采用穗部形態(tài)性狀和SSR標(biāo)記研究粳稻穗型分類

袁守江等

摘要：利用離差平方和法（Wards）對(duì)36個(gè)粳稻品種穗部性狀進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，36個(gè)品種可分為緊穗型、中間穗型和散穗型三類。利用分布于水稻12條染色體上具有豐富多態(tài)性的28對(duì)SSR引物對(duì)36個(gè)水稻品種進(jìn)行PCR擴(kuò)增分析，共檢測到76個(gè)等位基因變異，每一個(gè)位點(diǎn)上檢測到的等位變異數(shù)為2～9個(gè)，平均為271個(gè)。根據(jù)擴(kuò)增結(jié)果可以將36個(gè)品種相互區(qū)分。供試品種間的遺傳相似系數(shù)值為05758～09783，平均為08042，遺傳相似性變化較大。根據(jù)非加權(quán)平均數(shù)方法（UPGMA）聚類分析結(jié)果，供試品種可聚為三大類群，其中第一個(gè)類群進(jìn)一步可分為3個(gè)亞類。兩種聚類結(jié)果表明：利用SSR標(biāo)記的遺傳相似系數(shù)進(jìn)行聚類，與利用水稻穗部性狀進(jìn)行聚類，在亞類水平上，有一定程度的吻合。遺傳距離矩陣和形態(tài)性狀的歐氏距離矩陣的Mantel檢驗(yàn)表明，二者存在顯著的相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：粳稻；穗型；穗部性狀；SSR標(biāo)記；聚類分析

中圖分類號(hào)：S511.2+20.23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2013）05-0042-06

穗型是水稻的重要形態(tài)特征之一，與水稻產(chǎn)量水平和群體結(jié)構(gòu)狀況均有著密切關(guān)系，因而穗型問題一直是水稻理想株型育種和栽培研究關(guān)注的焦點(diǎn)[1，2]。水稻穗型與多個(gè)穗部性狀相關(guān)，一直以來，不同學(xué)者在穗型分類研究中，由于研究目的及方向不同，選取的性狀也有所差異。羅利軍等[3]在成熟期調(diào)查分枝形狀、第一次枝梗角度和著粒密度3個(gè)性狀， 劃分了散、中間和緊三種穗形；唐保軍等[4]根據(jù)穗重和穗長，將水稻穗分為多穗型、中穗型和穗重型。Sasahara等[5]按照二次枝梗上的小穗在穗軸上的節(jié)位分布，將水稻品種分為5種類型：二次枝梗上的小穗數(shù)基部多的穗型Ⅰ，是下位優(yōu)勢穗型；二次枝梗上的小穗數(shù)頂部多的穗型Ⅴ，是上位優(yōu)勢穗型；二次枝梗上的小穗數(shù)中部多的穗型Ⅲ，是中位優(yōu)勢穗型；穗型Ⅱ介于穗型Ⅰ和穗型Ⅲ之間，是偏下位優(yōu)勢穗型；穗型Ⅳ介于穗型Ⅲ和穗型Ⅴ之間，是偏上位優(yōu)勢穗型。徐正進(jìn)等[6，7]曾根據(jù)穗頸彎曲度（劍葉到穗尖的連線與莖稈延長線的夾角）將水稻穗劃分為直立穗型、半直立穗型和彎曲穗型，但也指出，穗在群體中的相對(duì)位置除了頸穗本身的彎曲度外，還與劍葉長、劍葉角度、穗頸長和穗長等因素有關(guān)，并進(jìn)一步利用單穗重、著粒密度、穗直立程度和穗型指數(shù)為指標(biāo)，分別將遼寧省粳稻品種劃分為重、中、輕，密、中、稀，直、半、彎，上、中、下4類各3種穗型。

近年來，在水稻穗部性狀的研究中，有人嘗試引入一些新的性狀和新的方法對(duì)穗型進(jìn)行分類。如陳紹棟[8]曾選取株高、主穗穗長、單株有效穗數(shù)、主穗結(jié)實(shí)率 、百粒重、一次枝梗數(shù)、一次枝?？傞L、二次枝梗數(shù)、二次枝梗總長、主穗粒重、著粒密度和單株產(chǎn)量等12個(gè)性狀，利用主成分分析與聚類分析的方法，進(jìn)行穗型分析；同時(shí)，還利用判別分析的方法，尋找出對(duì)判定穗型有顯著作用的性狀：結(jié)實(shí)率、一次枝梗、著粒密度和單株產(chǎn)量。Roy等[9]利用聚類分析的方法，對(duì)35個(gè)晚稻品種進(jìn)行分類，其中選取的穗部性狀包括穗長、粒數(shù)、實(shí)粒數(shù) 、千粒重、一次枝梗數(shù)、一次枝?？傞L、二次枝梗數(shù)、粒重等10個(gè)性狀。

水稻穗型以及穗部性狀的研究，多基于對(duì)水稻穗的形態(tài)觀測，雖然簡單、直觀，但大多為數(shù)量性狀，受環(huán)境影響較大，結(jié)果重演性差。因此，如何正確地選擇穗部性狀，科學(xué)地對(duì)穗型進(jìn)行分類，也是今后水稻穗型研究的一個(gè)重要工作。本研究在綜合前人工作的基礎(chǔ)上，選取穗長、穗重、千粒重、實(shí)粒數(shù)、秕粒數(shù)、粒長/寬、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、頸節(jié)直徑9個(gè)形態(tài)性狀，利用離差平方和法（Wards）對(duì)穗型進(jìn)行分類；同時(shí)，利用SSR標(biāo)記確定的遺傳距離，采用平均連接聚類法（UPGMA）聚類分析，目的在于探討如何合理進(jìn)行粳稻穗型分類，為今后該方面的研究提供參考。