水稻單株產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性及其通徑分析

張進(jìn)帥 黃翠紅 王慧 黃明 郭濤 肖武明 陳志強(qiáng) 劉永柱

摘要：通過(guò)對(duì)水稻產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性和通徑分析，為水稻的單株選擇提供理論指導(dǎo)。利用SPSS 19.0和Excel 2010對(duì)水稻產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性、遺傳力和通徑系數(shù)分析。研究表明，有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量均存在顯著或極顯著正相關(guān)，通過(guò)直接或間接作用對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響。11個(gè)農(nóng)藝性狀中有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)大，呈顯著正相關(guān)。有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率遺傳變異系數(shù)較大，可在性狀穩(wěn)定的高世代選擇，排除干擾;千粒質(zhì)量遺傳變異系數(shù)較小，不易受環(huán)境影響，可在早世代選擇。株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)均對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生正向影響，株高對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生直接影響，劍葉長(zhǎng)和穗長(zhǎng)通過(guò)影響其他性狀間接影響產(chǎn)量，且遺傳變異系數(shù)小，可在早世代選擇。

關(guān)鍵詞：水稻;單株產(chǎn)量;農(nóng)藝性狀;通徑分析;相關(guān)性

中圖分類號(hào)： S511.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）18-0108-06

收稿日期：2018-05-19

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2016YFD0101102）。

作者簡(jiǎn)介：張進(jìn)帥（1994—），男，河北邢臺(tái)人，碩士研究生，主要從事水稻育種研究。E-mail：1092137803@qq.com。

通信作者：劉永柱，博士，副研究員，主要從事水稻育種研究。Tel：（020）38604903;E-mail：lively@scau.edu.cn。

水稻是全世界2/3人口的口糧[1]，我國(guó)每年水稻種植面積3 000萬(wàn)hm2左右，年均總產(chǎn)量2億t以上，約占世界稻谷產(chǎn)量的35%。據(jù)預(yù)測(cè)，至2020年，我國(guó)需新增糧食5 000萬(wàn)t才能滿足人們需要，在新增糧食中水稻要占到30%以上[2]。在目前耕地水平不變的情況下，只有通過(guò)提高水稻單位面積產(chǎn)量才能完成目標(biāo)，所以高產(chǎn)依然是我國(guó)水稻生產(chǎn)不變的目標(biāo)[3]。水稻的產(chǎn)量是由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等多個(gè)農(nóng)藝性狀構(gòu)成的復(fù)雜農(nóng)藝性狀[4]。明確不同性狀對(duì)單株產(chǎn)量的影響，對(duì)水稻高產(chǎn)育種有重要意義。

本研究以3個(gè)不育系配制的57個(gè)雜交組合為研究對(duì)象，通過(guò)相關(guān)分析和通徑分析考察產(chǎn)量相關(guān)性，為水稻高產(chǎn)育種提高參考。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家植物航天育種工程技術(shù)研究中心自育的3個(gè)不育系航1A、航3A、航5A為母本，19個(gè)測(cè)交材料為父本。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年7月22日播種，8月7日插秧在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)露天農(nóng)場(chǎng)（113.34°E、23.16°N），按照不完全雙列雜交設(shè)計(jì)（NC Ⅱ），配制3×19共57個(gè)雜交組合。隨機(jī)區(qū)組排列，2次重復(fù)，單本種植，小區(qū)面積1 m2，株行距20 cm，田間管理同一般生產(chǎn)大田。播種次日到抽穗1/3的當(dāng)天計(jì)為播始?xì)v期。2017年11月1日材料成熟，從每個(gè)小區(qū)中間行選取3株有代表性的植株進(jìn)行考種，考察性狀有株高、單株有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、單株粒質(zhì)量等11個(gè)性狀。

1.3?數(shù)據(jù)處理與分析

根據(jù)莫惠棟等的統(tǒng)計(jì)原理與方法[5-7]，利用Excel 2010和SPSS 19.0軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，估算出各性狀的相關(guān)性、遺傳力、通徑系數(shù)。

2?結(jié)果與分析

2.1?各農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

經(jīng)田間調(diào)查統(tǒng)計(jì)和考種觀察，57個(gè)雜交組合的11個(gè)農(nóng)藝性狀觀測(cè)值及其最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等見(jiàn)表1。

2.2?農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析

從表2可以看出，單株產(chǎn)量與其他主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)程度是有效穗數(shù)>結(jié)實(shí)率>千粒質(zhì)量>穗長(zhǎng)>劍葉長(zhǎng)>株高;與劍葉寬、播始?xì)v期、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)，其負(fù)相關(guān)程度是劍葉寬>每穗總粒數(shù)>每穗實(shí)粒數(shù)>播始?xì)v期。說(shuō)明通過(guò)劍葉寬、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和播始?xì)v期來(lái)改良單株產(chǎn)量有一定的難度。通過(guò)改變有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)、劍葉長(zhǎng)和株高對(duì)提高單株產(chǎn)量有一定的促進(jìn)作用，其中株高、劍葉長(zhǎng)、穗長(zhǎng)與單株產(chǎn)量相關(guān)性不顯著，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量與單株產(chǎn)量的相關(guān)性呈顯著或極顯著正相關(guān)。播始?xì)v期與株高、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，與有效穗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān);與結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān);株高與劍葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān);劍葉長(zhǎng)與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān);有效穗數(shù)與結(jié)實(shí)率呈顯著正相關(guān)，與每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān);每穗總粒數(shù)與每穗實(shí)粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與千粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān);每穗實(shí)粒數(shù)與結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與千粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)。結(jié)果表明，劍葉寬與播始?xì)v期對(duì)有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率有抑制作用，而株高又與播始?xì)v期呈極顯著正相關(guān)，在早代單株選擇中，可以選擇株高適宜、劍葉寬較小和播始?xì)v期適宜的、多穗的株型，提高單株產(chǎn)量。

2.3?遺傳力和遺傳變異系數(shù)分析

由表3可知，廣義遺傳力由大到小的順序?yàn)椴ナ細(xì)v期>劍葉寬>株高>結(jié)實(shí)率>每穗總粒數(shù)>千粒質(zhì)量>每穗實(shí)粒數(shù)>穗長(zhǎng)>單株產(chǎn)量>有效穗數(shù)>劍葉長(zhǎng);狹義遺傳力由大到小的順序?yàn)椴ナ細(xì)v期>株高>劍葉寬>每穗總粒數(shù)>千粒質(zhì)量>結(jié)實(shí)率>穗長(zhǎng)>每穗實(shí)粒數(shù)>有效穗數(shù)>單株產(chǎn)量> 劍葉長(zhǎng)。播始?xì)v期、株高、劍葉寬、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率這5個(gè)性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力都較大，表明這5個(gè)性狀主要受遺傳因素控制，受環(huán)境影響小;有效穗數(shù)和劍葉長(zhǎng)的廣義遺傳力和狹義遺傳力均較小，說(shuō)明這2個(gè)性狀受環(huán)境因素較大;狹義遺傳力較大的性狀更能穩(wěn)定地遺傳給后代。11個(gè)性狀的遺傳變異系數(shù)在1.84%～23.32%，其中遺傳變異系數(shù)最高的是結(jié)實(shí)率，為23.32%，最低的是千粒質(zhì)量，為1.84%。數(shù)據(jù)表明以上性狀遺傳受加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同影響，且以加性效應(yīng)為主，這與前人的研究結(jié)果[8-10]基本一致。播始?xì)v期、株高、劍葉寬、千粒質(zhì)量遺傳力較高，遺傳變異系數(shù)較低，適合早世代選擇。