王旭虹 李鳴曉 張 群 金 峰 馬秀芳 姜樹坤 徐正進(jìn),* 陳溫福

?

秈型血緣對(duì)秈粳稻雜交后代產(chǎn)量和加工及外觀品質(zhì)的影響

王旭虹1,**李鳴曉1,**張 群1金 峰2馬秀芳3姜樹坤4徐正進(jìn)1,*陳溫福1

1沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所, 遼寧沈陽(yáng) 110866;2吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 吉林長(zhǎng)春 130118;3遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所, 遼寧沈陽(yáng) 110101;4黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所, 黑龍江哈爾濱 150086

針對(duì)20世紀(jì)80年代以來特別是進(jìn)入新世紀(jì)我國(guó)東北水稻大多通過秈粳稻雜交育成的實(shí)際情況, 為了明確秈型血緣對(duì)東北水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響, 以Sasanishiki(粳稻)/Habataki(秈稻)//Sasanishiki///Sasanishiki構(gòu)建的回交重組自交系群體(BILs) 85個(gè)株系為試材, 分別在遼寧沈陽(yáng)、吉林長(zhǎng)春和黑龍江哈爾濱種植, 以秈型頻率(Fi)即來自秈型親本分子標(biāo)記比例為指標(biāo), 分析了秈型血緣與產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系。結(jié)果表明, BILs群體在遼寧、吉林和黑龍江能夠正常成熟, 株系數(shù)和Fi平均值有自南向北逐漸降低的趨勢(shì), 三地生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異均未達(dá)到顯著水平(黑龍江生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)缺失); 穗數(shù)在遼寧、吉林>在黑龍江, 每穗粒數(shù)在黑龍江>在吉林>在遼寧; 糙米率在黑龍江顯著高于遼寧, 而在吉林與遼寧和黑龍江差異不顯著; 精米率和整精米率在遼寧、吉林>在黑龍江, 堊白粒率和堊白度在遼寧>在吉林>在黑龍江, 三地粒長(zhǎng)、粒寬和長(zhǎng)寬比均無顯著差異?？傮w上Fi與千粒重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、糙米率和粒寬呈極顯著負(fù)相關(guān), 與長(zhǎng)寬比呈極顯著正相關(guān); 三地Fi與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)性與總體相似, 只是在黑龍江大多沒有達(dá)到顯著水平; 在遼寧和吉林Fi與粒寬呈顯著負(fù)相關(guān), 而只有在遼寧Fi與長(zhǎng)寬比的正相關(guān)達(dá)到顯著水平。在本試驗(yàn)條件下, 控制秈型頻率在10%左右可能有利于實(shí)現(xiàn)秈粳亞種有利基因互補(bǔ), 促進(jìn)東北粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)在更高水平上統(tǒng)一起來。

水稻; 北方粳稻; 秈粳稻雜交; 產(chǎn)量結(jié)構(gòu); 加工品質(zhì); 外觀品質(zhì)

水稻是世界最重要的糧食作物之一, 90%以上分布在亞洲[1]。亞洲栽培稻(普通栽培稻)分為秈(/)和粳(/)兩個(gè)亞種, 粳稻約占10%, 集中分布在中國(guó)、日本、韓國(guó)等地。中國(guó)是世界上唯一同時(shí)種植秈稻和粳稻的國(guó)家, 秈稻占2/3左右, 主要分布于緯度和海拔較低地區(qū), 粳稻主要分布于緯度和海拔較高地區(qū), 中部地區(qū)秈粳交錯(cuò)[2-3]。秈粳2個(gè)亞種都起源于普通野生稻(Griff.), 在長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇過程中, 秈粳稻基因組不斷分化, 形態(tài)生理特性也產(chǎn)生顯著差異, 粳稻品質(zhì)性狀特別是外觀和加工品質(zhì)明顯優(yōu)于秈稻, 相對(duì)我國(guó)北方和日本、韓國(guó)等飲食習(xí)慣而言, 粳稻蒸煮食味品質(zhì)也優(yōu)于秈稻[4]。東北是我國(guó)粳稻主產(chǎn)區(qū), 早期以引進(jìn)日本品種和技術(shù)為主, 20世紀(jì)70年代以后, 隨著秈粳稻雜交、理想株型特別是90年代以來水稻超高產(chǎn)育種即超級(jí)稻的興起, 東北粳稻產(chǎn)量水平明顯超過緯度相近的日本, 成為國(guó)內(nèi)外著名高產(chǎn)稻區(qū)[5]。與日本水稻育種至今仍然以粳亞種內(nèi)品種間雜交為主不同, 20世紀(jì)80年代以來我國(guó)北方稻區(qū)推廣的優(yōu)良品種絕大多數(shù)都是直接或間接通過秈粳稻雜交育成的[2,6]。秈型血緣的引入在提高產(chǎn)量潛力的同時(shí)是否對(duì)品質(zhì)性狀有直接負(fù)面影響, 迄今相關(guān)研究還不能圓滿回答這個(gè)問題[7-9], 而以秈粳稻雜交育成品種為試材的研究, 由于遺傳背景差異使得上述問題更加復(fù)雜化[10-12]。本研究以秈粳稻雜交后又用粳型親本回交2次構(gòu)建的回交重組自交系為試材, 分別在遼寧沈陽(yáng)、吉林長(zhǎng)春和黑龍江哈爾濱種植, 以來自秈型親本分子標(biāo)記比例為指標(biāo), 比較分析不同生態(tài)條件下秈型血緣對(duì)產(chǎn)量和加工及外觀品質(zhì)的影響, 為北方秈粳稻雜交優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

Sasanishiki(粳稻)/Habataki(秈稻)//Sasanishiki/// Sasanishiki的回交重組自交系群體(BILs) 85個(gè)株系及其親本, 由日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所提供。分子標(biāo)記連鎖圖譜共有236個(gè)RFLP 標(biāo)記, 覆蓋水稻基因組約951.3 cM, 平均每條染色體覆蓋長(zhǎng)度79.28 cM, 平均每條染色體上含19.7個(gè)標(biāo)記, 標(biāo)記間平均距離為4.03 cM[13]。以秈型頻率(Fi)即來自秈型親本分子標(biāo)記比例作為秈型血緣的量化指標(biāo), BILs群體Fi在0.028~0.390之間連續(xù)分布, 平均值為0.128[14]。

試驗(yàn)于2016—2017年在黑龍江(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 哈爾濱 45°77'N, 126°68'E)、吉林(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 長(zhǎng)春 43°87'N, 125°33'E)、遼寧(遼寧省水稻研究所, 沈陽(yáng) 41°67'N, 123°33'E)進(jìn)行, 采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 3次重復(fù); 每個(gè)株系4行, 每行10穴, 每穴1株; 行距為30.0 cm, 株距為13.3 cm。4月中旬播種, 保溫旱育苗, 5月中旬移栽。三地土壤肥力分別為堿解氮(N) 86.4、104.1、125.3 mg kg–1, 速效磷(P2O5) 31.1、33.4、39.7 mg kg–1, 速效鉀(K2O) 206.0、317.0、232.2 mg kg–1, 有機(jī)質(zhì)2.4%、2.5%、2.5%; 施肥量分別為N 180 kg hm–2、P2O5105 kg hm–2、K2O 105 kg hm–2。其他栽培管理同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)田。

記載各生育時(shí)期, 成熟期調(diào)查每株系10株的有效穗數(shù), 選中等的10穗測(cè)定每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重, 并取長(zhǎng)勢(shì)中等的5株自然風(fēng)干后測(cè)定生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)。樣品保存3個(gè)月后, 依照國(guó)際《GB/T 117891-1999優(yōu)質(zhì)稻谷》測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、粒長(zhǎng)、粒寬、長(zhǎng)寬比、堊白粒率、堊白大小和堊白度。

用Microsoft Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)和繪制圖表, 用SPSS 22.0軟件統(tǒng)計(jì)分析。2017年遼寧和黑龍江有些株系稻瘟病異常發(fā)生, 產(chǎn)量數(shù)據(jù)誤差較大, 因此本文分析2016年數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體產(chǎn)量性狀比較

BILs群體在三地能正常成熟株系生育期相差1周, 生育期與Fi的相關(guān)系數(shù)分別為0.124、-0.034和-0.056, 均未達(dá)到顯著水平, 因此本文沒有考慮生育期及氣象因素的影響。Sasanishiki在遼寧、吉林和黑龍江的抽穗期分別為8月3日、5日和8日, Habataki分別為8月7日、8日和12日。Sasanishiki的特點(diǎn)是穗數(shù)多而每穗粒數(shù)少, Habataki則表現(xiàn)為穗數(shù)少而每穗粒數(shù)多(表1)。從表1還可以看出, BILs群體在遼寧、吉林和黑龍江分別有87、65和62個(gè)株系能夠正常成熟(含親本), Fi平均值有自南向北逐漸降低的趨勢(shì)。不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體產(chǎn)量結(jié)構(gòu)存在顯著差異, 穗數(shù)表現(xiàn)為遼寧、吉林>黑龍江, 每穗粒數(shù)表現(xiàn)為黑龍江>吉林>遼寧, 結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為遼寧、黑龍江>吉林, 千粒重表現(xiàn)為吉林、黑龍江>遼寧。不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異均未達(dá)到顯著水平(黑龍江生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)缺失)。

表1 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體產(chǎn)量性狀

表中同列標(biāo)以不同字母的值, 其差異在0.05水平顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. Fi:frequency.

2.2 秈型頻率與產(chǎn)量性狀的關(guān)系

總體上BILs群體Fi與千粒重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)呈極顯著的負(fù)相關(guān)(數(shù)據(jù)略)。不同生態(tài)環(huán)境間BILs群體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量沒有顯著差異, 但是遼寧、吉林Fi與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量表現(xiàn)為極顯著的負(fù)相關(guān)(圖1)。從圖1還可以看到, BILs群體Fi與產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系比較復(fù)雜, 不同生態(tài)環(huán)境間也有一定差異, 總體趨勢(shì)是與穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平, 而與千粒重表現(xiàn)為顯著的負(fù)相關(guān)(黑龍江接近顯著水平); 從物質(zhì)生產(chǎn)與分配分析, 除數(shù)據(jù)缺失的黑龍江外, BILs群體Fi與經(jīng)濟(jì)系數(shù)呈極顯著的負(fù)相關(guān), 與生物產(chǎn)量相關(guān)性沒有達(dá)到顯著水平。

2.3 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體品質(zhì)性狀比較

從表2可以看出, 親本在3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)外觀和加工品質(zhì)表現(xiàn)穩(wěn)定, Sasanishiki的糙米率、整精米率、堊白粒率和堊白度明顯優(yōu)于Habataki。不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體品質(zhì)性狀存在顯著差異: 糙米率表現(xiàn)為黑龍江顯著高于遼寧, 吉林與遼寧和黑龍江差異不顯著; 精米率和整精米率均表現(xiàn)為遼寧、吉林>黑龍江, 堊白粒率和堊白度均表現(xiàn)為遼寧>吉林>黑龍江, 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體粒長(zhǎng)、粒寬和長(zhǎng)寬比均無顯著差異。

2.4 秈型頻率與品質(zhì)性狀的關(guān)系

總體上BILs群體Fi與糙米率和粒寬呈極顯著的負(fù)相關(guān), 與長(zhǎng)寬比呈極顯著的正相關(guān)(數(shù)據(jù)略)。不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體Fi與加工品質(zhì)關(guān)系不密切, 與糙米率有負(fù)相關(guān)的趨勢(shì), 但是只有遼寧達(dá)到顯著水平(圖2)。從圖3可以看出, 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體Fi與堊白粒率和堊白度的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平; 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體Fi與粒長(zhǎng)的相關(guān)都不顯著, 但是與粒寬均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān), 其中在遼寧和吉林達(dá)到顯著水平; 因此, 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體Fi與長(zhǎng)寬比均呈正相關(guān), 其中在遼寧達(dá)到顯著水平。

圖1 不同生態(tài)環(huán)境下BILs 秈型頻率(Fi)與產(chǎn)量性狀的關(guān)系

圖中*表示相關(guān)性在0.05水平顯著,**表示相關(guān)性在0.01水平顯著。

*and**, significance of correlations at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Fi:frequency.

表2 不同生態(tài)環(huán)境下BILs群體品質(zhì)性狀

表中同列標(biāo)以不同字母的值, 其差異在0.05水平顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level.

圖2 不同生態(tài)環(huán)境下BILs 秈型頻率(Fi)與加工品質(zhì)的關(guān)系

圖中*表示相關(guān)性在0.05水平顯著,**表示相關(guān)性在0.01水平顯著。

*and**, significance of correlations at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Fi:frequency.

圖3 不同生態(tài)環(huán)境下BILs秈型頻率(Fi)與外觀品質(zhì)的關(guān)系

圖中*表示相關(guān)性在0.05水平顯著,**表示相關(guān)性在0.01水平顯著。

*and**, significance of correlations at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Fi:frequency.

3 討論

進(jìn)入21世紀(jì)以來, 中國(guó)秈稻加工品質(zhì)顯著提高, 與粳稻的差異有所縮小; 秈粳稻外觀品質(zhì)均有明顯改善, 但是秈粳差異依舊[12]。我國(guó)東北粳稻特殊的生態(tài)環(huán)境、品種類型和育種技術(shù), 與國(guó)內(nèi)以雜種優(yōu)勢(shì)利用為核心的南方秈稻, 及國(guó)外以粳稻品種間雜交為主的日本粳稻有顯著差異, 決定了必須結(jié)合本地實(shí)際開展核心基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究。隨著秈粳稻雜交育種的廣泛應(yīng)用, 東北粳稻秈型頻率平均值為0.05, 最高的接近0.20; 秈型頻率與食味值呈顯著的負(fù)相關(guān), 與堊白粒率呈顯著正相關(guān)[10]。其中有的超級(jí)稻品種盡管秈型頻率較高, 產(chǎn)量潛力顯著超過一般日本粳稻, 但是外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)也已經(jīng)趕上甚至超過一般日本粳稻, 只是食味值與后者有較大差異[11]。秈粳稻雜交重組自交系群體大部分株系是中間類型, 秈型血緣與主要品質(zhì)性狀并無顯著相關(guān)性, 有的是通過其他性狀間接影響[7-9]。Sasanishiki是日本粳稻, 曾經(jīng)在遼寧等地大面積種植, 也曾是北方雜交粳稻主要親本之一, Habataki是日本超高產(chǎn)研究計(jì)劃育成的秈稻品種, 這2個(gè)親本在本研究3個(gè)地點(diǎn)均能正常成熟。BILs群體秈型頻率平均值為0.13, 接近東北秈粳稻雜交育成品種, 遠(yuǎn)低于秈粳稻雜交重組自交系群體, 而且遺傳背景大同小異。用BILs群體研究秈型血緣對(duì)東北水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響, 既與引進(jìn)秈稻血緣而保持粳稻遺傳背景的北方粳稻現(xiàn)狀相對(duì)應(yīng), 又避免了以育成品種為試材遺傳背景多樣性使問題復(fù)雜化。

本研究３個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)緯度分別相差2o左右。BILs群體能夠正常成熟, 株系數(shù)和Fi平均值有自南向北逐漸降低的趨勢(shì), 盡管三地相關(guān)系數(shù)顯著水平不完全一致, 但總體上Fi與千粒重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、糙米率和粒寬呈極顯著負(fù)相關(guān), 與長(zhǎng)寬比呈極顯著正相關(guān)。進(jìn)一步分析本研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn), 受秈型血緣影響較大的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀, 基本上都是Fi≥0.2以后負(fù)向效應(yīng)明顯增加, Fi在0.1左右各性狀變異幅度較廣(圖２~圖４), 意味著育種選擇的機(jī)會(huì)較多; 在Fi<0.2范圍內(nèi), Fi與產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的相關(guān)系數(shù)或顯著水平降低(數(shù)據(jù)略)。從另一個(gè)角度分析, 本試驗(yàn)試材是來自Sasanishiki/Habataki//Sasanishiki ///Sasanishiki的BILs群體, 構(gòu)建過程中并沒有經(jīng)歷東北地區(qū)生態(tài)環(huán)境的選擇, 這可能是Fi與一些產(chǎn)量性狀負(fù)相關(guān)的原因之一。據(jù)此可以認(rèn)為, 在本試驗(yàn)條件下秈型血緣的引入對(duì)東北粳稻外觀和加工品質(zhì)并無明顯不利影響, 引入10%左右的秈型血緣可能有利于控制其對(duì)產(chǎn)量的負(fù)面作用, 促進(jìn)東北粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)在更高水平上統(tǒng)一起來。實(shí)際上20世紀(jì)末以來, 東北特別是遼寧水稻品種都有較多的秈型血緣, 如遼粳454、遼粳371和遼星1號(hào)的Fi分別為7.87%、14.61%和11.80%, 沈農(nóng)6014、沈農(nóng)9741和沈農(nóng)265的Fi分別為12.36%、7.78%和6.74%, 遼鹽2號(hào)的Fi為16.29%[15]。無獨(dú)有偶, 我國(guó)另一個(gè)粳稻主產(chǎn)區(qū)江蘇常規(guī)粳稻品種浙粳88的秈型成分也在10%左右, 而甬優(yōu)系列秈粳雜交稻的秈型成分比例比較復(fù)雜[16]。秈型頻率是一個(gè)籠統(tǒng)的概念, 幾十個(gè)乃至本研究增加到236個(gè)標(biāo)記, 都不足以反映整個(gè)染色體組差異, 今后應(yīng)深入到整個(gè)基因組乃至相關(guān)基因, 綜合分析秈型血緣、秈粳基因組互作以及聚合亞種有利基因?qū)|北粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響, 為提高秈粳稻雜交育成品種品質(zhì)提供遺傳學(xué)依據(jù)。

我國(guó)水稻在漫長(zhǎng)進(jìn)化過程中形成的秈粳稻分布是由亞種屬性、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)需求共同決定的, 隨著秈粳稻雜交育種和分子生物學(xué)研究的深入, 以及人民對(duì)口糧要求的提高, 過去長(zhǎng)期形成的南秈北粳的格局已經(jīng)和正在打破, 如我國(guó)臺(tái)灣、江蘇的粳稻化, 浙江、安徽、湖北、河南、重慶及四川粳稻的發(fā)展。經(jīng)過長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇, 形成了秈粳亞種基因型遺傳分化和表現(xiàn)型形態(tài)分化的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 表現(xiàn)出明顯的連鎖不平衡即不同等位基因的非隨機(jī)組合現(xiàn)象[17]。因此秈粳亞種在落粒性、稃毛與殼色、直鏈淀粉含量、籽粒長(zhǎng)寬比、酚反應(yīng)等性狀上存在明顯差異, 可以根據(jù)上述亞種特征性狀對(duì)地方品種和改良品種進(jìn)行秈粳分類[18]。秈粳稻雜交打破了很多亞種屬性的相對(duì)穩(wěn)定聯(lián)系, 使得程氏指數(shù)對(duì)秈粳稻雜交后代分類的有效性顯著降低[19-20]。今后將逐漸打破秈粳亞種界限, 秈中有粳, 粳中有秈, 秈粳亞種融合, 人類可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)、培育和種植豐富多樣的水稻品種。

4 結(jié)論

來自Sasanishiki/Habataki//Sasanishiki///Sasanis-hiki的BILs群體, 在遼寧省沈陽(yáng)市、吉林省吉林市、黑龍江省哈爾濱市能夠正常成熟, 株系數(shù)和Fi平均值有自南向北逐漸降低的趨勢(shì)。總體上Fi與千粒重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、糙米率和粒寬呈極顯著負(fù)相關(guān), 與長(zhǎng)寬比呈極顯著正相關(guān)。秈型血緣的引入對(duì)東北水稻品質(zhì)性狀并無顯著負(fù)面影響, 控制秈型血緣在10%左右可能有利于實(shí)現(xiàn)東北水稻產(chǎn)量和品質(zhì)在更高水平上統(tǒng)一起來。

[1] Matsuo T M. Great Achievement of Rice Science. Vol.3 Genetics. Tokyo: Nousangyoson Culture Society, 1990. pp 1–3 (in Japanese).

[2] 萬建民. 中國(guó)水稻遺傳育種與品種系譜. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2010. pp 1–23. Wan J M. Rice Genetic Breeding and Variety Genealogy in China. Beijing: China Agriculture Press, 2010. pp 1–23 (in Chinese).

[3] 張洪程, 許軻, 張軍, 李國(guó)業(yè), 董嘯波, 花勁, 周培建, 程飛虎, 黃大山, 陳忠平, 陳國(guó)梁, 方明珍, 戴其根, 霍中洋, 魏海燕, 高輝. 雙季晚粳生產(chǎn)力及相關(guān)生態(tài)生理特征. 作物學(xué)報(bào), 2014, 40: 283–300.Zhang H C, Xu K, Zhang J, Li G Y, Dong X B, Hua J, Zhou P J, Cheng F H, Huang D S, Chen Z P, Chen G L, Fang M Z, Dai Q Y, Huo Z Y, Wei H Y, Gao H. Productivity and eco-physiological characteristics of laterice in double-cropping system., 2014, 40: 283–300 (in Chinese with English abstract).

[4] 錢前. 水稻基因設(shè)計(jì)育種. 北京: 科學(xué)出版社, 2007. pp 3–4. Qian Q. Gene Design and Breeding of Rice. Beijing: Science Press, 2007. pp 3–4 (in Chinese).

[5] 陳溫福, 徐正進(jìn). 水稻超高產(chǎn)育種理論與方法. 北京: 科學(xué)出版社, 2007. pp 20–25. Chen W F, Xu Z J. The Theories and Methods of Rice Breeding for Maximum Yield. Beijing: Science Press, 2007. pp 20–25 (in Chinese).

[6] 顧銘洪. 水稻高產(chǎn)育種中一些問題的討論. 作物學(xué)報(bào), 2010, 36: 1431–1439. Gu M H. Discussion on the aspects of high-yielding breeding in rice., 2010, 36: 1431–1439 (in Chinese with English abstract).

[7] 毛艇, 徐海, 郭艷華, 朱春杰, 陳凱, 王嘉宇, 姜樹坤, 徐正進(jìn). 秈粳交重組自交系的亞種屬性與稻米品質(zhì)性狀的關(guān)系. 中國(guó)水稻科學(xué), 2010, 24: 474–478. Mao T, Xu H, Guo Y H, Zhu C J, Chen K, Wang J Y, Jiang S K, Xu Z J. Relationship between subspecies differentiation and rice quality traits in RILs population fromcross., 2010, 24: 474–478 (in Chinese with English abstract).

[8] 張佳, 程海濤, 徐海, 夏英俊, 劉春香, 徐正進(jìn). 秈粳稻雜交后代蒸煮食味品質(zhì)與亞種分化的關(guān)系. 中國(guó)水稻科學(xué), 2015, 29: 167–173. Zhang J, Cheng H T, Xu H, Xia Y J, Liu C X, Xu Z J. Relationship between cooking-eating quality and subspecies differentiation in RILs population fromandcrossing., 2015, 29: 167–173 (in Chinese with English abstract).

[9] 吳長(zhǎng)明, 孫傳清, 付秀林, 王象坤, 李自超, 張強(qiáng). 稻米品質(zhì)性狀與產(chǎn)量性狀及秈粳分化度的相互關(guān)系研究. 作物學(xué)報(bào), 2003, 29: 822–828. Wu C M, Sun C Q, Fu X L, Wang X K, Li Z C, Zhang Q. Study on the relationship between quality yield characters ordifferentiation in rice (L.)., 2003, 29: 822–828 (in Chinese with English abstract).

[10] 高虹, 李飛飛, 呂國(guó)依, 夏英俊, 王嘉宇, 孫健, 唐亮, 徐正進(jìn). 秈粳稻雜交對(duì)中國(guó)東北粳稻品質(zhì)的影響. 作物學(xué)報(bào), 2013, 39: 1806–1813. Gao H, Li F F, Lyu G Y, Xia Y J, Wang J Y, Sun J, Tang L, Xu Z J. Effect ofhybridization on grain quality of rice cultivars in northeast China., 2013, 39: 1806–1813 (in Chinese with English abstract).

[11] 徐銓, 唐亮, 徐凡, 福嶌陽(yáng), 黃瑞冬, 陳溫福, 徐正進(jìn). 粳稻食味品質(zhì)改良研究現(xiàn)狀與展望. 作物學(xué)報(bào), 2013, 39: 961–968. Xu Q, Tang L, Xu F, Fu D Y, Huang R D, Chen W F, Xu Z J. Research advances and prospects of eating quality improvement inrice (L.)., 2013, 39: 961–968 (in Chinese with English abstract).

[12] 徐正進(jìn), 陳溫福. 中國(guó)北方粳型超級(jí)稻研究進(jìn)展. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 49: 239–250. Xu Z J. Chen W F. Research progress and related problems onsuper rice in Northern China., 2016, 49: 239–250 (in Chinese with English abstract).

[13] Nagata K, Fuktuta Y, Shimzu S, Yagi T, Terao T. Quantitative trait loci for sink size and ripening traits in rice (L.)., 2002, 52: 259–273.

[14] Fan M Y, Wang X J, Sun J, Zhang Q, Xu Z J, Xu Q. Effect ofpedigree on eating and cooking quality in rice backcross inbred lines ofandcrosses., 2017, 67: 450–458.

[15] 王海澤, 劉迪, 唐亮. 東北地區(qū)主栽水稻品種的秈型位點(diǎn)頻率及其與產(chǎn)量的關(guān)系. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 45: 661–667. Wang H Z, Liu D, Tang L.genotype frequency of popular cultivars in the Northeast of China and its relationship with yield., 2014, 45: 661–667 (in Chinese with English abstract).

[16] 曾研華. 低溫誘導(dǎo)秈粳雜交稻灌漿結(jié)實(shí)障礙特性研究. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文, 江蘇南京, 2015. p 22. Zeng Y H. Characteristics of Low Temperature Induced Grain Filling and Grain Filling inHybrid Rice. PhD Dissertation of Nanjing Agricultural University, Nanjing, Jiangsu, China, 2015. p 22 (in Chinese with English abstract).

[17] 李任華, 徐才國(guó), 孫傳清, 李自超, 王象坤. 栽培稻的基因型差異程度和分類. 作物學(xué)報(bào), 1999, 25: 518–526.Li R H, Xu C G, Sun C Q, Li Z C, Wang X K. Genotypic divergence and classification of Asian cultivated rice (L.)., 1999, 25: 518–526 (in Chinese with English abstract).

[18] 程侃聲, 周季維, 盧義宣, 羅軍, 黃邁威, 劉光榮, 王象坤. 云南稻種資源的綜合研究與利用: II. 亞洲栽培稻分類的再認(rèn)識(shí). 作物學(xué)報(bào), 1984, 10: 271–280. Cheng K S, Lu Y X, Luo J, Huang M W, Lin G R, Wang X K. Studies on the indigenous rices in Yunnan and their utilization: II. A revised classification of Asian cultivated rice., 1984, 10: 271–280 (in Chinese with English abstract).

[19] 毛艇, 徐海, 郭艷華, 朱春杰, 陳凱, 王嘉宇, 徐正進(jìn). 秈粳稻雜交后代群體形態(tài)分化與遺傳分化的比較. 中國(guó)水稻科學(xué), 2009, 23: 323–326. Mao T, Xu H, Guo Y H, Zhu C J, Chen K, Wang J Y, Xu Z J. Comparative study on morphological differentiation and genetic differentiation in filial generation of cross betweenandrice., 2009, 23: 323–326 (in Chinese with English abstract).

[20] Li R, Jiang T B, Xu C G, Li X H, Wang X K. Relationship between morphological and genetic differentiation in rice (L.)., 2000, 114: 1–8.

Effect ofpedigree on yield and milling and appearance qualities in the offspring of/cross

WANG Xu-Hong1,**, LI Ming-Xiao1,**, ZHANG Qun1, JIN Feng2, MA Xiu-Fang3, JIANG Shu-Kun4, XU Zheng-Jin1,*, and CHEN Wen-Fu1

1College of Agronomy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, Liaoning, China;2Faculty of Agronomy Jilin Agricultural University, Changchun 130118, Jilin, China;3Rice Research Institute, Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110101, Liaoning, China;4Cultivation and Farming Research Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086, Heilongjiang, China

Most of the rice cultivars in Northeast China has been released by crossingrice since the 1980s, especially in the new century. In order to clarify the influence ofpedigree on the yield and quality of rice in northeastern China, 85 BILs derived from Sasanishiki ()/Habataki ()//Sasanishiki///Sasanishiki were planted in Shenyang of Liaoning, Changchun of Jilin, and Harbin of Heilongjiang. Thefrequency (Fi) we defined is a ratio oftype marker to all markers in order to analyses the relationships between yield traits and quality traits. The normal mature plant coefficients and Fi average values in Liaoning, Jilin and Heilongjiang gradually decreased from south to north, and the differences in biological yield, economic coefficient and economic yield were not significant (Biological yield and economic coefficient in Heilongjiang were missing). The spike number in Liaoning and Jilin were higher than that in Heilongjiang. The number of grains per panicle showed a trend in Heilongjiang>in Jilin>in Liaoning. The brown rice in Heilongjiang was significantly higher than that in Liaoning and the brown rice in Jilin was no significant difference compared with that in Liaoning and Heilongjiang. The milled rice rate and head rice rate were higher in Liaoning and Jilin than those in Heilongjiang. The chalkiness rice rate and chalkiness level showed trends in Liaoning>in Jilin>in Heilongjiang. The grain length, grain width and aspect ratio were not significantly different among the three areas. There were significantly negative correlations of Fi with 1000-grain weight, economic yield, economic coefficient, brown rice rate and grain width, and a significantly positive correlation with aspect ratio. The correlations between Fi and yield and its components were similar to those in the overall situation, but most parameters in Heilongjiang did not reach a significant level. There were a significantly negative correlation between Fi and grain width in Liaoning and Jilin, and only a significantly positive correlation between Fi and aspect ratio in Liaoning. Under the conditions of this experiment, controlling Fi at about 10% could be beneficial to complement each other of elite alleles from two subspecies, promote theproduction into a higher level in Northeast China.

rice; northrice;andcrosses; yield traits; milling quality; appearance quality

2018-06-04;

2018-12-24;

2019-01-09.

10.3724/SP.J.1006.2019.82031

徐正進(jìn), E-mail: xuzhengjin@126.com

**同等貢獻(xiàn)(Contributed equally to this work)

王旭虹, E-mail: 631110967@qq.com; 李鳴曉, E-mail: 2625910996@qq.com

本研究由國(guó)家自然科學(xué)基金-遼寧聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1708231)資助。

This study was supported by the Joint Funds of the National Natural Science Foundation of China (U1708231).

URL:http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20190108.0903.002.html