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作物杂志,2021, 第1期: 47–53 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.007

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

不同水稻种质资源重要农艺性状与发芽期耐寒性鉴定研究

潘晓雪(), 胡明瑜, 王忠伟, 吴红, 雷开荣()   

  1. 重庆市农业科学院生物技术研究中心/逆境农业研究重庆市重点实验室,401329,重庆
  • 收稿日期:2020-05-22 修回日期:2020-12-25 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-23
  • 通讯作者: 雷开荣
  • 作者简介:潘晓雪,主要从事植物抗逆性（非生物胁迫）生理生化和植物抗逆性基因工程育种研究,E-mail： xiaoxuepan@126.com
  • 基金资助:
    重庆市市级农发良种创新(NKY-2019AB013)

Evaluation of Agronomic Traits and Cold Tolerance at Germination Stage in Rice (Oryza sativa L.) Germplasms

Pan Xiaoxue(), Hu Mingyu, Wang Zhongwei, Wu Hong, Lei Kairong()   

  1. Biotechnology Research Center, Chongqing Academy of Agricultural Sciences/Chongqing Key Laboratory of Adversity Agriculture Research, Chongqing 401329, China
  • Received:2020-05-22 Revised:2020-12-25 Online:2021-02-15 Published:2021-02-23
  • Contact: Lei Kairong

RichHTML

13

PDF (PC)

356

摘要：

对106份水稻材料的12个农艺性状进行两年（2018-2019年）田间测定,比较分析不同材料间的性状及多样性指数差异,以低温处理下的发芽率为标准对水稻种质资源发芽期耐寒性进行评价。结果表明,12个农艺性状中,除了千粒重、茎粗和每穗总粒数外,其他9个性状的遗传多样性指数均小于2.00;单株产量、每穗总粒数和每穗实粒数的变异系数分别为22.08%、21.89%和22.25%,谷粒宽变异系数最小,为7.90%。共筛选出23份特异种质资源,其中大穗型品种9个,高单株产量型品种4个,籽粒细长型品种10个。聚类分析可将106份水稻材料分为3个类群,类群Ⅰ、类群Ⅱ和类群Ⅲ占比分别为15.1%、47.2%和37.7%。通过主成分分析可将12个农艺性状指标转换为5个主成分因子（PC1~PC5）,得到84.19%的累计贡献率。利用综合指标值（PC1~PC5）和相关公式得到相应模糊隶属函数和权重,最终获得综合评价种质资源农艺性状的D值,排名前10名的种质资源为77D、万恢355-2、宜恢1577、南恢533、176-15、丰788、万恢86、杨福6号、蜀恢527和176-6。低温胁迫导致水稻种子发芽率降低,种质间的发芽率存在显著差异,其中176-6、176-15、桂99和糯稻89-1发芽期耐寒性强,为1级耐寒种质。筛选到的耐寒种质和综合性状优良的种质可为培育适宜直播的新品种提供材料。

关键词: 水稻, 种质资源, 农艺性状, 发芽期耐寒性, 综合评价

Abstract:

The 12 agronomic traits of 106 rice cultivars collected from Chongqing were identified via a two-year field trial (2018-2019), the traits and genetic diversity indexes differences between different rice varieties were compared and analyzed; germination rate was used to comprehensively evaluate the cold tolerance of rice at germination stage. The results showed that the variation range of genetic diversity index of nine traits less than 2.00 among 12 agronomic traits except 1000-grain weight, stalk diameter and grain number per panicle; the variation coefficient of the dry weight of ears per plant, grain number per panicle and filled grain number per panicle were 22.08%, 21.89% and 22.25%, respectively, while the grain width was the lowest (7.90%). Twenty-three specific varieties were screened, containing nine large-ear varieties, four high dry weight of ears per plant varieties and ten grain slenderness varieties. Through cluster analysis, 106 rice germplasm were divided into three groups, accounting for 15.1% (groupⅠ), 47.2% (groupⅡ), and 37.7% (groupⅢ), respectively. The results of principal component analysis showed that total contribution rate of the first five main component factors (PC1-PC5) including 12 agronomic traits with accumulative contribution of 84.19%. An objective comprehensive evaluation value (D-value) of rice agronomic traits was obtained using membership function with index weight method. The top ten of the D-value of germplasm resources were 77D, Wanhui355-2, Yihui1577, Nanhui533, 176-15, Feng788, Wanhui86, Yangfu6, Shuhui527 and 176-6. There were significant differences in germination rate among different rice germplasms, and four germplasms including 176-6, 176-15, Gui 99, and glutinous Rice 89-1 were selected with high germination rate under low temperature. These germplasms with cold-tolerance and better comprehensive traits can be used for breeding in direct seeding rice.

Key words: Rice, Germplasm resources, Agronomic traits, Cold-tolerance at germination stage, Comprehensive assessment

表1

重庆水稻种质资源名称、综合评价值、排名及耐寒等级

编号
No.		 名称
Name		 D值
D-value		 排名
Ranking		 耐寒等级
Level		 编号
No.		 名称
Name		 D值
D-value		 排名
Ranking		 耐寒等级
Level
1 中413 0.460 55 9 54 早黄矮 0.436 69 9
2 湘恢6号 0.458 57 9 55 万恢481 0.446 64 9
3 湘恢15号 0.341 94 9 56 半边粘 0.383 89 9
4 湘恢27号 0.446 65 9 57 蜀恢527 0.505 28 9
5 湘恢12号 0.502 29 9 58 乐软101 0.619 16 9
6 蜀恢162 0.478 44 9 59 丰恢99 0.564 20 9
7 泸恢17 0.508 26 9 60 成恢448 0.513 21 9
8 杨福6号 0.724 8 9 61 丰恢89 0.627 12 9
9 江恢151 0.566 19 9 62 成恢425 0.626 13 9
10 蜀恢527 0.711 9 9 63 宜恢1313 0.497 35 9
11 绵恢725 0.468 51 9 64 内香恢2号 0.432 72 9
12 黔恢15 0.501 31 9 65 乐恢213 0.620 15 9
13 N69-1 0.465 52 9 66 川恢934 0.455 59 9
14 44C 0.513 22 9 67 蜀362 0.468 50 9
15 44C-1 0.494 37 9 68 宜恢3511 0.506 27 9
16 44D 0.319 97 9 69 成恢447 0.417 78 9
17 宜恢1577 0.759 3 9 70 南恢533 0.751 4 9
18 明恢63 0.440 67 9 71 万恢646 0.457 58 9
19 鸭棚子 0.410 80 9 72 万恢19 0.419 76 9
20 CDR22 0.473 47 9 73 万恢2号 0.568 18 9
21 黄鞭粘 0.452 61 9 74 万恢481 0.423 75 9
22 中香1号 0.383 88 9 75 科恢675 0.458 56 9
23 乐恢188 0.435 70 9 76 RO7 0.460 54 9
24 丝苗香 0.177 105 9 77 R26 0.477 45 9
25 中优368 0.404 83 9 78 R10 0.428 73 9
26 44D 0.346 92 9 79 科恢21 0.494 38 9
27 44D-2 0.453 60 9 80 科恢28 0.433 71 9
28 汕B 0.497 36 9 81 科恢2 0.399 84 9
29 N69-2 0.343 93 9 82 科恢10 0.500 32 9
30 N69-3 0.264 101 9 83 科恢58 0.488 41 9
31 N69-4 0.464 53 5 84 科恢39 0.474 46 9
32 宜香B 0.409 82 9 85 科恢198 0.500 33 9
33 巴西陆稻 0.320 96 9 86 万恢86 0.725 7 9
34 CDR22异 0.471 48 9 87 Q2 0.468 49 9
35 MY-1 0.489 40 5 88 糯稻89-1 0.374 90 1
36 MY-2 0.568 17 9 89 176-12 0.481 43 9
37 MY-3 0.395 87 5 90 176-14 0.445 66 5
38 阳尘糯 0.362 91 9 91 176-15 0.747 5 1
39 77D 0.796 1 9 92 176-16 0.334 95 5
40 川丰6号 0.483 42 9 93 176-18 0.409 81 9
41 丰788 0.725 6 9 94 176-2 0.426 74 9
42 金麻粘 0.397 85 9 95 176-6 0.678 10 1
43 桂99 0.510 25 1 96 176-7 0.512 23 9
44 万恢35 0.493 39 9 97 176-8 0.414 79 9
45 万恢35-1 0.499 34 9 98 176-9 0.510 24 9
46 万恢910 0.502 30 9 99 537-12 0.133 106 9
47 万恢35-2 0.448 63 9 100 537-14 0.242 102 9
48 万恢355-2 0.759 2 9 101 R337 0.230 103 5
49 万恢88 0.438 68 9 102 中花11 0.287 98 9
50 涪引1号 0.624 14 9 103 黄华占 0.268 100 9
51 奇妙香 0.395 86 9 104 科恢675-1 0.418 77 9
52 十里香 0.450 62 9 105 丽江 0.229 104 9
53 乌节黄谷 0.627 11 9 106 杨粳4227 0.283 99 9

表2

2018和2019年重庆水稻材料农艺性状测定结果

性状
Trait		 均值
Average		 最小值
Minimum		 最大值
Maximum		 标准差
Standard deviation		 变异系数
Variation coefficient (%)		 多样性指数
Diversity index
株高Plant height (cm) 115.43 79.53 174.74 16.86 14.61 1.67
穗长Panicle length (cm) 27.98 19.51 40.16 3.07 10.97 1.90
有效穗数The effective panicles per plant 11.74 8.01 17.60 1.80 15.31 1.92
单株产量Grain weight per plant (g) 37.36 11.29 58.41 8.25 22.08 1.94
千粒重1000-grain weight (g) 25.83 17.50 32.11 2.81 10.89 2.02
茎粗Stalk diameter (cm) 6.73 5.36 8.38 0.61 9.10 2.06
每穗总粒数Grain number per panicle 194.54 105.70 359.30 42.58 21.89 2.01
每穗实粒数Filled grain number per panicle 163.31 84.50 325.90 36.34 22.25 1.90
结实率Seed setting rate (%) 0.84 0.62 0.96 0.08 9.74 1.90
谷粒长Grain length (mm) 94.49 68.80 111.00 8.46 8.96 1.90
谷粒宽Grain width (mm) 31.12 25.90 39.60 2.50 7.90 1.91
谷粒长宽比Grain length/Grain width 3.07 1.80 3.80 0.40 13.01 1.85

表3

重庆水稻材料的特异种质资源

特异资源特征Special germplasm character 品种编号（测定值）Variety number (measured value)
大穗（每穗总粒数>250）
Large-ear (Grain number per panicle > 250)		 48(359.3),39(315.5),17(303.4),22(279.1),87(270),16(267.9),66(262.0),14(261.2),70(250.6)
高单株产量(单株产量>50g)
High dry weight of ears per plant (Dry weight of ears per plant > 50g)		 30(58.41g),63(58.18g),41(54.98g),50(50.87g)
籽粒细长(籽粒长宽比>3.5)
Grain slenderness (Grain length/Grain width > 3.5)		 35(3.80),88(3.68),86(3.64),101(3.62),59(3.60),98(3.58),14(3.56),15(3.56),17(3.53),79(3.50)

表4

12个数量性状的相关系数

指标Index X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12
X1 -1.000
X2 -0.606** -1.000
X3 -0.385** -0.175* -1.000
X4 -0.008 -0.248** -0.268** 1.000
X5 -0.070 -0.229* -0.111 0.253** -1.000
X6 -0.319** -0.259** -0.510** 0.111 -0.175* -1.000
X7 -0.109 -0.273** -0.391** 0.108 -0.144 -0.537** -1.000
X8 -0.038 -0.231* -0.335** 0.209* -0.068 -0.519** -0.912** -1.000
X9 -0.321** -0.042 -0.099 0.304** -0.242** -0.007 -0.132 -0.275** -1.000
X10 -0.211* -0.372** -0.054 0.199 -0.513** -0.196* -0.024 -0.071 -0.185* -1.000
X11 -0.111 -0.297** -0.002 0.140 -0.225* -0.094 -0.135 -0.011 -0.346** -0.367** -1.000
X12 -0.183* -0.387** -0.037 0.035 -0.185 -0.055 -0.080 -0.064 -0.344** -0.844** -0.797** 1.000

表5

各综合指标的特征值及贡献率

主成分
Principal
component		 特征值
Eigen
value		 贡献率
Contribution
rate (%)		 累计贡献率
Cumulative contribution
rate (%)
PC1 3.25 27.10 27.10
PC2 2.54 21.17 48.27
PC3 1.87 15.54 63.81
PC4 1.40 11.71 75.51
PC5 1.04 8.67 84.19

表6

各因子载荷矩阵

主成分Principal component X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12
PC1 0.563 0.711 -0.480 0.150 0.252 0.593 0.586 0.443 -0.284 0.656 -0.492 0.685
PC2 -0.063 -0.049 -0.391 0.143 -0.093 0.529 0.624 0.769 0.404 -0.499 0.525 -0.635
PC3 -0.100 0.198 0.268 0.682 0.753 0.042 -0.261 -0.035 0.603 0.373 0.372 0.007
PC4 -0.585 -0.101 0.460 0.321 -0.310 -0.207 0.340 0.418 0.181 0.051 -0.442 0.278
PC5 0.491 0.493 0.342 0.399 -0.353 -0.179 -0.017 -0.043 -0.052 -0.289 -0.012 -0.189

图1

基于农艺性状的重庆水稻种质聚类分析

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