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22種山欄稻農藝性狀和品質性狀分析

發布時間:2019-12-27所屬分類:農業論文瀏覽:1

摘 要:山欄稻是海南特有的一類旱稻種質資源。利用相關分析和灰關聯分析等方法對22個海南山欄稻品種的農藝性狀和品質性狀進行了較全面的研究。結果表明,山欄稻群體的稻穗普遍較長,結實率、千粒重、出糙率、精米率、膠稠度和堿消值普遍較高,水分含量普遍較

  摘 要:山欄稻是海南特有的一類旱稻種質資源。利用相關分析和灰關聯分析等方法對22個海南山欄稻品種的農藝性狀和品質性狀進行了較全面的研究。結果表明,山欄稻群體的稻穗普遍較長,結實率、千粒重、出糙率、精米率、膠稠度和堿消值普遍較高,水分含量普遍較低,糯稻品種的直鏈淀粉(干基)含量均未超過1.6%且膠稠度均為100;山欄稻群體有效穗數、總粒數、實粒數、堊白粒率、堊白度和透明度等性狀的變異系數較大,遺傳多樣性較豐富;與主要品質性狀有顯著或極顯著線性關系的農藝性狀有株高、有效穗數、千粒重;穗長、千粒重、結實率與主要品質性狀關聯度較高,有效穗數與整精米率的關聯度較高,株高與粒長(長寬比)、膠稠度、出糙率、整精米率的關聯度較高。研究結果可為海南山欄稻優良品系選育和水稻不同性狀間的相關性分析提供參考。

22種山欄稻農藝性狀和品質性狀分析

  關鍵詞:山欄稻;農藝性狀;品質性狀;相關分析;灰關聯分析

  山欄稻是分布在海南中西部山區的一類特有旱稻種質資源,抗旱性較強。山欄米飯味香色美,“一家煮飯全村香”,用山欄糯米釀制的山欄酒芬芳馥郁,被稱為“黎家茅臺”,深受當地群眾喜愛。但由于山欄稻株高過高較易倒伏、產量較低等原因,種植面積正在大幅減少,目前海南山欄稻種植面積只有約700 hm2 [1] 。因此,改良現有山欄稻品種、培育優質高產的山欄稻新品系勢在必行。

  農藝性狀和品質性狀都是水稻育種的重要評價指標。已有研究發現,株高、穗長、結實率、實粒數、千粒重等農藝性狀與粒型、堊白度、堊白粒率、直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度等品質性狀之間存在相關性[2-4] 。與農藝性狀相比,稻米品質性狀的評價測定工作量較大、時效性較差且費用較高,難以大量應用。在育種實踐中,利用水稻農藝性狀和品質性狀的相關性,通過農藝性狀對品質性狀進行預篩選的策略較為可行[5] 。但截至目前,未見關于海南山欄稻農藝性狀和品質性狀相關性的報道。相關分析和灰關聯分析是研究復雜系統中不同變量之間內在關聯性的有效方法,已被廣泛應用于多種作物不同性狀的研究[3-7] 。本研究擬通過相關分析和灰關聯分析等方法研究22個海南山欄稻品種的農藝性狀和品質性狀,以期為優質、高產山欄稻品種的選育提供參考。

  1、材料與方法

  1.1 材料

  以 2014—2016 年在海南省瓊中縣、白沙縣和樂東縣收集到的 22 個山欄稻品種為實驗材料(見表 1)。 2015—2017年,將上述材料種植在海南省農科院永發基地(位于海南省澄邁縣)和海南省瓊中縣營根鎮熱作場。端午節前后直播種植,覆土較淺。每個品種種植100株,行株距25 cm × 30 cm,按旱稻種植常規管理。

  1.2 方法

  參考《水稻種質資源描述規范和數據標準》[8] 、《海南島稻種種質資源的考察研究》[9] 鑒定山欄稻種質資源的秈粳性,調查和測量株高、有效穗數、穗長、每穗總粒數、每穗實粒數、千粒重等主要農藝性狀。

  委托農業部食品質量監督檢驗測試中心(武漢)進行品質性狀檢測。出糙率、精米率、透明度和堿消值4 個品質性狀的檢測依據為NY/T 83-1988,整精米率的檢測依據為GB /T 21719-2008,粒長、粒型(長寬比)、堊白粒率、堊白度、膠稠度5個品質性狀的檢測依據為GB/T 17891-1999,直鏈淀粉(干基)含量的檢測依據為 GB /T 15683-2008,含水量的檢測依據為GB /T 5497-1985。

  利用IBM SPSS Statistics 19. 0 軟件對山欄稻農藝性狀和品質性狀進行描述性和相關性分析。根據灰色系統理論[10] ,利用Microsoft Office Excel 2007軟件對主要品質性狀與農藝性狀的灰色系統關聯度進行分析。由于各性狀的測定值量綱不一致,需要進行均一化處理,即以各品種各性狀的測定值分別除以對應性狀所有品種測定值的平均值得到均一化值。關聯系數計算公式為:

22種山欄稻農藝性狀和品質性狀分析

  2 結果與分析

  2.1 農藝性狀和品質性狀的描述性分析

  實驗材料的農藝性狀和品質性狀檢測結果見表2。在22個山欄稻品種中,9個為糯稻品種,10個為紅米品種,說明糯稻品種是山欄稻群體的重要組成部分,反映出使用山欄糯米制作糯性食品、釀制山欄酒是當地群眾種植山欄稻的重要目的。非糯稻品種中絕大部分是紅米品種既說明海南山欄稻群體中紅米資源較多,也說明當地群眾喜愛食用紅米,紅米山欄稻品種的經濟價值較高。

  實驗材料農藝性狀和品質性狀的描述性分析結果見表3。農藝性狀中,株高、穗長、結實率、千粒重4個性狀的變異系數較小,植株普遍較高,稻穗較長,結實率和千粒重較高;有效穗數、總粒數、實粒數3個性狀變異系數較大,其測定值的最大值分別為12.6、154.3、145.6。品質性狀中,出糙率、精米率、粒長、粒型(長寬比)、直鏈淀粉(干基)含量、膠稠度、堿消值和水分含量8個性狀的變異系數較小,出糙率和精米率較高,粒長和粒型(長寬比)較小,直鏈淀粉(干基)含量較低,糯稻品種的直鏈淀粉(干基)含量均未超過1.6%,膠稠度較高,糯稻品種的膠稠度均為100,堿消值較高(糊化溫度較低),水分含量較低;整精米率、堊白粒率、堊白度和透明度4個性狀的變異系數較大,整精米率最高值僅為47.1%,堊白粒率和堊白度最低值(非糯稻品種)分別至6.0%和1.7%,透明度級別(非糯稻品種)為1~2。

  2.2 農藝性狀與品質性狀的相關分析

  實驗材料各農藝性狀與品質性狀之間的斯皮爾曼等級相關分析結果見表4。株高與整精米率極顯著正相關,有效穗數與精米率、整精米率顯著正相關,穗長與總粒數、實粒數極顯著正相關,總粒數與實粒數極顯著正相關,實粒數與結實率顯著正相關、與堿消值顯著負相關,千粒重與堊白粒率、堊白度極顯著正相關,出糙率與精米率、水分含量顯著正相關,精米率與整精米率極顯著正相關、與堊白粒率顯著負相關,粒長與粒型(長寬比)顯著正相關、與直鏈淀粉(干基)含量極顯著正相關、與膠稠度顯著負相關,粒型(長寬比)與直鏈淀粉(干基)含量、水分含量顯著正相關,堊白粒率與堊白度極顯著正相關,直鏈淀粉(干基)含量與膠稠度顯著負相關,膠稠度與堿消值顯著正相關。

  2.3 品質性狀與農藝性狀的灰關聯分析

  選擇優質稻谷質量指標涉及的出糙率、整精米率、粒型(長寬比)、堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉(干基)含量、膠稠度7個品質性狀[11] ,分析其與農藝性狀的關聯度,關聯度和關聯序分析結果見表5。整體上看,穗長、千粒重、結實率與大部分品質性狀關聯度較高,關聯序靠前,但千粒重與整精米率的關聯度較低;實粒數、總粒數、有效穗數與大部分品質性狀的關聯度較低,關聯序靠后,但有效穗數與整精米率的關聯度較高。株高與粒長(長寬比)、膠稠度、出糙率、整精米率的關聯度較高,而與堊白粒率、堊白度的關聯度較低。

  3 討論

  海南山欄稻中糯稻品種和紅米品種較多,所以在山欄稻育種工作中應該充分重視優良糯稻品種和優良紅米品種的選育。山欄稻群體的稻穗普遍較長,結實率、千粒重、出糙率、精米率、膠稠度和堿消值普遍較高,水分含量普遍較低,糯稻品種的直鏈淀粉(干基)含量均未超過1.6%且膠稠度均為100,說明山欄稻具有一定的高產和優質潛力,不僅可以在山欄稻育種中加以利用,還可以通過雜交育種、分子育種等方法用于其他水稻資源的種質改良。山欄稻群體植株普遍較高,粒長和粒型(長寬比)普遍較小,直鏈淀粉(干基)含量普遍較低,說明降低株高、增加粒長和粒型(長寬比)、提高直鏈淀粉(干基)含量等育種目標難以通過山欄稻群體內部選育來完成,只能通過雜交育種、分子育種等方法從其他種質材料中獲取對應的高產優質性狀。本研究中,山欄稻群體的整精米率普遍較低,最高值僅為47.1%,與前期的研究結果相差較大[12] ,可能與檢測樣本有關,也可能是研究群體較小所致,還有待于進一步研究。值得注意的是,山欄稻群體有效穗數、總粒數、實粒數、堊白粒率、堊白度和透明度等性狀的變異系數較大,遺傳多樣性較豐富,且均存在優良群體,與前期的研究結果相似[12] ,針對上述性狀進行山欄稻品種改良的可行性較強,應是現階段山欄稻育種的首選方向。

  相關分析是檢驗研究對象不同因素之間是否存在線性關系或典型關系的有效方法,不僅可以分析相關的強度,還可以分析相關的方向[13] 。而灰關聯分析是檢驗灰色系統中不同因素之間關聯性強弱的常用方法,不受因素之間有無線性關系或典型關系的制約,應用范圍較廣[10] 。本研究中,斯皮爾曼等級相關分析結果顯示,與主要品質性狀有顯著或極顯著線性關系的農藝性狀有株高、有效穗數和千粒重,其中株高與整精米率極顯著正相關,有效穗數與整精米率顯著正相關,千粒重與堊白粒率和堊白度極顯著正相關;谊P聯分析結果顯示,穗長、千粒重、結實率與大部分主要品質性狀關聯度較高,有效穗數與整精米率的關聯度較高,株高與粒長(長寬比)、膠稠度、出糙率、整精米率的關聯度較高。其中,千粒重與堊白粒率、千粒重與堊白度、有效穗數與整精米率、株高與整精米率的關聯性與相關分析結果較為一致,其他關聯度較高的性狀之間可能存在非典型的相關關系。上述兩種分析方法各有側重,相互補充,同時使用兩種方法可以較全面地反映研究對象各因素之間的相關關系。海南山欄稻的株高普遍較高,易倒伏是減產的重要原因,通過選育高桿品系提高整精米率是行不通的。山欄稻有效穗數的變異系數較高,實驗材料的最大有效穗數為12.6穗/叢,通過選育分蘗力較強的品系提高整精米率較為可行。Zhou等研究發現稻米堊白粒率與粒寬顯著正相關[14] ,進而在很大程度上影響粒重,本研究結果與之相近,故應統籌確定千粒重和堊白粒率的育種選擇指標。在山欄稻品質性狀改良時,還可以結合相關分析揭示的相關方向,利用穗長、千粒重、結實率、株高等農藝性狀對關聯度較高的品質性狀進行預選,提高品種選育效率。

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