朱 鋒，陳榮樸，周華倩，周柏權(quán)，甘道建，劉桂富,，金玲玲

(1 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣東 廣州 510642；2 珠海市金灣區(qū)三灶鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，廣東 珠海 519040；3 珠海市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心，廣東 珠海 519000；4 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 數(shù)學(xué)與信息學(xué)院，廣東 廣州 510642)

隨著水稻產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水稻生產(chǎn)目標(biāo)正從單一的“高產(chǎn)”向“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”轉(zhuǎn)變，優(yōu)質(zhì)已經(jīng)成為水稻育種和生產(chǎn)的首要目標(biāo)[1-2]。稻米品質(zhì)是遺傳因子和氣候、土壤、施肥、灌溉等栽培因素共同作用的結(jié)果，如何發(fā)揮品種、地域氣候條件和栽培調(diào)控“三位一體”的作用，是優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)成敗的關(guān)鍵[3]。針對當(dāng)前稻米生產(chǎn)由“吃得飽”向“吃得好”全面轉(zhuǎn)變，全國優(yōu)質(zhì)稻品種選育、推廣受到空前重視，選育和推廣突破性優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種是打造從“種”到“米”全產(chǎn)業(yè)鏈的必要基礎(chǔ)[4-6]。而引種是快速實現(xiàn)地方稻米優(yōu)質(zhì)化的最有效途徑[7-10]。引種是指把外地的新品種或品系以及研究用的遺傳材料引入當(dāng)?shù)亍ＲN主要考慮的是原產(chǎn)地和引種地的農(nóng)業(yè)氣候條件是否相似[11-16]，引種的意義在于增加市場上品種的數(shù)量、調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)以及滿足人民日益增長的特種需求[17-24]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)是華南地區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻品種和組合主要原產(chǎn)地之一，該校的廣東省植物分子育種重點實驗室和國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心研究團(tuán)隊以市場需求為導(dǎo)向、以“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆”為特色，通過分子生物技術(shù)、航天誘變和傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合，定向培育出一大批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)植物特異新種質(zhì)。一些品種和組合生產(chǎn)和市場反應(yīng)良好，受到省內(nèi)外眾多稻米企業(yè)的青睞，為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收做出了突出貢獻(xiàn)。

珠海市位于珠江出海口西岸，屬典型的南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，年平均氣溫22.5 ℃，年平均相對濕度80%，年平均降雨量達(dá)到2 061.9 mm，適宜于水稻生產(chǎn)[25]。珠海市作為早、晚雙季稻作區(qū)，水稻種植面積2 240 hm2，優(yōu)良品種和組合占90%以上。然而，珠海市優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)業(yè)化開發(fā)明顯滯后，與市場需求不相適應(yīng)，主要原因是優(yōu)質(zhì)稻品種匱乏。因此，引進(jìn)適合本區(qū)域的優(yōu)質(zhì)水稻新品種和組合顯得尤為重要。鑒于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)與珠海市同屬華南地區(qū)，農(nóng)業(yè)氣候條件基本相似，本研究引進(jìn)一批華南農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種和組合在珠海市進(jìn)行適應(yīng)性試驗，以期找到可以在珠海市等華南地區(qū)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種和組合。

1 材料與方法

1.1 材料

選用華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省植物分子育種重點實驗室培育的新組合‘粳秈優(yōu)0405’和‘粳秈優(yōu)0505’，以及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心培育的新品種‘華航48’、新組合‘軟華優(yōu)1179’和‘軟華優(yōu)6100’為試驗材料，以當(dāng)前優(yōu)質(zhì)稻‘美香占2號’(http://www.ricedata.cn)為對照，進(jìn)行示范引種試驗。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗 試驗于2019年早季在珠海市斗門區(qū)十里蓮江鎮(zhèn)蓮江村試驗農(nóng)場進(jìn)行，地勢平坦，排灌方便。3月12日播種，3月31日移栽，3次重復(fù)，完全隨機(jī)設(shè)計，小區(qū)長 3.33 m、寬 2.20 m，株行距為 16.67 cm×20.00 cm，每穴插 2～3株苗。常規(guī)的田間管理，參照珠海市測土配方施肥技術(shù)推薦水稻生產(chǎn)施用氮 (N)、磷 (P2O5)、鉀 (K2O)質(zhì)量比 1.0∶0.4∶1.0，每 667 m2按基肥 (20 kg)、分蘗肥 (15 kg)和穗肥 (10 kg)3次施用；泥皮水插秧，返青期濕潤，分蘗期灌溉淺濕交替，灌漿黃熟期干濕交替，收獲前5～7 d斷水；移插前 3 d 施用 50%(φ)丁草胺乳油、移栽后 7～10 d施用30%(w)丁·芐粉劑防治雜草；5月31日和6月16日2次噴藥，防治病蟲害。

1.2.2 性狀考察 每小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇6個單穴株，從穗頸節(jié)處剪取全部稻穗，晾干后用于室內(nèi)考種?？疾煨誀畎▎窝ㄓ行霐?shù)(有5粒以上實粒的穗數(shù))、每穗粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量(g)單穴粒質(zhì)量 (g)、粒長 (mm)、粒寬 (mm)、粒長/粒寬、粒投影周長(mm)和粒投影面積(mm2)。

1.2.3 統(tǒng)計方法 按完全隨機(jī)設(shè)計試驗進(jìn)行相關(guān)性狀的統(tǒng)計分析，方差分析的線性模型為：

式中，yij、μ、Gi和eij分別為表型值、平均值、基因型效應(yīng)和試驗誤差，下標(biāo)i、j分別為處理和小區(qū)對應(yīng)的序號。用最小顯著差數(shù)法 ( Least significant difference，LSD)測驗各處理與對照間的差異顯著性。

遺傳率(h2)估算為：

式中，σg2為總體遺傳方差，σp2為表型方差，σe2為誤差方差，Se2為樣本誤差均方，Sg2為處理均方。

成對性狀間的相關(guān)系數(shù)估算為：

式中，Covxy為性狀x、y的協(xié)方差，σx2、σy2分別為性狀x、y的方差。采用統(tǒng)計軟件SAS9.2(https://www.sas.com/zh_cn/home.html)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試材料性狀表現(xiàn)

將參試品種(組合)各性狀平均數(shù)分別與對照‘美香占2號’比較，并用LSD法進(jìn)行顯著性檢驗。結(jié)果(表1)表明，與對照相比，除‘軟華優(yōu)6100’和‘軟華優(yōu)1179’的單穴穗數(shù)(PN)比對照顯著降低外，其余品種(組合)的單穴穗數(shù)與對照差異不顯著。5個參試材料的每穗粒數(shù)(GN)、每穗實粒數(shù) (FGN)、結(jié)實率 (SSP)、粒寬 (GWD)、粒投影面積(GPA)、千粒質(zhì)量(TGW)和單穴粒質(zhì)量(GW)分別比‘美香占2號’提高了16.4粒、31.5粒、7.29%、0.1 mm、0.6 mm2、2.4 g 和 10.4 g，均達(dá)顯著或極顯著水平。5個參試材料的粒長(GL)、粒長/粒寬(RLW)和粒投影周長(GPG)分別比‘美香占2 號’降低了 0.2 mm、0.4 和 0.2 mm，均達(dá)顯著或極顯著水平?？梢?，5個參試材料比‘美香占2號’增產(chǎn)主要是因為大粒，但這也導(dǎo)致參試品種的外觀品質(zhì)比不上‘美香占2號’。

表1 參試材料與對照‘美香占2號’各性狀平均數(shù)及差異顯著性1)Table 1 The average values of traits and their difference significance between the experimental materials and the contrast of ‘Meixiangzhan 2’

2.2 性狀的遺傳分析

將6個材料3次重復(fù)的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表2)顯示，在整個試驗群體中，除單穴穗數(shù)外，其余性狀的處理方差均極顯著地大于誤差方差，F(xiàn)值達(dá)到1%水平，表明處理間除單穴穗數(shù)沒有顯著差異外，其余性狀均達(dá)到極顯著的差異。單穴穗數(shù)的遺傳率較低，為27.13%，表明該性狀受誤差影響較大；單穴粒質(zhì)量的遺傳率為61.35%，表明該性狀既受處理影響亦受誤差影響；其余性狀的遺傳率均較高(＞81%)，表明它們主要受處理影響，受其他因素影響較小。

表2 單個性狀的方差分析及遺傳率Table 2 Analysis of variance and heritability for single trait

2.3 性狀間的相關(guān)分析

相關(guān)系數(shù)可用來度量2個變量間的相關(guān)性質(zhì)和密切程度。利用18對(6×3)觀察值可分別估得各考察性狀兩兩之間的表型相關(guān)系數(shù)。表3的結(jié)果表明，考察性狀間5 5個表型相關(guān)系數(shù)為0.078～0.990，其中，28個呈正相關(guān)(占50.9%)且21個(占63.6%)達(dá)到5%或1%顯著水平。進(jìn)一步將相關(guān)系數(shù)平方得到?jīng)Q定系數(shù)，用以度量相關(guān)的密切程度。決定系數(shù)為0.006～0.980，表明不同性狀間關(guān)聯(lián)的程度差異很大，例如單穴穗數(shù)(PN)對單穴粒質(zhì)量(GW)的貢獻(xiàn)不到1%，而千粒質(zhì)量(TGW)對單穴粒質(zhì)量的貢獻(xiàn)率卻高達(dá)67.1%。

產(chǎn)量是重要的育種目標(biāo)，是多種因素綜合影響的結(jié)果。本研究以實際單穴粒質(zhì)量為指標(biāo)，探索產(chǎn)量構(gòu)成因素和粒型性狀與產(chǎn)量性狀間的關(guān)系。結(jié)果(表3)表明，除單穴穗數(shù)和每穗粒數(shù)(GN)外，其他考察性狀均與產(chǎn)量性狀有顯著或極顯著的表型相關(guān)，其中，每穗實粒數(shù)、結(jié)實率(SSP)、粒寬(GWD)、粒投影面積(GPA)、千粒質(zhì)量與單穴粒質(zhì)量均呈正相關(guān)，而粒長(GL)、粒長/粒寬(RLW)、粒投影周長(GPG)與產(chǎn)量性狀呈負(fù)相關(guān)，表型決定系數(shù)為0.338～0.670。

表3 考察性狀間的表型相關(guān)系數(shù)1)Table 3 Correlation coefficients of phenotypes among investigated traits

3 結(jié)論

‘美香占2號’是由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所培育的一種秈型常規(guī)水稻，2018年首屆全國十大優(yōu)質(zhì)秈稻品種金獎品種，居首位，2018年廣東省最受歡迎的農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種；晚造在廣東省優(yōu)質(zhì)稻區(qū)試中表現(xiàn)分蘗力較強(qiáng)，每穗實粒數(shù)96～103粒，千粒質(zhì)量18.1～18.5 g。谷粒小而細(xì)長，外觀品質(zhì)優(yōu)，外觀品質(zhì)為晚造特一級，米質(zhì)達(dá)國標(biāo)和省標(biāo)優(yōu)質(zhì)2 級，每 667 m2產(chǎn)量為 365.08 kg。本研究表明，‘美香占2號’在珠海早季表現(xiàn)為分蘗成穗力較強(qiáng)，單穴穗數(shù)達(dá)24；每穗實粒數(shù)85.8粒，與產(chǎn)量的相關(guān)性不顯著；千粒質(zhì)量17.9 g，谷粒小而細(xì)長，每667 m2產(chǎn)量達(dá) 426 kg，適合于華南地區(qū)早季種植。

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)近年來培育了許多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種和組合。其中，‘華航48’是國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心培育的常規(guī)水稻品種，‘粳秈優(yōu)0405’和‘粳秈優(yōu)0505’是廣東省植物分子育種重點實驗室選育的粳、秈稻組合，‘軟華優(yōu)6100’和‘軟華優(yōu)1179’是廣東華農(nóng)大種業(yè)有限公司和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院聯(lián)合選育的雜交稻組合。本研究表明，除軟華優(yōu)系列外其余材料的分蘗成穗力均較強(qiáng)，與‘美香占2號’相當(dāng)；所有材料的產(chǎn)量(單穴粒質(zhì)量)及相關(guān)因素(每穗實粒數(shù)、結(jié)實率、粒投影面積和千粒質(zhì)量)均優(yōu)于對照‘美香占2號’；外觀品質(zhì)性狀(粒長、粒寬、粒長/粒寬和粒投影周長)略遜于對照‘美香占2號’。農(nóng)藝性狀的遺傳變異分析表明，單穴穗數(shù)的變異主要來源于試驗誤差，其遺傳率較低，為27.13%；單穴粒質(zhì)量的變異主要來源于處理和試驗誤差，遺傳率為61.35%；其余性狀的變異則主要來源于不同處理，遺傳率高于81%。單穴穗數(shù)、每穗粒數(shù)與單穴粒質(zhì)量相關(guān)性不顯著，對產(chǎn)量影響不大；每穗實粒數(shù)、粒投影面積、千粒質(zhì)量與單穴粒質(zhì)量呈極顯著的正相關(guān)，對產(chǎn)量影響較大，尤其是千粒質(zhì)量對產(chǎn)量貢獻(xiàn)超過67%。外觀品質(zhì)性狀粒長、粒長/粒寬、粒投影周長與單穴粒質(zhì)量呈極顯著的負(fù)相關(guān)，粒寬、粒投影面積則與單穴粒質(zhì)量呈極顯著的正相關(guān)，表明粒越長、越窄、投影周長越大，產(chǎn)量越低；粒越寬、粒投影面積越大，產(chǎn)量越高，充分反映外觀品質(zhì)與產(chǎn)量的矛盾性。由此可見，本試驗材料產(chǎn)量的高低主要取決于每穗實粒數(shù)和千粒質(zhì)量，與單穴穗數(shù)關(guān)系不大；另一方面，產(chǎn)量高的材料，外觀品質(zhì)會差些。

綜上所述，‘華航48’、‘軟華優(yōu)1179’和‘軟華優(yōu)6100’適于在珠海市等華南地區(qū)早季種植、直接推廣應(yīng)用，這3個品種(組合)的產(chǎn)量及構(gòu)成因素每穗實粒數(shù)、千粒質(zhì)量均顯著優(yōu)于‘美香占2號’，但外觀品質(zhì)稍遜；粳秈優(yōu)系列由于高產(chǎn)但外觀品質(zhì)不及‘美香占2號’，因此只適合于華南地區(qū)產(chǎn)量目標(biāo)的生產(chǎn)，或作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種的中間材料加以間接利用。