四川省2011-2015年審定水稻遲熟品種農(nóng)藝與米質(zhì)性狀分析

何 芳，付 洪

（四川省種子站，成都 610041）

水稻品種的產(chǎn)量性狀和米質(zhì)性狀，是育種者在生產(chǎn)中最關(guān)注的兩組性狀，如何在育種工作中協(xié)調(diào)好兩方面的關(guān)系，做到既保證產(chǎn)量水平，又達到優(yōu)質(zhì)指標(biāo)的要求，是需要深入分析和探討的重要問題。通過對區(qū)域性的農(nóng)作物審定品種各方面性狀進行多元分析，既能反映該地區(qū)所選育品種的具體特征及其變化趨勢，又能夠反映出生產(chǎn)發(fā)展對品種的需要。典型相關(guān)分析，就是反應(yīng)兩組變量整體相關(guān)關(guān)系的多元統(tǒng)計分析方法，因此本研究通過對2011—2015年四川稻區(qū)審定的中秈遲熟品種（占審定品種的87.5%）進行典型相關(guān)分析，以期望揭示產(chǎn)量性狀和米質(zhì)性狀之間的關(guān)系和規(guī)律，以便為育種提供參考。

“十二五”期間，四川省已審定的80個水稻品種中，米質(zhì)達到國頒二級優(yōu)米標(biāo)準(zhǔn)的有4個，占5%，達三級優(yōu)米標(biāo)準(zhǔn)的有6個，占7.5%，在優(yōu)質(zhì)育種上比“十五”“十一五”取得了穩(wěn)定的進展。雖然，曾憲平、何芳等[1-2]對2001—2010年四川審定的水稻品種農(nóng)藝性狀和米質(zhì)性狀進行過相關(guān)的分析認為堊白米率和堊白度仍是四川省稻米品質(zhì)的主要限制因素；并且產(chǎn)量構(gòu)成因素（千粒重、穗粒數(shù)、有效穗）以及粒型（粒長、長寬比）和堊白米率是構(gòu)成四川雜交水稻農(nóng)藝和品質(zhì)性狀之間的主要關(guān)聯(lián)性因子。但是在“十二五”期間，四川的優(yōu)質(zhì)水稻育種有了新的變化、新的進展，特別是2011年以來審定推廣以宜香優(yōu)2115和川優(yōu)6203為代表的優(yōu)質(zhì)品種，將四川的優(yōu)質(zhì)品種選育推上了一個新臺階，突破了四川雜交水稻高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)、蜀中無優(yōu)米的難題[3]。鑒于農(nóng)作物審定與推廣具有極強的時空性，加上品種的不斷改良與更新，導(dǎo)致不同時段、不同空間分布的品種特征不一，所以系統(tǒng)分析某一時段四川水稻審定品種的基本特點以及農(nóng)藝性狀和米質(zhì)性狀之間的關(guān)系，更能為今后育種改良提供相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 資料來源

2011—2015年四川省省審水稻中秈遲熟品種公告資料和相應(yīng)組合的品種試驗匯總資料，見表1。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

對收集的所有資料和2011—2015年四川省中秈遲熟雜交水稻品種試驗資料參試品種農(nóng)藝性狀（全生育期、株高、穗長、有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重和產(chǎn)量）和米質(zhì)性狀（糙米率、整精米率、長寬比、堊白粒率、堊白度、膠稠度、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量等）的分析和處理均在浙江大學(xué)研制開發(fā)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)平臺（DPS平臺）上完成。

表1 2011—2015年四川省省審水稻中秈遲熟品種概況Table 1 The late maturing group of rice varieties approved between 2011 to 2015 in Sichuan

早熟組、中熟組品種除五山絲苗（國頒二級優(yōu)米）納入優(yōu)質(zhì)米統(tǒng)計和分析外，其余品種未進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 審定品種農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀的基本情況

表2顯示的數(shù)據(jù)是四川近年審定水稻品種的基本參數(shù)，如產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素、重要的米質(zhì)性狀等，只要能突破這些主要性狀指標(biāo)，就是育種的改良和突破。統(tǒng)計分析中3個基本參數(shù)中的變異系數(shù)最值得育種參考，本文所選對象是已審定品種，所以變異系數(shù)越大，說明各品種之間的差異較大。就變異系數(shù)而言，8個農(nóng)藝性狀中，穗粒數(shù)最大6.73%，其次是有效穗5.71%，之后是千粒重5.36%、結(jié)實率4.68%、株高4.12%、穗長3.99%、產(chǎn)量2.88%和生育期2.34%；而8個米質(zhì)性狀中，堊白度和堊白粒率最大，變異系數(shù)分別是53.09%和44.43%，其次是直鏈淀粉含量21.96%、膠稠度15.49%、整精米率13.72%、蛋白質(zhì)含量10.84%、長寬比8.08%，最小為出糙率1.08%?？傮w而言，8個米質(zhì)性狀的變異系數(shù)除出糙率外，其他7個性狀都大于農(nóng)藝性狀的變化，表明米質(zhì)性狀的變異和選擇空間比農(nóng)藝性狀更大，也更難控制與把握。

表2 農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀的基本參數(shù)Table 2 The performance of yield characters and quality characters

2.2 優(yōu)質(zhì)品種與普通品種的差異

四川“十二五”期間審定的水稻中秈遲熟品種中普通品種61個，優(yōu)質(zhì)品種10個（其中一個為中秈中熟品種五山絲苗）。對這兩組品種的主要農(nóng)藝及米質(zhì)性狀進行差度比較與分析（見表3），以期找到二者在兩組性狀上的差距，從而確定主要的育種選擇目標(biāo)。從表3看，兩組品種的8個農(nóng)藝性狀差度很?。徊町愖畲蟮氖钱a(chǎn)量3.66%，其次是千粒重差異2.03%，其余性狀兩組的差度都小于2%；但8個米質(zhì)性狀的差度就很明顯，其差度表現(xiàn)為堊白度＞堊白粒率＞直鏈淀粉含量＞長寬比＞整精米率＞膠稠度＞出糙率＞蛋白質(zhì)含量，由此說明，四川“十二五”期間審定的中秈遲熟水稻品種中，普通品種和優(yōu)質(zhì)品種的農(nóng)藝性狀除產(chǎn)量和千粒重有差異外，其余性狀沒有差異。而在米質(zhì)性狀上，表現(xiàn)米質(zhì)優(yōu)良與否的3個主要性狀（堊白度、堊白粒率、直鏈淀粉含量）差異明顯，其次是長寬比，整精米率、膠稠度、出糙率和蛋白質(zhì)含量的差異較小。這一結(jié)果表明前3個性狀是四川優(yōu)質(zhì)選育的關(guān)鍵性狀，具有較大的選擇空間，是四川優(yōu)質(zhì)育種的主攻方向。

2.3 審定品種農(nóng)藝與米質(zhì)性狀的相關(guān)關(guān)系

關(guān)于作物育種對于性狀的改良與選擇，最為簡單的辦法仍然是田間選擇，而田間對稻米品質(zhì)的選擇可以通過相關(guān)農(nóng)藝性狀的選擇而達到目的[4-5]。本文通過對2011—2015年四川審定水稻品種的8個農(nóng)藝性狀與8個米質(zhì)性狀的相關(guān)分析看出（見表4），在64組相關(guān)關(guān)系中有12對相關(guān)系數(shù)達到顯著以上水平，其中7組達到極顯著水平，它們的相關(guān)系數(shù)是：有效穗與長寬比，株高與長寬比，千粒重與堊白度，千粒重與堊白粒率，穗粒數(shù)與長寬比，產(chǎn)量與堊白粒率，產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量；5組顯著相關(guān)的是：穗長與整精米率，千粒重與整精米率，穗粒數(shù)與直鏈淀粉含量，穗粒數(shù)與蛋白質(zhì)含量，有效穗與蛋白質(zhì)含量。在8個農(nóng)藝性狀中，千粒重與米質(zhì)性狀關(guān)系最為密切，主要表現(xiàn)為千粒重與堊白粒率和堊白度呈顯著的正相關(guān)，與整精米率呈顯著的負相關(guān)；其次是穗粒數(shù)，與3個米質(zhì)性狀相關(guān)達顯著以上水平；再其次是產(chǎn)量和有效穗，均與2個米質(zhì)性狀相關(guān)達顯著水平；株高與長寬比呈極顯著正相關(guān)；穗長與整精米率的顯著正相關(guān)；生育期和結(jié)實率與米質(zhì)性狀的相關(guān)不顯著，說明產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量與米質(zhì)性狀的關(guān)系較為緊密。從米質(zhì)性狀來看，長寬比與農(nóng)藝性狀的關(guān)系最為密切，它與有效穗、株高和穗粒數(shù)呈顯著的正相關(guān)；其次是蛋白質(zhì)含量，它與產(chǎn)量、有效穗和穗粒數(shù)的相關(guān)達顯著水平；再次是堊白粒率和整精米率，與2個農(nóng)藝性狀相關(guān)達顯著水平；堊白度和直鏈淀粉含量與1個農(nóng)藝性狀相關(guān)達顯著水平；出糙率和膠稠度與8個農(nóng)藝性狀的相關(guān)均不顯著。

表3 優(yōu)質(zhì)品種與普通品種的差異Table 3 The difference between quality varieties and normal varieties

表4 兩組變量之間的相關(guān)系數(shù)表Table 4 Correlation coefficient between yield characters and quality characters

2.4 審定品種農(nóng)藝與米質(zhì)性狀的典范相關(guān)分析

上述相關(guān)分析雖然反映出農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀之間的相互依存關(guān)系，有利于育種選擇利用參考，但是這種關(guān)系在多元性狀的組合上表現(xiàn)極為復(fù)雜，田間操作中難以把握。因此進行兩組變量間的典范相關(guān)分析，更能把握兩組指標(biāo)之間的整體相關(guān)性和分別在兩組變量中提取有代表性的兩個綜合變量[6]，它所反映的對象更具有田間選擇的可操作性[4]。

通過兩組性狀典范相關(guān)系數(shù)的卡方值顯著性檢驗（見表5），農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀之間有3組典范相關(guān)變量達到顯著以上水平。

進一步分析顯示（見表6），在第一組典范相關(guān)變量中，產(chǎn)量和生育期的貢獻率高，作用較大；而對應(yīng)的米質(zhì)性狀中則是直鏈淀粉含量、堊白米率、堊白度3個主要米質(zhì)性狀的載荷較大，起了主導(dǎo)作用。在第二組典范相關(guān)變量中，千粒重、產(chǎn)量和結(jié)實率3個農(nóng)藝性狀的貢獻率較大；而米質(zhì)性狀中則是長寬比和堊白度起主要作用。第三組典范相關(guān)變量中，結(jié)實率和穗粒數(shù)的貢獻率較大；米質(zhì)性狀中的整精米率和直鏈淀粉含量起主要作用。也就是農(nóng)藝性狀中的產(chǎn)量在第一組和第二組典范相關(guān)變量中都發(fā)揮了極為重要的作用；其次是結(jié)實率，在第二組和第三組典范相關(guān)變量中貢獻較大；生育期、千粒重和穗粒數(shù)分別在在第一組、第二組和第三組典范相關(guān)變量中起重要作用。米質(zhì)性狀中的堊白度在第一組和第二組典范相關(guān)變量中都發(fā)揮了極為重要的作用；其次是直鏈淀粉含量，在第一組和第三組典范相關(guān)變量中貢獻較大；堊白米率、長寬比和整精米率分別在在第一組、第二組和第三組典范相關(guān)變量中起重要作用。

表5 典范相關(guān)系數(shù)的卡方檢驗Table 5 Chi square test for canonical correlation index

表6 兩組性狀的典范相關(guān)變量表Table 6 Canonical correlation between yield characters and quality characters

綜上所述，四川“十二五”期間審定的水稻中秈遲熟品種的農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀之間的典范變量中主要是由以下性狀所作的較大貢獻，它們分別是：產(chǎn)量、結(jié)實率、生育期、千粒重、穗粒數(shù)和堊白度、直鏈淀粉含量、堊白米率、長寬比、整精米率。所以這些性狀是構(gòu)成四川“十二五”期間審定的水稻中秈遲熟品種的農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀之間的主要關(guān)聯(lián)性因子。

3 討論與結(jié)論

水稻品種農(nóng)藝性狀與米質(zhì)性狀之間有著千絲萬縷的聯(lián)系[1-2]。本文通過對四川省“十二五”期間審定的水稻中秈遲熟品種進行分析，從品種選育角度來看，穗粒數(shù)、有效穗、千粒重這三大產(chǎn)量構(gòu)成因素和堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量這三大米質(zhì)性狀的變異系數(shù)較大，是四川省育種改良的重點，這與呂建群、曾憲平等[7-8]的研究結(jié)果一致。此外，變異系數(shù)越大，說明育種者在育種過程中獲得理想性狀的機會就越多，而且通過優(yōu)質(zhì)品種與普通品種的差異比較，堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量這三大米質(zhì)性狀是四川省優(yōu)質(zhì)選育的關(guān)鍵性狀，這與曾憲平、張伯平、楊春華等[8-10]的研究結(jié)果也一致。

高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)是作物育種永遠不變的目標(biāo)，但是由于米質(zhì)性狀的田間選擇難度較大、效率低，并且在田間選擇時又容易與產(chǎn)量及其他農(nóng)藝性狀脫節(jié)。因此，探尋通過產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀的選擇，實現(xiàn)對米質(zhì)的協(xié)同選擇和改良，是優(yōu)質(zhì)化育種的重要途徑。本文研究的兩組變量的64對性狀相關(guān)關(guān)系中，有12對相關(guān)系數(shù)達到顯著以上水平。因此，進一步進行典范相關(guān)分析是研究兩組變量之間相關(guān)性的有效方法[6，11-12]。

本文通過典范相關(guān)分析，進一步明確了產(chǎn)量、結(jié)實率、生育期、千粒重、穗粒數(shù)等農(nóng)藝性狀和堊白度、直鏈淀粉含量、堊白米率、長寬比、整精米率等米質(zhì)性狀在兩組變量中的貢獻較大，是主要關(guān)聯(lián)性因子，因此可視為育種選擇的重要性狀，是四川省優(yōu)質(zhì)育種的主攻方向；而且本研究結(jié)果更進一步說明，水稻育種的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)是可以兼并統(tǒng)一的。周竹青等[13]通過5個早秈品種的農(nóng)藝和米質(zhì)性狀作典范相關(guān)分析表明，農(nóng)藝性狀直接影響米質(zhì)性狀，表現(xiàn)為穗部性狀與粒形、粒長因子正相關(guān)，每穗穎花數(shù)與出糙率正相關(guān)，說明高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)不矛盾。曾憲平等[4]研究顯示在直鏈淀粉的形成和淀粉粒在胚乳中的排列結(jié)構(gòu)并不消耗大量的能量和光合產(chǎn)物。因而，通過對水稻遺傳分析和育種家在田間的育種選擇進行有機結(jié)合，以期達到培育的水稻品種既高產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)的目的。

綜上所述，從四川省水稻優(yōu)質(zhì)育種角度分析，在注重產(chǎn)量的同時，重點關(guān)注有效穗、穗粒數(shù)和千粒重的有效選擇，也就是適當(dāng)增加有效穗、保證一定穗粒數(shù)的情況下，適當(dāng)降低千粒重，對米質(zhì)性狀的提升更加有效。在米質(zhì)性狀中，要更加注重直鏈淀粉含量、堊白率、堊白度的選擇和提高，可以使其農(nóng)藝性狀和米質(zhì)性狀達到最佳配置。