗粒数显著负相关；谷粒形状与千粒重显著负相关；产量与有效穗数显著正相关，剑叶宽度、谷粒形状与有效穗数显著负相关；结实率、产量与谷粒形状显著负相关。

表1　参试水稻种质名称

表2　139份水稻种质资源农艺性状和产量的描述性分析

2.3农艺性状间及其与产量的主成分分析

对139份水稻种质资源的主成分分析（表4）可以看出，前4个因子的主要贡献率达到68.759%，第1个因子的贡献率为28.009%，特征向量较大的为每穗粒数、穗长、剑叶宽度，可见这3个农艺性状是对主成分1影响较大的特征向量，说明因子1是由他们3个组成的一个综合指标；第2个主成分贡献率为17.046%，其中产量的特征向量最大；第3个因子的贡献率为14.133%，其中谷粒形状的特征向量最大；第4个因子的贡献率为9.572%，其中株高的特征向量最大。

表3　139份水稻种质资源农艺性状间及其与产量的相关性分析

表4　139份水稻种质资源农艺性状间及其与产量的主成分分析

3　结论与讨论

种质资源是作物遗传改良的基础，熟悉种质的农艺性状对创新种质具有重要意义［7-8］。从黑龙江139个水稻种质资源的农艺性状描述性分析可以看出，这些品种的多样性、稳定性较好，与肖佳雷等［9］的研究结果相一致；从产量与农艺性状的相关性分析可以看出，分蘖株数越多产量越高，每穗粒数越多产量越高，有效穗数越多产量越高，这与肖应辉等［10］的研究结果相一致。前期分蘖数最终决定有效穗数，适当提高分蘖力，减少无效分蘖是协调穗数与每穗粒数的关键，而北方水稻单株分蘖能力在15～18个较佳，产量水平高［11］。剑叶宽度越大产量越高，剑叶宽度是衡量水稻光合作用强弱的重要指标之一，适宜的剑叶宽度可以增大光合叶面积，有利于干物质的积累，为水稻生殖生长提供丰富的养分，这与肖佳雷［9］的研究结果略有不同，其认为剑叶过宽会导致后期提前衰老，叶片易卷曲断裂，严重影响水稻光合作用和后期产量，但在佳木斯地区没有发生此类现象，可能与当地的气候有关。谷粒长宽比越低产量越高，这与实际生产上当地圆粒的水稻产量高于长粒相一致；从139份水稻种质资源材料的聚类图可见，根据遗传距离远近可将供试样本分为3个类型。在水稻育种中选配杂交亲本时，既要考虑各性状主要因子的互补，又要考虑同一组合的亲本保持一定遗传距离，尽量不选用同一组的亲本杂交，也可以进行优势品种间杂交，以便优中选优［12］。

黑龙江省水稻产量高、米质优，本试验仅收集了一部分水稻种质资源，并且仅为1年数据，需在今后继续扩大品种资源的收集，通过掌握黑龙江省水稻农艺性状的特征，充分合理利用现有水稻种质资源，根据育种目标的需求合理选择亲本，才能育出理想的水稻新品种。

参考文献

［1］张忠林，彭桂峰，田卫东，等.杂草稻种质资源农艺性状的主成分及聚类分析［J］.西南农业学报，2004（17）：236-240.

［2］郑艳，谢戎，刘成元，等. 72份广东水稻种质资源的抗瘟性及农艺性状评价［J］.四川农业大学学报，2008，26（2）：197-201.

［3］叶卫军，胡时开，李媛媛，等.水稻种质资源的分子鉴定和育种利用［J］.分子植物育种，2013，11（4）：625-633.

［4］庄杰云，施勇烽，应杰政，等.中国主栽水稻品种微卫星标记数据库的初步构建［J］.中国水稻科学，2006，20（5）：460-468.

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［6］韩龙植，魏兴华.水稻种质资源描述规范和数据标准［M］.北京：中国农业出版社，2006

［7］李慧峰，车根，李林光，等.果树资源遗传多样性研究进展［J］.山东农业科学，2009（5）：32-35.

［8］彭玉华.大豆遗传多样性对产量改良的重要性及其展望［J］.中国农业科学，1999，32（S1）：49-58.

［9］肖佳雷，辛爱华，张国民，等.黑龙江省水稻种质资源农艺性状鉴定与筛选［J］.中国农学通报，2010，26（1）：252-255.

［10］肖应辉，余铁桥，唐湘如.大穗型水稻单株产量构成研究［J］.湖南农业大学学报，1998，24（6）：428-431.

［11］石利娟，邓启云，刘国华，等.水稻理想株型育种研究进展［J］.杂交水稻，2006，21（4）：1-6.

［12］田智得，朱方容，林强. 175份桑树种质资源的结实性农艺性状主成分与聚类分析［J］.蚕业科学，2010，36（1）：1-11.

Relationship Analysis between Agronomic Characteristics and Yield of Rice Germplasm Resources in Heilongjiang Province

LIU Wei，ZHANG Rongchang，FU Jiucai，MA Rui，HUANG Chengliang，GU Xin
（Jiamusi Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Jiamusi，Heilongjiang 154007，China；1st author: liuwei.006@163.com）

Abstract:In order to improve breeding efficiency and make clear of the relationship between agronomic characteristics and yield of rice germplasm resources in Heilongjiang Province，the main agronomic characteristics of 139 rice germplasm resources were studied by using the methods of descriptive analysis，correlation analysis and path analysis. The results showed: the rice germplasm resources in Heilongjiang Province are rich and the stability is good. The coefficient of variation of 12 agronomic traits were more than 11%. The number of tillers，grain number per panicle，effective panicles，leaf width were positively correlated with yield，grain shape was negatively correlated with yield. 10 agronomic characteristics could be classified into 4 main components，the cumulative contribution rate was 68.759%.

Key words：rice germplasm resources；descriptive analysis；correlation analysis；path analysis

中图分类号：S511

文献标识码：A

文章编号：1006-8082（2016）03-0039-04

收稿日期：2015-12-07