優(yōu)質(zhì)雜交水稻新品種種植比較試驗(yàn)研究

周肖橋

（廣西都安瑤族自治縣地蘇鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西 河池 530715）

1.水稻研究的重要性及研究現(xiàn)狀

我國(guó)水稻種植歷史悠久，經(jīng)過不斷的發(fā)展和改良，產(chǎn)生了多種類型。雜交水稻是兩個(gè)具有遺傳差異和優(yōu)良性狀互補(bǔ)的水稻品種，通過有性雜交產(chǎn)生的第一代雜種優(yōu)勢(shì)。雜交水稻的應(yīng)用在我國(guó)糧食生產(chǎn)中發(fā)揮了前所未有的作用，也成為解決發(fā)展中國(guó)家糧食短缺的首要技術(shù)。除中國(guó)外，雜交水稻已在泰國(guó)、柬埔寨、老撾等東南亞國(guó)家以及歐美等少數(shù)西方國(guó)家得到廣泛應(yīng)用和推廣。水稻產(chǎn)量的顯著提高，極大地緩解了糧食短缺帶來的壓力。雜交水稻親本的合理組合，可以更清晰有效地利用雜種優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)有親本中部分親本是相對(duì)近緣的，隨著時(shí)間的推移失去了更多的生物多樣性，阻礙了水稻高產(chǎn)育種的快速發(fā)展。

2.水稻遺傳多樣性的研究

2.1 遺傳多樣性的形成及其影響因素

遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。自20世紀(jì)查爾斯·達(dá)爾文(Charles Darwin)揭示了生物多樣性的普遍存在以來，研究人員就一直在研究遺傳多樣性。生物遺傳物質(zhì)是相對(duì)穩(wěn)定的，既保證了生物性狀和物種的穩(wěn)定性，又通過變異，從而導(dǎo)致遺傳多樣性的產(chǎn)生。一般來說，影響遺傳多樣性的因素除了遺傳物質(zhì)的變異外，還包括環(huán)境因素、氣候因素和人類干擾等自然因素。

2.2 水稻遺傳多樣性的研究進(jìn)展

隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)，到2050年，中國(guó)目前的水稻生產(chǎn)水平將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)糧食的需求。從多個(gè)角度對(duì)水稻遺傳多樣性進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，有助于研究者更直接、詳細(xì)地了解不同水稻品種的多樣性、不同水稻品種的遺傳結(jié)構(gòu)以及不同水稻品種之間的遺傳距離。這也將有助于研究人員在不同親本配置的雜交系中利用雜種優(yōu)勢(shì)。以往對(duì)水稻遺傳多樣性的研究多采用株高、穗長(zhǎng)、單株產(chǎn)量、千粒重、結(jié)實(shí)率等表型性狀的預(yù)測(cè)方法。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些方法的準(zhǔn)確性往往較低，不能滿足研究者的需求。因此，通過研究者的不斷探索和研究，對(duì)遺傳多樣性的評(píng)價(jià)也得到了更新。DNA分子標(biāo)記是目前最常用、最方便的方法。DNA分子標(biāo)記技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，首先，它的操作非常簡(jiǎn)單和快速，效率高。此外，外部因素對(duì)其影響基本可以忽略不計(jì)。因此該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于遺傳多樣性的研究中。微衛(wèi)星標(biāo)記以其準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)便、快速等優(yōu)點(diǎn)，在水稻分子育種中得到了廣泛的應(yīng)用。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單而且效率高，同時(shí)精度也高，所以受到研究者的熱烈歡迎，近年來大量應(yīng)用于各種遺傳多樣性的檢測(cè)分析中。到目前為止，全國(guó)各地的研究人員通過對(duì)水稻分子標(biāo)記項(xiàng)目的研究，取得了優(yōu)異的成果。同時(shí)，利用分子標(biāo)記對(duì)水稻品種的遺傳多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明分子標(biāo)記在遺傳多樣性研究中具有良好的效益。隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，特別是分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)量性狀基因的研究取得了很大進(jìn)步。利用分子連鎖圖譜進(jìn)行QTL分析，可以分析復(fù)雜的數(shù)量性狀和孟德爾因子，最大限度地發(fā)現(xiàn)有利的基因位點(diǎn)。近年來，由于分子標(biāo)記技術(shù)的不斷完善和標(biāo)記數(shù)量的不斷增加，利用分子標(biāo)記和上述QTL作圖方法，對(duì)幾乎所有重要作物復(fù)雜數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行了廣泛而深入的研究。水稻是一種重要的糧食作物和谷類示范作物，水稻數(shù)量性狀的定位具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性等重要的農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀大多是由數(shù)量性狀遺傳的。

3.水稻品質(zhì)的評(píng)價(jià)

21世紀(jì)初以來，水稻研究的重點(diǎn)已經(jīng)不僅僅集中在產(chǎn)量上，隨著需求的發(fā)展，對(duì)水稻質(zhì)量的需求也日益突出。生產(chǎn)上的追求不僅是提高大米的產(chǎn)量，還要求大米有良好的光澤、少白堊、好口味等品質(zhì)。因此，水稻育種在提高產(chǎn)量的同時(shí)，應(yīng)注重稻米品質(zhì)的改良。淀粉是大米最豐富的成分，其特性可以綜合反映大米的質(zhì)量。

大米質(zhì)量有四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，即外觀質(zhì)量、加工質(zhì)量、蒸煮食品質(zhì)量、營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量。顯微鏡和精微率是加工質(zhì)量中最重要的指標(biāo)。谷粒形狀、白土度和透明度是稻米外觀質(zhì)量的主要指標(biāo)。蒸米或煮米的食品質(zhì)量主要根據(jù)含糊其詞的溫度來決定，并根據(jù)含糊其詞的溫度來評(píng)價(jià)。測(cè)定了精米中蛋白質(zhì)和賴氨酸的含量，并對(duì)其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。另外，大米黏度譜主要是通過實(shí)驗(yàn)室儀器模擬大米的蒸煮過程，記錄大米在整個(gè)過程中的各種變化。因此，RVA光譜可以更準(zhǔn)確地反映大米從生米到大米蒸煮過程中淀粉品質(zhì)的變化。

4.研究結(jié)論展示

本篇文章在參考前人以137個(gè)雜交水稻親本為研究對(duì)象的前提下，通過在苗期(不同材料的幼葉)進(jìn)行田間采樣，提取DNA進(jìn)行基因型檢測(cè);在成熟期研究株高、有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、室內(nèi)常規(guī)驗(yàn)種等農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性;并對(duì)不同材料的食用、烹煮和外觀質(zhì)量進(jìn)行了測(cè)定。目的探討不同雜交水稻親本的遺傳多樣性和稻米品質(zhì)，為雜種優(yōu)勢(shì)的有效利用提供參考。

4.1 基因型及遺傳多樣性檢測(cè)

利用分子標(biāo)記對(duì)雜交水稻親本進(jìn)行研究，結(jié)果表明，研究材料的多態(tài)信息含量高達(dá)87.80%。研究結(jié)果顯示，所有分子標(biāo)記均表現(xiàn)出多態(tài)性，本研究的多態(tài)性信息含量達(dá)到91.49%，略高于以往的研究。研究的聚類分析顯示，兩組之間以及群體1內(nèi)的遺傳差異大于群體2內(nèi)的遺傳差異，這與之前的研究一致。此外，群體1與群體2之間的遺傳分化系數(shù)為0.20，說明研究使用的親本材料具有較大的遺傳距離和豐富的多樣性。研究現(xiàn)有雜交水稻親本的遺傳多樣性，可為水稻親本的合理選育提供依據(jù)。本研究的聚類分析、群體結(jié)構(gòu)分析和亞群數(shù)劃分分析結(jié)果與材料類型和來源高度一致，說明分子標(biāo)記分析遺傳多樣性不僅簡(jiǎn)單、快速，而且更加準(zhǔn)確。

4.2 水稻性狀調(diào)查

結(jié)果表明:除單株有效穗數(shù)外，單株產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀均呈正相關(guān)，千粒重、穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等產(chǎn)量相關(guān)性狀均達(dá)到顯著或極顯著水平。本研究共提取了4種主成分。排序?yàn)閱沃戤a(chǎn)量因子、千粒重與粒型組合因子、粒型因子和結(jié)實(shí)率因子。主成分分析顯示，第一主成分主要影響單株產(chǎn)量、千粒重和株高，說明上述因素在產(chǎn)量構(gòu)成要素中起重要作用。千粒重、粒形和結(jié)實(shí)率也是影響籽粒產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。籽粒形狀直接關(guān)系到水稻的外觀品質(zhì)，結(jié)實(shí)率從側(cè)面反映了水稻品種的籽粒灌漿水平，進(jìn)而影響水稻的理化品質(zhì)。

4.3 RVA譜分析

RVA譜具有操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)。在前人的研究中，RVA譜特征值中PKV的變幅為184.58-477.00RVU、HPV的變幅為105.63-285.29RVU、CPV的變幅為140.92-469.83RVU、BDV的變幅為33.42-287.75RVU、CSV的變幅為35.29-224.25RVU、SBV的變幅為-220.29-163.21RVU，平 均 值 分 別 為360.14RVU、202.49RVU、320.65RVU、157.39RVU、118.10RVU和94.43RVU，不同雜交水稻親本材料的RVA特征值各不相同，表明了其豐富的多樣性。

結(jié)語

研究人員在20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)并使用這種半矮稈基因后，在水稻產(chǎn)量方面取得了巨大突破。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和水稻研究人員的不斷努力和創(chuàng)新，雜種優(yōu)勢(shì)的成功應(yīng)用不僅使水稻在產(chǎn)量上取得突破，也使水稻品質(zhì)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。因此，通過研究不同水稻親本的遺傳多樣性，充分利用遺傳多樣性的差異，可以創(chuàng)造更好的雜交組合。同時(shí)，對(duì)雜交水稻親本質(zhì)量的鑒定和分析，可為優(yōu)質(zhì)雜交水稻的選育提供進(jìn)一步的資源參考。通過前人優(yōu)質(zhì)雜交水稻組合品比試驗(yàn)與分析，加之我在基層做農(nóng)技推廣工作21年的看法，初步得出以下結(jié)論:每株有效分孽數(shù),每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重的變化對(duì)產(chǎn)量變異起著決定性的作用,前兩個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)更大,可作為制定豐產(chǎn)栽培措施和高產(chǎn)品種選擇的科學(xué)依據(jù),這應(yīng)該受到水稻育種工作者的普遍重視。