高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交糯稻黔糯優(yōu)88產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

王珍珍，甘 雨，郭 慧，楊占烈，向關(guān)倫，郝留根，張宏偉，潘建慧，黃宗洪

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 貴州 貴陽 550006)

產(chǎn)量是水稻育種研究的重要目標(biāo)之一，而水稻產(chǎn)量的形成受到自身遺傳因素和外界因素的影響，是多個因子共同作用的結(jié)果[1-2]。水稻產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀有著密切的相關(guān)性，不同農(nóng)藝性狀之間存在復(fù)雜的遺傳關(guān)系和一定的相關(guān)性，為了選育出高產(chǎn)新品種，水稻育種工作者致力于農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間平衡關(guān)系的研究，以期達(dá)到最優(yōu)組合[3-4]。因此，研究不同農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)系對高產(chǎn)新品種的選育具有重要的意義。不同研究者對水稻產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性研究略有不同。研究表明，雜交水稻新品種民優(yōu)93單位面積有效穗、實粒數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，且單位面積有效穗對產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)最大[5]；雜交水稻成優(yōu)489產(chǎn)量與有效穗和全生育期呈極顯著正相關(guān)關(guān)系[6]；實粒數(shù)和千粒重對雜交水稻六優(yōu)385產(chǎn)量的直接作用最大，其次為有效穗、生育期和株高[7]；而袁偉玲等[8]研究表明，雜交水稻有效穗、實粒數(shù)、結(jié)實率等性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān)，千粒重與產(chǎn)量呈較弱的負(fù)相關(guān)；高良艷等[9]研究發(fā)現(xiàn)，穴穗數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，其通過穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重對產(chǎn)量成負(fù)效應(yīng)，穗粒數(shù)對產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)最大，但穗粒數(shù)通過穴穗數(shù)對產(chǎn)量的負(fù)效應(yīng)值較大。以上研究表明，水稻產(chǎn)量的形成受到生育期、有效穗、株高、穗長、穗粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率及千粒重等性狀的直接影響，各性狀間存在復(fù)雜的相互關(guān)系，直接或間接對產(chǎn)量產(chǎn)生不同的影響。在水稻雜交育種過程中，育種工作者須明確各性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)系，進(jìn)行有效選擇，使之協(xié)調(diào)一致[10]。

前人對水稻產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性有一定的研究，但由于品種、地理環(huán)境和種植栽培方式的差異，產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系也表現(xiàn)出多樣性。黔糯優(yōu)88是貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所育成的優(yōu)質(zhì)雜交糯稻新品種，為了挖掘黔糯優(yōu)88的增產(chǎn)潛力，使產(chǎn)品更好地服務(wù)于生產(chǎn)，對其產(chǎn)量與全生育期、有效穗、株高等主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性和通徑分析，探討其合理的高產(chǎn)結(jié)構(gòu)和增產(chǎn)路徑，以期為水稻高產(chǎn)育種和栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試材料黔糯優(yōu)88為貴州省水稻研究所育成的優(yōu)質(zhì)雜交糯稻新品種。試驗數(shù)據(jù)來源于2017—2018年貴州省水稻品種區(qū)域試驗匯總資料。

1.2方法

水稻品種區(qū)域試驗點分布在貴州省海拔高度為272～1 140 m的5個不同生態(tài)地區(qū)，2 a共10個點(次)，對照品種為糯優(yōu)6211。各試點按統(tǒng)一的試驗方案進(jìn)行，所有參試品種同期播種、移栽，試驗觀察記載按《國家水稻品種試驗觀察記載項目、方法及標(biāo)準(zhǔn)》(試行)執(zhí)行。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件，對黔糯優(yōu)88及對照品種糯優(yōu)6211的全生育期、有效穗、株高、穗長、穗粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性和通徑分析[11-15]。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的變異性

從表1看出，黔糯優(yōu)88的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在5.78%～22.34%，變異系數(shù)最大的為穗粒數(shù)，最小的是全生育期，具體表現(xiàn)為穗粒數(shù)(22.34%)>實粒數(shù)(19.21%)>產(chǎn)量(16.92%)>有效穗(13.45%)>結(jié)實率(10.90%)>株高(8.44%)>穗長(7.08%)>千粒重(6.73%)>全生育期(5.78%)。對照品種糯優(yōu)6211的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在4.43%～16.31%，較為集中。黔糯優(yōu)88各性狀標(biāo)準(zhǔn)差最大為產(chǎn)量，最小的為穗長，整體表現(xiàn)為產(chǎn)量(1 461.02)>穗粒數(shù)(41.53)>實粒數(shù)(28.49)>株高(10.14)>全生育期(8.86)>結(jié)實率(8.78)>千粒重(1.92)>有效穗(1.89)>穗長(1.86)，糯優(yōu)6211各性狀標(biāo)準(zhǔn)差表現(xiàn)為產(chǎn)量(1 309.01)>穗粒數(shù)(25.8)>實粒數(shù)(23.33)>結(jié)實率(11.61)>全生育期(9.92)>株高(7.4)>千粒重(2.0)>有效穗(1.16)>穗長(1.14)，二者標(biāo)準(zhǔn)差表現(xiàn)基本一致。表明，黔糯優(yōu)88各農(nóng)藝性狀中，易受環(huán)境因素影響的穗粒數(shù)、實粒數(shù)及產(chǎn)量等性狀表現(xiàn)較大變異性，而千粒重、株高和穗長等受自身遺傳因素影響較大的性狀變異性較小，與對照品種糯優(yōu)6211基本一致。

表1 黔糯優(yōu)88主要農(nóng)藝性狀的變異性

2.2產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

2.2.1產(chǎn)量與主要性狀的相關(guān)分析從表2看出，黔糯優(yōu)88的產(chǎn)量與其全生育期、株高及穗粒數(shù)等主要農(nóng)藝性狀均呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為實粒數(shù)(0.59)>穗粒數(shù)(0.42)>穗長(0.40)>株高(0.38)>有效穗(0.28)>結(jié)實率(0.27)>千粒重(0.24)>全生育期(0.21)。有效穗與生育期呈顯著負(fù)相關(guān)，穗長與株高呈顯著正相關(guān)；實粒數(shù)與株高和穗長呈顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)；結(jié)實率與全生育期呈顯著負(fù)相關(guān)。

表2 黔糯優(yōu)88各農(nóng)藝性狀相關(guān)系數(shù)

2.2.2各性狀的回歸分析以產(chǎn)量為因變量，全生育期(x1)、有效穗(x2)、株高(x3)、穗長(x4)、穗粒數(shù)(x5)、實粒數(shù)(x6)、結(jié)實率(x7)、千粒重(x8)為自變量，通過逐步分析，建立性狀與產(chǎn)量的最優(yōu)回歸方程：Y=-29 450.397+38.377x1+764.009x2+41.50x6+536.277x8，相關(guān)系數(shù)R=0.983 6，達(dá)極顯著水平(P=0.000 7)。說明產(chǎn)量與全生育期、有效穗、實粒數(shù)及千粒重密切相關(guān)，可以用此方程預(yù)測黔糯優(yōu)88的產(chǎn)量。方程篩選出4個對產(chǎn)量具有顯著效應(yīng)的因子，分別為全生育期(x1)、有效穗(x2)、實粒數(shù)(x6)、千粒重(x8)，當(dāng)4個因子中其他3個取值固定在一定水平范圍內(nèi)時，在單位面積內(nèi)(1 hm2)，全生育期每增加1 d，產(chǎn)量增加38.377 kg；有效穗每增加1萬穗，產(chǎn)量增加764.009 kg；實粒數(shù)每增加1粒，產(chǎn)量增加41.5 kg；千粒重每增加1 g，產(chǎn)量增加536.277 kg。

2.2.3產(chǎn)量與主要性狀的通徑分析為進(jìn)一步探討全生育期、有效穗、實粒數(shù)和千粒重與產(chǎn)量之間的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，進(jìn)行產(chǎn)量與性狀的通徑分析。通徑分析結(jié)果(表3)表明，4個農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)均為正值，說明有效穗、實粒數(shù)、千粒重及全生育期對產(chǎn)量均表現(xiàn)為正效應(yīng)。其中，有效穗、實粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)分別為0.990 9、0.809 2、0.705 1，表現(xiàn)出對產(chǎn)量較高的正效應(yīng)，說明增加單位面積的有效穗、實粒數(shù)及千粒重，能夠較大程度地促進(jìn)產(chǎn)量的增加。此外，x2→x1→y、x2→x6→y、x2→x8→y的間接通徑系數(shù)均為負(fù)值，說明單位面積有效穗的增加不能引起其他3個因子的增加來提高產(chǎn)量；x6→x1→y、x6→x2→y、x6→x8→y的間接通徑系數(shù)分別為0.063 4、-0.233 9、-0.052 3，說明實粒數(shù)的增加可以使生育期延長進(jìn)而提高產(chǎn)量，而不能促進(jìn)有效穗和千粒重的增加來提高產(chǎn)量；x8→x1→y、x8→x2→y、x4→x6→y的間接通徑系數(shù)為0.124 5、-0.530 8、-0.06，說明可以通過增加千粒重來延長生育期，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)量的增加，而不能引起有效穗和實粒數(shù)的增加來提高產(chǎn)量。全生育期對產(chǎn)量的直接作用最小，其與實粒數(shù)和千粒重的間接通徑系數(shù)均為正值，與有效穗的間接通徑系數(shù)為負(fù)值，說明全生育期的增加可促進(jìn)實粒數(shù)和千粒重的增加進(jìn)而帶來產(chǎn)量的增加，不能引起有效穗的增加來促進(jìn)產(chǎn)量的提高?？偵险f明，全生育期與實粒數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，全生育期的增加能夠促進(jìn)實粒數(shù)和千粒重的增加進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)量的提高；而有效穗、實粒數(shù)、千粒重之間呈負(fù)相關(guān)，說明三者之間任一因子的增加都不能引起其他二者的增加來提高產(chǎn)量。在栽培措施上圍繞如何增加有效穗、實粒數(shù)及千粒重，并協(xié)調(diào)好三者的平衡關(guān)系，是該品種高產(chǎn)栽培的主攻方向。

表3 產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的通徑系數(shù)

3結(jié)論與討論

為挖掘高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交糯稻新品種黔糯優(yōu)88的增產(chǎn)潛力，對其產(chǎn)量與全生育期、有效穗、株高等主要農(nóng)藝性狀間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性和通徑分析，探討合理的高產(chǎn)結(jié)構(gòu)和增產(chǎn)路徑。研究表明，黔糯優(yōu)88各性狀的變異系數(shù)大小順序為穗粒數(shù)>實粒數(shù)>產(chǎn)量>有效穗>結(jié)實率>株高>穗長>千粒重>全生育期，變異系數(shù)大小與性狀是否受遺傳因素控制有關(guān)，全生育期、株高、穗長等性狀受遺傳因素影響較大，則變異系數(shù)較小，而有效穗、穗粒數(shù)、實粒數(shù)等性狀主要受外界環(huán)境因素影響，變異系數(shù)較大。相關(guān)分析結(jié)果表明，產(chǎn)量與實粒數(shù)和有效穗具有較強的正相關(guān)性；回歸分析篩選出對產(chǎn)量具有顯著效應(yīng)的4個因子，分別為全生育期、有效穗、實粒數(shù)、千粒重；通徑分析結(jié)果進(jìn)一步表明，有效穗、實粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量表現(xiàn)出較高的正效應(yīng)，但三者之間任一因子的增加都不能引起其他二者的增加來提高產(chǎn)量。說明，黔糯優(yōu)88各個性狀之間存在著復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系，既相互促進(jìn)又相互制約，在實際生產(chǎn)中應(yīng)采用科學(xué)合理的栽培措施以提高單位面積有效穗數(shù)，同時協(xié)調(diào)好其與實粒數(shù)和千粒重間的關(guān)系，進(jìn)而充分發(fā)揮各個性狀的最大效應(yīng)，達(dá)到有效提高水稻產(chǎn)量的目的。