219份贛南地區(qū)水稻種質(zhì)資源表型多樣性分析與綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S511.037 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2025）11-0086-05

水稻是世界 50% 以上人口的主要糧食作物，稻米生產(chǎn)對(duì)于人類至關(guān)重要[1]。贛州市俗稱贛南，地處江西南部，位于中亞熱帶南緣，擁有丘陵山區(qū)濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，地形以山地、丘陵、盆地為主[2]。其豐富的氣候以及特殊的地理環(huán)境為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了優(yōu)越的條件，同時(shí)也孕育了多樣的水稻種質(zhì)資源。水稻種質(zhì)資源是水稻遺傳育種的基礎(chǔ)，也是水稻可持續(xù)發(fā)展及糧食安全的保障[3-4]，而地方農(nóng)作物品種有特殊的地域性和風(fēng)俗性，遺傳多樣性豐富，潛藏著許多優(yōu)質(zhì)基因，擁有極高的育種價(jià)值

對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行表型鑒定與評(píng)價(jià)是現(xiàn)代發(fā)現(xiàn)優(yōu)異種質(zhì)資源的一種重要手段，結(jié)合遺傳多樣性和相關(guān)性分析可關(guān)聯(lián)重要農(nóng)藝性狀，提高育種效率和精準(zhǔn)性，大大減少了育種周期。近年來(lái)，關(guān)于利用表型鑒定進(jìn)行多樣性分析的研究在各農(nóng)作物中均有報(bào)道，例如陳越等對(duì)881份水稻材料的12個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行表型多樣性分析，篩選出3個(gè)綜合性狀較好的水稻親本材料[7；趙云霞等對(duì)246份番茄種質(zhì)資源的33個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了遺傳多樣性分析，表明這些番茄種質(zhì)資源的多樣性豐富，可作為番茄育種的良好材料8；陳麗等對(duì)60份來(lái)源不同的水稻材料進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)并構(gòu)建水稻資源評(píng)價(jià)方程，為水稻資源的篩選提供依據(jù)[9。本研究共計(jì)219份水稻種質(zhì)資源，以其14個(gè)表型性狀為研究對(duì)象，進(jìn)行遺傳多樣性分析、相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析以及綜合評(píng)價(jià)，目的是為了篩選出綜合性狀優(yōu)良的水稻種質(zhì)資源，為水稻育種和水稻種質(zhì)資源高效利用提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1 供試材料

219份供試材料均來(lái)自贛州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所種質(zhì)資源庫(kù)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在贛州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地于2023年晚稻時(shí)期開展，每份材料以單株種植10行，每行8株，行株距為 16.67cm×20.00cm ，按贛州市章貢區(qū)當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣進(jìn)行水稻大田種植管理。

1.3 性狀調(diào)查

根據(jù)《水稻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)14 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀察及測(cè)量[10]。性狀包括生育期、株高、穗長(zhǎng)、千粒重、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、劍葉長(zhǎng)度、劍葉寬度、結(jié)實(shí)率、粒長(zhǎng)、粒寬、粒型長(zhǎng)寬比、有效穗數(shù)、穗抽出度。

1.4數(shù)據(jù)分析

利用WPSOffice軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理，同時(shí)計(jì)算所調(diào)查的農(nóng)藝性狀的平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和遺傳多樣性。遺傳多樣性參照文獻(xiàn)方法[]進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算供試材料性狀的平均數(shù)（χ） 與標(biāo)準(zhǔn)差 （σ） ，共分為10級(jí)，第1級(jí)為 （X_ii?X+ 2σ ），每一組中的相對(duì)頻率用于計(jì)算遺傳多樣性指數(shù)（Shannon - Wiener diversity index， H^′ ）， H^′= ，式中： P_i 為某一性狀第 χ_i 級(jí)別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比[12]。利用Origin 2022與 SPSS軟件對(duì)供試材料的14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行聚類分析、主成分分析、相關(guān)性分析，并參考前人的方法進(jìn)行農(nóng)藝性狀的綜合評(píng)價(jià)[13]

2 結(jié)果與分析

2.1219份水稻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的遺傳變異分析

對(duì)供試材料的14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表1可知，各種質(zhì)資源的生育期在 112～156d 之間，平均121.73d;株高在 76～176cm 之間，平均106.24cm ;穗長(zhǎng)在 16～35cm 之間，平均 23.62cm ：千粒重在 15.26～33.34g 之間，平均 24.03g ；一次枝梗數(shù)在 5.67～12.33 之間，平均8.31；二次枝梗數(shù)在 17.33～63.67 之間，平均39.09；劍葉長(zhǎng)在16.4～59.0cm 之間，平均 32.36cm ;劍葉寬在 1.0～ 3.4cm ，平均 1.75cm ;結(jié)實(shí)率在 41%～99% 之間，平均 89% ；粒長(zhǎng)在 6. 05～9. 96cm 之間，平均8.04cm ;粒寬在 1. 68～ 3. 18 cm 之間，平均2.43cm ;長(zhǎng)寬比在 2.25～5.08 之間，平均3.4；有效穗數(shù)在 4～16 穗之間，平均9.23穗;穗抽出度在-4～34cm ，平均 5.26cm ?？傮w來(lái)看，穗抽出度的變異系數(shù)最大為1.09，生育期最小為0.04。

2.2219份水稻種質(zhì)資源表型性狀的主成分分析

對(duì)供試材料的14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，由表2顯示，選擇的前5個(gè)成分特征值在1.0以上，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá) 67.99% ，基本能夠包含供試材料全部指標(biāo)的信息。

主成分1貢獻(xiàn)率為 21.617% ，特征值為3.026，貢獻(xiàn)率為 21.617% ，株高、穗長(zhǎng)和劍葉長(zhǎng)度特征值比其他農(nóng)藝性狀值高，說(shuō)明第1主成分由穗長(zhǎng)和株高組成；主成分2貢獻(xiàn)率為 17.948% ，特征值為2.513，粒寬和長(zhǎng)寬比具有最高的特征值，說(shuō)明第2主成分是產(chǎn)量相關(guān)性狀；主成分3貢獻(xiàn)率為10.904% ，特征值為1.527，二次枝梗數(shù)和粒長(zhǎng)的特征值的絕對(duì)值最高，說(shuō)明第3主成分是二次枝梗數(shù)和粒長(zhǎng)的綜合反映;主成分4貢獻(xiàn)率為 9.736% ，特征值為1.363，粒長(zhǎng)和穗抽出度的特征值絕對(duì)值最高，說(shuō)明第4主成分主要反映穗型結(jié)構(gòu)相關(guān)性狀；主成分5貢獻(xiàn)率為 7.791% ，特征值為1.091，有效穗數(shù)特征值高于其他農(nóng)藝性狀的值，說(shuō)明第5主成分主要是關(guān)于產(chǎn)量相關(guān)的性狀。

2.3219份水稻種質(zhì)資源表型性狀間的相關(guān)性 分析

對(duì)219份水稻種質(zhì)資源14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果由表3可知，生育期與株高、穗長(zhǎng)、劍葉長(zhǎng)度、劍葉寬度呈極顯著正相關(guān);株高與穗長(zhǎng)、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、劍葉長(zhǎng)度、劍葉寬度、穗抽出度呈極顯著正相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)；穗長(zhǎng)與一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、劍葉長(zhǎng)度、劍葉寬度、粒長(zhǎng)、穗抽出度呈極顯著正相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)；千粒重與粒長(zhǎng)、粒寬呈極顯著正相關(guān)，與粒型長(zhǎng)寬比呈極顯著負(fù)相關(guān)；一次枝梗數(shù)與二次枝梗數(shù)、劍葉寬度呈極顯著正相關(guān)；二次枝梗數(shù)與劍葉長(zhǎng)度、劍葉寬度呈極顯著正相關(guān);劍葉長(zhǎng)度與劍葉寬度、穗抽出度呈極顯著正相關(guān);結(jié)實(shí)率與有效穗數(shù)、穗抽出度呈極顯著負(fù)相關(guān)；粒長(zhǎng)與粒型長(zhǎng)寬比呈極顯著正相關(guān)；粒寬與粒型長(zhǎng)寬比呈極顯著負(fù)相關(guān)。由此可見，水稻產(chǎn)量由多種性狀決定，在育種方面應(yīng)同時(shí)兼顧生育期、株高、穗長(zhǎng)等性狀。

2.4219份水稻種質(zhì)資源聚類分析

利用Origin Pro 2022 對(duì)供試材料進(jìn)行聚類分析，219份水稻種質(zhì)資源被分為四大類群，各類群水稻材料農(nóng)藝性狀的平均值見表4，219份水稻種質(zhì)資源14個(gè)農(nóng)藝性狀聚類分析見圖1。第I類包含46份種質(zhì)材料，占供試材料的 21.00% ，這一類群水稻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀中的二次枝梗數(shù)、株高、劍葉長(zhǎng)度、有效穗數(shù)在4個(gè)類群中較高；第Ⅱ類包含70份材料，占供試材料的 31.96% ，此類群中水稻種質(zhì)資源的株高、二次枝梗數(shù)、劍葉長(zhǎng)度、粒型長(zhǎng)寬比在4個(gè)類群中最小;第Ⅱ類包含11份材料，占供試材料的 5.02% ，此類群中水稻種質(zhì)資源的生育期、株高、穗長(zhǎng)、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、劍葉長(zhǎng)度、粒長(zhǎng)、穗抽出度在4個(gè)類群中最大；第V類包含92份材料，占供試材料的 42.01% ，此類群中水稻種質(zhì)資源的生育期、穗長(zhǎng)、千粒重、粒寬、穗抽出度在4個(gè)類群中最小。

2.5 綜合評(píng)價(jià)

本研究將219份水稻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的實(shí)際測(cè)量值標(biāo)準(zhǔn)化處理后，計(jì)算各種質(zhì)在5個(gè)主成分上的得分，將所選主成分對(duì)應(yīng)的特征值占5個(gè)特征值和的比例作為權(quán)重，計(jì)算各材料的綜合得分 F 值， F 值越大，表明綜合性狀越好。計(jì)算得出位于前10位的品種有B83、B129、B130、B105、B87、B294、B182、B193、B183、B132，其中前3名均為Ⅲ類群，屬于粒型優(yōu)質(zhì)、產(chǎn)量較高的種質(zhì)資源，可以作為選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻材料的中間材料或親本材料（表5）。

3結(jié)論與討論

我國(guó)地大物博，作物種質(zhì)資源豐富，然而大部分種質(zhì)資源未得到有效的利用，許多優(yōu)質(zhì)基因丟失，加上遺傳范圍地域性強(qiáng)，導(dǎo)致想要育成突破性品種較難。因此，創(chuàng)新水稻種質(zhì)資源庫(kù)對(duì)水稻生產(chǎn)與品種選育具有極其重要的意義。表型性狀的研究可以為復(fù)雜性狀的機(jī)制解析提供重要依據(jù)，而遺傳多樣性分析可以輔助了解其遺傳信息及變異概率，為育種及遺傳改良奠定基礎(chǔ)。

3.1219份水稻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性 分析

水稻種質(zhì)資源對(duì)于水稻育種有著至關(guān)重要的作用，優(yōu)良的種質(zhì)資源更是水稻育種的關(guān)鍵[14]。變異系數(shù)反映的是某一性狀的變異范圍，而遺傳多樣性則指該性狀的不同表現(xiàn)等級(jí)和數(shù)量分布[15]。本研究對(duì)219份水稻種質(zhì)資源的14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，14個(gè)農(nóng)藝性狀的 CV 在 0.04～1.09 之間，其中穗抽出度的 CV 最大，為1.09，其次為二次枝梗數(shù)和有效穗數(shù)，生育期的 CV 最小，為0.04；農(nóng)藝性狀 H^′ 的范圍為 1.53～2.08 ，其中穗長(zhǎng)、千粒重、有效穗數(shù)等產(chǎn)量相關(guān)性狀的 H^′ 較大，與前人的研究結(jié)果[16-17]相比，本研究的供試材料具有更高的遺傳多樣性，說(shuō)明本批水稻種質(zhì)資源的遺傳多樣性更豐富，可作為地方水稻育種的創(chuàng)新種質(zhì)。

3.2219份水稻種質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)

聚類分析是一種將數(shù)據(jù)分類到不同類或者簇的分析方法，但聚類方法、分析方式、試驗(yàn)數(shù)據(jù)不同導(dǎo)致所分類群不同[18-19]。本研究對(duì)219 份水稻種質(zhì)資源的聚類分析發(fā)現(xiàn)，以7個(gè)表型性狀為依據(jù)，可以將整個(gè)水稻種群劃分為4個(gè)大類，I類群屬于有潛力的高產(chǎn)種質(zhì)，Ⅱ類群表現(xiàn)一般，屬于常規(guī)種質(zhì)，Ⅲ類群屬于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種質(zhì)，V類群屬于早熟種質(zhì)。綜合評(píng)價(jià)得出的前3名均為Ⅱ類群的種質(zhì)，特征為結(jié)實(shí)率、穗長(zhǎng)、千粒重均較高的中晚熟品種，屬于性狀表現(xiàn)較好的種質(zhì)資源。利用本研究聚類分析結(jié)果，可為不同類群間品種的雜交以及特色品種的選育提供數(shù)據(jù)支持。

對(duì)江西贛南地區(qū)水稻種質(zhì)資源的研究多為育種和栽培方法方面，對(duì)種質(zhì)資源的表型鑒定研究較少。本研究以219份水稻種質(zhì)資源的14個(gè)農(nóng)藝性狀為研究對(duì)象，進(jìn)行主成分分析，提取特征值大于

1.0的前5個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá) 67.996% ，結(jié)合權(quán)重與隸屬函數(shù)得到綜合得分，分值越高則代表水稻種質(zhì)資源綜合表現(xiàn)越好，結(jié)果表明，B83、B129、B130、B105、B87、B294、B182、B193、B183、B132種質(zhì)資源綜合表現(xiàn)優(yōu)秀。

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