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作物杂志,2020, 第2期: 28–33 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.005

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

再生稻高产种质资源筛选及高产群体分析

刘歆1,2,朱容2,杨梅1,2,刘章勇1,2()   

  1. 1 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心,434025,湖北荆州
    2 长江大学主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心,434025,湖北荆州
  • 收稿日期:2019-08-26 修回日期:2019-11-15 出版日期:2020-04-15 发布日期:2020-04-13
  • 通讯作者: 刘章勇 E-mail:lzy1331@hotmail.com
  • 作者简介:刘歆,主要从事作物育种与栽培研究,E-mail：xliu0816@126.com
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划(2016YFD0300208)

Screening of High-Yield Germplasms for Ratoon Rice and Analysis of High Yield Composition

Liu Xin1,2,Zhu Rong2,Yang Mei1,2,Liu Zhangyong1,2()   

  1. 1 Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland of Ministry of Education, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
    2 Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
  • Received:2019-08-26 Revised:2019-11-15 Online:2020-04-15 Published:2020-04-13
  • Contact: Zhangyong Liu E-mail:lzy1331@hotmail.com

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摘要：

再生稻高产种质资源是选育强再生力水稻品种的物质基础,缺乏具有强再生力的水稻品种是制约再生稻发展的重要因素之一。引进247份早抽穗水稻核心种质在江汉平原作再生稻种植,从中筛选高产再生稻种质资源,并探究高产再生稻产量形成的关键因素,为再生稻种质资源创新及新品种选育提供基础材料和理论依据。结果表明,247份核心种质在江汉平原两季稻均能正常抽穗成熟,各农艺性状变异系数在10.31%~51.83%,从中筛选出27份高产水稻种质资源。其中,4份双季高产种质两季总单株产量均超过60.00g,可作为亲本用于水稻再生力基因挖掘和再生稻高产育种。再生稻高产群体产量构成分析表明,提高再生稻产量的关键是提高其每穗颖花数和有效穗数;再生稻高产种质头季稻产量与再生季稻产量呈极显著负相关,表明再生稻高产育种方向应从追求单季高产转变为追求周年高产。

关键词: 再生稻, 种质资源, 农艺性状, 高产种质, 江汉平原

Abstract:

The high-yield germplasms of ratoon rice are the material basis for breeding rice varieties with strong regeneration ability. The lack of rice varieties with strong regeneration ability is one of the important factors restricting the development of ratoon rice. In this study, 247 rice germplasms were planted as ratoon rice in Jianghan Plain to screen high yield ratoon rice germplasms and to explore the crucial factors that affects the yield of the ratoon rice according to yield components analysis, which was aimed to provide basic materials and theoretical basis for regeneration of germplasm resources and breeding of new varieties. The results showed that 247 core germplasm resources were able to mature in heading and the variation coefficient of agronomic traits was 10.31%-51.83%. Twenty-seven high-yield rice germplasm resources were screened out. Among them, 4 double-season high-yield germplasms with the yield per plant over 60.00g could be used as parents for mining of ratoon ability gene and high yield breeding of ratoon rice. The correlation and path analysis of yield components of high yield group suggested that the key traits to improve the yield of the ratooning rice is to increase the number of spikelets per panicle and the number of effective panicles. The yield of main crop was significantly negative correlated with that of ratoon rice, so it was suggested that we should switch the direction of rice breeding with the objective of increasing annual rice yield instead of increasing rice yield in one season only.

Key words: Ratoon rice, Germplasm, Agronomic trait, High-yield germplasm, Jianghan Plain

表1

水稻核心种质农艺性状表现"

稻季
Rice season		 性状Trait 极小值
Min.		 极大值
Max.		 均值±标准差
Mean±SD		 变异系数
Coefficient of variation (%)
头季稻 抽穗期Heading stage (d) 57.00 87.00 78.85±8.13 10.31
Main crop 株高Plant height (cm) 67.88 170.80 103.59±20.65 19.93
每穴有效穗数Effective panicles per hole 5.88 28.25 15.52±3.77 24.27
穗长Panicle length (cm) 13.59 28.50 20.99±2.91 13.87
每穗颖花数Spikelets per panicle 11.61 249.23 113.07±34.41 30.43
每穗实粒数Grains per panicle 1.81 224.17 87.80±28.49 32.45
结实率Setting rate (%) 16.00 94.00 76.76±10.88 14.17
千粒重1000-grain weight (g) 16.34 33.72 24.69±2.93 11.87
单株产量Yield per plant (g) 0.62 58.53 31.28±9.40 30.05
再生稻 抽穗期Heading stage (d) 28.00 42.00 37.38±4.58 12.26
Ratoon rice 株高Plant height (cm) 53.95 128.90 80.94±14.94 18.45
每穴有效穗数Effective panicles per hole 4.13 31.88 16.67±4.83 28.99
穗长Panicle length (cm) 9.01 28.86 16.89±2.71 16.05
每穗颖花数Spikelets per panicle 14.10 152.29 47.70±19.54 40.95
每穗实粒数Grains per panicle 7.68 129.57 29.94±15.42 51.52
结实率Setting rate (%) 7.00 93.00 63.24±14.95 23.64
千粒重1000-grain weight (g) 11.37 37.62 22.03±3.49 15.85
单株产量Yield per plant (g) 1.28 45.98 10.65±5.52 51.83

表2

高产水稻种质农艺性状"

稻季
Rice
season		 田间
编号
Field
code		 抽穗
期(d)
Heading
stage		 株高(cm)
Plant
height		 每穴有效穗数
Effective
panicles
per hole		 穗长(cm)
Panicle
length		 每穗颖花数
Spikelets
per panicle		 每穗实粒数
Grains
per panicle		 结实率(%)
Setting rate		 千粒重(g)
1000-grain weight		 头季稻单株
产量(g)
Yield per plant
of main crop		 再生季稻单
株产量(g)
Yield per plant
of ratoon rice		 两季总单
株产量(g)
Total yield
per plant
头季稻 CK 83.00 104.65±3.25 10.25±0.33 24.99±1.66 196.30±8.12 145.50±5.63 74.12±6.52 25.50±1.58 38.00±1.50 15.20±0.36 53.20±1.86
Main IR001 86.00 104.68±2.93 22.84±1.26 19.75±2.71 107.65±6.50 82.24±2.46 76.60±6.91 26.64±1.12 43.24±2.45 13.34±0.77 56.59±3.22
crop IR010 86.00 135.05±2.19 27.91±1.30 19.75±1.06 167.16±10.60 89.42±4.19 53.52±3.34 26.18±1.15 46.16±1.72 13.19±0.52 59.35±2.24
IR013 85.25 104.28±2.74 24.67±1.64 15.00±1.35 166.61±11.03 90.8±5.23 73.31±5.09 23.90±1.21 43.78±2.28 5.35±0.59 49.13±2.87
IR021 85.25 107.80±2.13 27.10±2.92 17.88±1.18 163.42±7.18 90.38±5.23 55.34±3.68 25.86±1.52 41.78±1.02 18.23±1.52 60.01±3.54
IR023 85.25 103.85±1.91 24.90±2.64 20.75±1.71 127.33±6.37 99.00±4.42 77.77±4.78 23.07±1.38 47.37±2.64 12.04±0.64 59.41±3.28
IR044 84.00 94.58±2.58 23.29±2.16 18.75±1.35 159.09±9.33 119.89±7.53 75.39±3.17 20.74±1.43 46.62±2.89 18.59±1.25 65.21±3.64
IR088 78.50 93.95±2.19 21.01±1.91 18.88±1.18 118.31±3.54 102.41±4.35 86.62±2.06 24.10±1.19 46.60±1.27 4.81±0.66 51.41±0.39
IR090 78.50 94.58±2.58 20.57±2.01 17.13±1.53 145.11±14.44 113.70±9.52 78.44±5.52 23.94±2.30 46.57±3.18 9.22±1.42 55.79±4.60
IR112 74.00 85.38±6.54 19.98±1.54 16.10±1.85 162.52±12.71 112.82±10.12 69.43±3.52 27.38±1.29 49.69±3.72 10.01±1.25 59.69±4.97
IR119 47.00 88.50±2.12 20.51±1.50 15.75±1.35 128.26±10.64 11.94±5.03 87.39±5.43 27.32±2.48 48.15±3.63 11.80±1.81 59.95±5.36
JR018 85.25 105.08±3.78 21.44±1.50 13.75±1.35 143.98±15.98 128.29±12.77 89.08±5.00 25.91±2.08 45.67±3.37 9.28±2.44 54.95±5.81
JR067 82.50 106.3±4.94 22.58±2.11 14.13±1.53 162.17±12.36 138.88±12.30 85.64±5.18 26.09±1.48 51.16±3.12 16.28±0.27 67.44±3.15
JR082 79.00 127.30±2.12 24.11±1.22 15.55±1.78 135.65±4.03 117.93±3.79 86.94±3.21 24.95±2.18 45.71±2.15 22.35±2.97 68.06±6.12
再生稻 CK 40.00 85.25±2.36 10.25±0.31 19.97±2.29 94.42±10.86 66.50±6.98 70.43±7.02 22.30±1.35 38.00±1.50 15.20±0.36 53.20±1.86
Ratoon IR007 42.50 101.17±3.29 23.61±2.58 25.38±2.53 51.72±4.92 33.32±2.01 64.54±2.25 22.90±1.21 30.89±1.89 19.34±1.59 50.23±3.46
rice IR021 42.50 68.57±2.80 20.14±1.34 23.13±1.53 44.98±3.81 37.90±3.52 84.31±2.24 20.70±0.78 41.78±1.02 18.23±1.52 60.01±3.54
IR044 41.00 68.65±3.27 16.61±1.30 16.00±1.35 64.40±6.12 41.91±3.76 65.09±3.96 27.73±1.75 46.62±2.89 18.59±1.25 65.21±3.64
IR055 41.00 69.75±4.24 18.88±3.18 15.00±2.35 91.82±15.20 73.93±11.51 80.60±6.92 21.90±1.50 34.27±2.78 24.28±1.63 58.55±4.41
IR078 39.00 75.44±2.85 17.60±2.49 16.75±1.71 60.21±5.71 50.51±5.52 83.90±4.86 21.22±1.57 34.02±2.27 17.94±1.26 51.96±4.01
IR092 38.00 69.34±4.72 16.78±1.32 14.75±1.35 57.22±4.12 41.53±3.77 72.57±3.67 26.78±1.84 36.51±2.91 16.39±1.21 52.91±3.70
IR096 38.00 97.13±5.94 17.49±1.94 16.13±2.53 55.10±5.48 42.37±4.01 76.92±4.07 25.98±1.39 11.16±1.05 17.75±0.85 28.91±1.90
IR104 36.00 72.09±4.37 17.63±1.81 13.73±0.67 80.91±8.48 67.09±4.46 82.90±3.50 21.22±0.93 37.47±2.29 19.51±1.62 56.99±3.67
IR138 31.50 74.13±2.65 17.88±1.81 13.63±1.53 89.18±7.71 67.03±5.90 75.13±3.25 20.92±1.00 32.41±2.20 19.08±1.94 51.49±3.15
JR011 43.00 113.19±6.03 20.36±1.30 18.13±0.53 135.67±8.53 104.12±7.71 76.75±2.74 26.14±1.38 33.25±2.44 22.10±1.76 55.34±4.20
JR067 42.00 85.38±4.42 16.83±1.24 21.75±1.71 49.77±3.70 31.17±3.34 62.57±2.56 24.06±1.62 51.16±3.12 16.28±0.27 67.44±3.15
JR082 39.00 70.38±3.59 17.27±1.71 19.13±1.18 67.58±3.15 43.27±2.07 64.02±2.09 27.02±1.37 45.71±2.15 22.35±2.97 68.06±6.12
JR101 30.00 79.00±4.95 13.90±1.14 18.25±1.35 65.12±4.05 51.70±5.00 79.37±3.88 25.78±1.40 35.28±2.43 24.32±1.31 59.60±3.74
JR102 30.00 77.38±3.88 15.43±1.46 21.38±2.18 62.28±5.29 40.75±4.41 65.48±5.22 25.60±1.39 32.19±2.50 22.29±1.16 54.48±3.66

表3

高产水稻种质产量构成因子与产量的相关性分析"

性状Trait 头季稻产量Yield of main crop 再生季稻产量Yield of ratoon rice
显著水平
Significance level		 相关性
Pearson coefficient		 显著水平
Significance level		 相关性
Pearson coefficient
每穴有效穗数Effective panicles per hole 0.000 0.685** 0.001 0.678**
每穗颖花数Spikelets per panicle 0.000 0.884** 0.000 0.767**
每穗实粒数Grains per panicle 0.000 0.887** 0.000 0.835**
千粒重1000-grain weight 0.223 -0.172** 0.912 -0.012**
结实率Setting rate 0.014 0.248** 0.000 0.591**

表4

高产水稻种质产量构成因素对产量的通径分析"

因素
Factor		 直接通径系数Directly path coefficient
头季稻产量
Yield of main crop		 再生季稻产量
Yield of ratoon rice
每穴有效穗数
Effective panicles per hole		 0.85 0.78
每穗颖花数
Spikelets per panicle		 0.98 0.92
每穗实粒数Grains per panicle 0.48 0.63
千粒重1000-grain weight 0.09 0.22
结实率Setting rate 0.52 0.47

表5

头季稻产量、再生季稻产量和两季总产量间的相关性分析"

属性Attribute 高产种质High-yield germplasm 全部种质Total germplasm
再生季稻产量
Yield of ratoon rice		 两季稻总产量
Total yield		 再生季稻产量
Yield of ratoon rice		 两季稻总产量
Total yield
头季稻产量Yield of main crop -0.428** 0.791** 0.147* 0.919**
再生季稻产量Yield of ratoon rice 0.259* 0.525**
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