功能稻與常規(guī)粳稻主要農(nóng)藝性狀比較

王玉娟　汪波　潘寶國(guó)

摘要：將功能稻和常規(guī)粳稻主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較，找出它們?cè)诋a(chǎn)量構(gòu)成上的差異，為選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有色稻新品種提供參考。結(jié)果表明，功能稻中不乏單一或少數(shù)性狀優(yōu)良的基因型，通過(guò)基因重組及優(yōu)良基因累加，培育綜合性狀接近或達(dá)到常規(guī)粳稻的功能稻新品種是可行的；要增加功能稻的產(chǎn)量首先要提高其谷草比、單穗質(zhì)量，其次是提高功能稻的千粒質(zhì)量、有效穗數(shù)；適當(dāng)擴(kuò)庫(kù)（提高千粒質(zhì)量）、著重增源（提高結(jié)實(shí)率）是當(dāng)前培育高產(chǎn)功能稻品種的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：功能稻；常規(guī)粳稻；農(nóng)藝性狀；偏相關(guān)

中圖分類(lèi)號(hào)： S511.02+20.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）10-0066-02

功能稻米往往含有多種色素，具有特殊功用。與普通白米相比，有色稻米富含黃酮、類(lèi)黃酮、膳食纖維及多種不飽和脂肪酸，蛋白質(zhì)含量較高，人體必需氨基酸比例較高，微量元素鐵、鋅、硒及維生素B1、維生素B2、維生素A、維生素E含量高，具有清除活性氧自由基、延緩衰老、改善營(yíng)養(yǎng)性貧血、增強(qiáng)免疫力、抗動(dòng)脈粥樣化、抗應(yīng)激反應(yīng)等功能[1]。賴(lài)氨酸是人體必需且無(wú)法自身合成的第一限制性氨基酸，必須通過(guò)日常飲食、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)品來(lái)獲得。賴(lài)氨酸是堿性氨基酸，是蛋白質(zhì)必不可少的組成部分。賴(lài)氨酸在維持人體酸堿平衡，合成核蛋白、血紅蛋白，促進(jìn)大腦神經(jīng)細(xì)胞的再生，參與脂肪代謝，提高機(jī)體抵抗力，保持人體氮平衡等生理活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。大米蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，其賴(lài)氨酸含量在谷物蛋白質(zhì)中最高，氨基酸比例合理，大米蛋白的生物價(jià)（BV）為66～67，是植物蛋白中的佼佼者，而且是低敏性蛋白，能促進(jìn)人體發(fā)育、增強(qiáng)免疫功能、提高中樞神經(jīng)組織功能[2-5]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對(duì)功能稻的需求量不斷增加[6]。目前，生產(chǎn)上使用的部分功能稻品種產(chǎn)量有待進(jìn)一步提高[7-8]。彭少劍培育出適合糖尿病人、腎臟病人食用的低谷蛋白米，及具有降血壓、降血脂功能的大米[9]。如果功能稻產(chǎn)量水平與常規(guī)稻相當(dāng)，世界必將迎來(lái)“功能稻革命”。本研究將功能稻和常規(guī)粳稻進(jìn)行比較，找出它們的主要農(nóng)藝性狀差異，旨在為選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)功能稻新品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

50個(gè)功能稻品種均來(lái)自江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)該所），50個(gè)常規(guī)粳稻品種為近幾年江蘇省新審定品種。

1.2 方法

試驗(yàn)在該所試驗(yàn)田進(jìn)行。隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)，8行區(qū)，24.75 cm×13.20 cm單本栽插，長(zhǎng)江潴育土，土壤肥力中等，田間管理與病蟲(chóng)防治同大田生產(chǎn)。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目

田間調(diào)查播始時(shí)間，成熟時(shí)每區(qū)取中間10株水稻考察株高、穗長(zhǎng)、單株有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、谷草比、單株生物產(chǎn)量及單株粒質(zhì)量等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用馬育華的方法[10]進(jìn)行兩類(lèi)性狀間差異顯著性測(cè)驗(yàn)及偏相關(guān)分析，以10株水稻均值為樣本數(shù)據(jù)，結(jié)實(shí)率經(jīng)sin-1x轉(zhuǎn)換處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 功能稻、常規(guī)稻主要性狀

從表1可見(jiàn)，常規(guī)粳稻株高、穗長(zhǎng)的總體平均值均低于功能稻，株高過(guò)高對(duì)植株抗倒不利。常規(guī)粳稻其他性狀均值都大于功能稻，且不同性狀的增幅差異較大，如常規(guī)粳稻單穗質(zhì)量均值為 4.0 g/株，比功能稻高29.03%。常規(guī)稻與功能稻的播始時(shí)間、每穗實(shí)粒數(shù)及單株生物量差異不顯著，其他性狀均差異極顯著。功能稻各性狀的變異系數(shù)均大于常規(guī)粳稻，而2類(lèi)材料各性狀變異系數(shù)大小排序也不盡相同。功能稻多數(shù)性狀變幅大，其高值與常規(guī)粳稻相應(yīng)性狀的高值接近，表明供試的功能稻中，不乏單一或少數(shù)性狀優(yōu)良的基因型，通過(guò)基因重組及優(yōu)良基因累加，培育綜合性狀接近或達(dá)到常規(guī)粳稻的功能稻新品種是可行的。要增加功能稻的產(chǎn)量首先要提高其谷草比、單穗質(zhì)量，其次是提高功能稻的千粒質(zhì)量、有效穗數(shù)。該所育成的黑糯新品種通糯3號(hào)的產(chǎn)量已接近武育粳3號(hào)。

2.2 功能稻、常規(guī)粳稻主要性狀相關(guān)性的比較

由于功能稻與常規(guī)粳稻性狀存在明顯差異，有必要進(jìn)一步比較2類(lèi)材料各性狀間相關(guān)性差異。從表2可知，對(duì)于偏相關(guān)系數(shù)，2類(lèi)材料均達(dá)顯著或極顯著的性狀包括：株高和穗長(zhǎng)、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率、結(jié)實(shí)率和單穗質(zhì)量呈正相關(guān)；播始時(shí)間與谷草比、單株有效穗數(shù)和單穗質(zhì)量、每穗實(shí)粒數(shù)與單株有效穗數(shù)呈負(fù)相關(guān) 、每穗實(shí)粒數(shù)與千粒質(zhì)量、谷草比與單株生物產(chǎn)量；功能稻和常規(guī)粳稻2類(lèi)材料中表現(xiàn)高度不一致的性狀包括：?jiǎn)沃暧行牒颓ЯＹ|(zhì)量、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量。

就偏相關(guān)系數(shù)而言，功能稻顯著而常規(guī)粳稻不顯著的性狀包括：播始時(shí)間與株高、播始時(shí)間與單株有效穗、播始時(shí)間與單穗質(zhì)量、單株產(chǎn)量與單株有效穗數(shù)、單株產(chǎn)量與每穗實(shí)粒數(shù)、單株產(chǎn)量與千粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量與單穗質(zhì)量；常規(guī)粳稻顯著而功能稻不顯著的性狀包括：穗長(zhǎng)和谷草比、穗長(zhǎng)和單株生物產(chǎn)量、單株有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率、每穗實(shí)粒數(shù)和單穗質(zhì)量、千粒質(zhì)量和單穗質(zhì)量（常規(guī)稻為0.475 0），而常規(guī)粳稻的谷草比和單株產(chǎn)量（0.924 0）、單株生物產(chǎn)量與單株產(chǎn)量（0.926 3）呈高度正相關(guān)，谷草比和單株生物產(chǎn)量（-0.933 9）則呈高度負(fù)相關(guān)；功能稻的上述性狀間相關(guān)系數(shù)則分別為0.093 9、0.414 8、-0.404 9。

3 結(jié)論與討論

熊振民等[11]、彭俊華等[12]、呂子同等[13]、林榮光等[14]分別比較了早秈與中秈、常規(guī)稻與雜交稻、秈亞種與粳亞種間主要農(nóng)藝性狀的差異[11-14]。何光華等進(jìn)一步比較了秈型、偏秈型、中間型偏粳型及粳型材料間主要性狀及通徑差異[15]。本研究探討了功能稻與常規(guī)粳稻的主要農(nóng)藝性狀差異。由于不同材料的遺傳背景不同，其性狀表現(xiàn)紛繁復(fù)雜，并且性狀間的遺傳關(guān)系千變?nèi)f化，數(shù)量性狀更是量變引起質(zhì)變。育種時(shí)應(yīng)該根據(jù)不同材料的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的育種方案。

在干物質(zhì)積累方面，功能稻與常規(guī)稻的單株生物產(chǎn)量差異不顯著，但前者的谷草比極顯著低于后者，表明在總體水平上2類(lèi)材料光合產(chǎn)物的累積能力差異不大，但功能稻光合產(chǎn)物分配不協(xié)調(diào)，向有色產(chǎn)量器官中的分配量偏少。現(xiàn)階段同時(shí)提高生物產(chǎn)量和谷草比的難度較大。由于谷草比主要由加性遺傳控制[16]，在功能稻資源中選擇谷草比大的基因型作親本，在不降低生物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高谷草比是可行的。同時(shí)由于有色表現(xiàn)為部分顯性遺傳，可以利用顯性性狀遺傳將常規(guī)粳稻中的優(yōu)良性狀通過(guò)有性雜交轉(zhuǎn)入功能稻，甚至可以將秈稻的優(yōu)良基因轉(zhuǎn)入功能稻。該所育成的通糯3號(hào)和南通紫香軟就是通過(guò)這一方法使得產(chǎn)量基本達(dá)到常規(guī)粳稻的水平，且保持了優(yōu)良食味品質(zhì)。從庫(kù)源關(guān)系看，構(gòu)成產(chǎn)量庫(kù)容量的單位面積總穎花數(shù)、每朵穎花容積2個(gè)因素中，功能稻與常規(guī)粳稻的總穎花數(shù)差異不明顯，但前者的每朵穎花容積極顯著低于后者，結(jié)實(shí)率也極顯著低于后者，說(shuō)明功能稻的庫(kù)源關(guān)系不協(xié)調(diào)，更多地表現(xiàn)出源限制型品種特征[17]。因此，適當(dāng)擴(kuò)庫(kù)（提高千粒質(zhì)量），同時(shí)著重增源（提高結(jié)實(shí)率）是培育高產(chǎn)功能稻品種的關(guān)鍵。本研究初步分析了功能稻資源主要性狀的總體特征，尚須深入研究不同類(lèi)型功能稻材料的表現(xiàn)，篩選優(yōu)良親本的優(yōu)良性狀特征以供育種利用。

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