不同光周期条件下寒地粳稻光周期敏感性评价

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.02.019

摘要/Abstract

摘要：

在海南三亚和黑龙江齐齐哈尔2个不同日照长度的生态区连续2年对20个寒地主栽粳稻品种的株高、茎蘖数、基角、开张角、叶长、叶弦长、叶宽、披垂度、披垂角、抽出度、第一节间长、茎基宽等主要农艺性状进行调查，通过比较分析12个农艺性状的相对光周期敏感性，并用回归分析方法评价了农艺性状对光周期敏感性的响应，进而筛选能较为准确反映出水稻的光周期敏感性指标，为水稻光周期敏感性的遗传分析定位研究提供理论基础。结果表明，各指标对光周期相对敏感程度依次是披垂度（85.88）、叶弦长（83.45）、叶长（82.69）、第一节间长（70.26）、茎基宽（70.10）、基角（58.28）、开张角（56.42）、披垂角（53.16）、茎蘖数（26.81）、株高（17.62）、叶宽（-15.88）和抽出度（-17.24）。基于各性状综合指标的回归分析及农艺性状的相对敏感度分析得出，叶长和披垂度可以作为反映光周期敏感程度的指标，而抽出度对光周期敏感程度的反应较弱而不适合作为反映水稻对光周期敏感程度的评价指标。为了更好地对参试品种光周期敏感性进行综合分级评价，对参试品种D值进行聚类分析，可将20个供试品种初步划分为3个类群，类群I为光周期高度敏感品种，类群Ⅱ为中等光周期敏感品种，类群Ⅲ为光周期低敏感品种。

关键词: 粳稻, 农艺性状, 光周期敏感性, 综合评价, 主成分分析

Abstract:

This study investigated the plant height, tiller number, basal angle, opening angle, leaf length, leaf chord length, leaf width, drape degree, drape angle, extraction degree, first internode length, stem base width, and other major agronomic traits of 20 japonica rice varieties grown in cold regions for two consecutive years in two ecological areas with different sunshine lengths in Sanya, Hainan and Qiqihar, Heilongjiang. By comparing and analyzing the relative photoperiod sensitivity of 12 agronomic traits, and using regression analysis method to evaluate the response of agronomic traits to photoperiod sensitivity, and indicators that can accurately reflect the photoperiod sensitivity of rice were further screened, providing a theoretical basis for genetic analysis and localization of rice photoperiod sensitivity. The results showed that the relative sensitivity of each indicator to photoperiod was as follows: drape degree (85.88), leaf chord length (83.45), leaf length (82.69), the length of first internode (70.26), stem base width (70.10), base angle (58.28), opening angle (56.42), drape angle (53.16), tiller number (26.81), plant height (17.62), leaf width (-15.88), and extraction degree (-17.24). Based on regression analysis of comprehensive indicators of various traits and relative sensitivity analysis of agronomic traits, it was found that leaf length and drape can be used as indicators of photoperiod sensitivity, while extraction degree had a weak response to photoperiod sensitivity and was not suitable for evaluation indicators of photoperiod sensitivity in rice. In order to better evaluate the comprehensive grading of the photosensitivity of the tested varieties, the Ward method in SPSS software was used to perform cluster analysis on the D values of the tested varieties. The 20 tested varieties can be preliminarily divided into three groups: group I is highly photosensitive varieties, group II is moderately photosensitive varieties, and group III is low photosensitive varieties.

Key words: Japonica rice, Agronomic traits, Photoperiod sensitivity, Comprehensive evaluation, Principal component analysis

赵富阳, 马波, 胡继芳, 谭可菲, 刘传增, 闫锋, 董扬, 侯晓敏, 李清泉, 韩业辉. 不同光周期条件下寒地粳稻光周期敏感性评价[J]. 作物杂志, 2025 (2): 135–140

Zhao Fuyang, Ma Bo, Hu Jifang, Tan Kefei, Liu Chuanzeng, Yan Feng, Dong Yang, Hou Xiaomin, Li Qingquan, Han Yehui. Evaluation of Photoperiod Sensitivity of Japonica Rice in Cold Regions under Different Photoperiod Conditions[J]. Crops, 2025(2): 135–140

图/表 5

图1

表1

表2

表3

各指标的隶属函数值及预测值

编号 Number	品种 Variety	株高 Plant height	茎蘖数 Tiller number	基角 Cardinal angle	开张角 Opening angle	叶长 Leaf length	叶弦长 Blade chord length	叶宽 Leaf width	披垂度 Drape	披垂角 Angle of droop	抽出度 Extraction degree	第一节间长 The length of first internode	茎基宽 Stem base width	D值 D- value	排名 Ranking	预测值 Predicted value
1	齐粳2	0.32	0.11	0.81	0.96	0.56	0.55	0.45	0.41	0.20	0.00	0.32	0.89	0.45	16	0.45
2	齐粳10	0.42	0.10	0.37	0.27	0.18	0.17	0.69	0.39	0.08	0.12	1.00	0.23	0.29	3	0.29
3	齐粳31	0.74	0.06	0.00	0.00	0.11	0.19	0.00	0.67	0.01	0.40	0.31	0.78	0.19	1	0.19
4	龙稻18	0.65	0.58	0.42	0.36	0.17	0.16	0.05	0.40	0.21	0.28	0.61	0.17	0.34	5	0.34
5	龙庆稻3	0.65	0.14	0.18	0.26	0.14	0.14	0.32	0.39	0.48	0.85	0.88	0.08	0.40	11	0.40
6	龙庆稻21	0.38	0.55	0.09	0.16	0.14	0.14	0.61	0.42	0.48	1.00	0.19	0.19	0.38	10	0.38
7	松粳22	0.51	0.34	0.38	0.45	0.00	0.00	0.33	0.39	0.48	0.94	0.87	0.00	0.45	17	0.45
8	松粳28	0.42	1.00	0.97	1.00	0.08	0.07	0.21	0.39	0.48	0.86	0.66	1.00	0.69	20	0.69
9	绥粳18	0.58	0.88	0.21	0.34	0.56	0.52	1.00	0.36	0.00	0.53	0.84	0.15	0.43	14	0.43
10	绥粳28	0.45	0.00	0.13	0.17	0.30	0.29	0.32	0.40	0.25	0.42	0.81	0.45	0.31	4	0.31
11	绥粳302	0.60	0.20	0.44	0.44	0.39	0.22	0.40	0.00	0.59	0.08	0.29	0.36	0.36	6	0.36
12	龙粳21	0.44	0.91	0.44	0.35	0.07	0.07	0.05	0.41	0.16	0.54	0.50	0.33	0.38	9	0.38
13	龙粳31	1.00	0.20	0.09	0.40	1.00	1.00	0.25	0.46	0.08	0.60	0.81	0.05	0.42	12	0.42
14	龙粳39	0.48	0.25	0.84	0.64	0.09	0.09	0.18	0.43	0.27	0.36	0.23	0.42	0.38	8	0.38
15	龙粳43	0.00	0.37	0.51	0.23	0.20	0.25	0.85	0.55	0.00	0.22	0.13	0.39	0.26	2	0.26
16	龙粳46	0.28	0.46	0.87	0.90	0.22	0.42	0.65	1.00	0.48	0.19	0.12	0.46	0.49	18	0.49
17	龙粳51	0.17	0.32	1.00	0.74	0.41	0.39	0.45	0.39	0.30	0.40	0.00	0.32	0.44	15	0.44
18	龙粳4131	0.23	0.83	0.00	0.10	0.55	0.53	0.78	0.39	0.48	0.50	0.65	0.23	0.43	13	0.43
19	三江6号	0.23	0.43	0.20	0.29	0.24	0.23	0.61	0.39	0.48	0.30	0.87	0.10	0.38	7	0.38
20	天稻261	0.23	0.49	0.56	0.56	0.81	0.78	0.64	0.41	1.00	0.10	0.25	0.31	0.54	19	0.54
权重Weight		0.02	0.10	0.12	0.12	0.06	0.06	0.03	0.02	0.17	0.13	0.10	0.07

表3

图2

参考文献 29

[1]	白志良, 张福跃, 王呈祥, 等. 高粱品种资源光周期敏感性研究. 华北农学报, 1999, 14(1):84-88. doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.1999.01.017
[2]	韩天富, 王金陵. 大豆开花后光周期反应的研究. 植物学报, 1995, 37(11):863-869.
[3]	Sun H B, Jia Z, Cao D, et al. GmFT2a, a soybean homolog of flowering locus T, is involved in flowering transition and maintenance. PLoS ONE, 2011, 6(12):e29238.
[4]	韩天富, 王金陵. 中国大豆不同生态类型开花至成熟期对光周期的反应. 作物学报, 1996, 22(1):21-26.
[5]	姜妍, 冷建田, 费志宏, 等. 广适应大豆品种中黄13的光周期反应. 大豆科学, 2009, 28(3):377-381,393.
[6]	孙洪波. 大豆光温互作新模式的验证及PEBP家族基因的克隆和功能分析. 北京: 中国农业科学院, 2008.
[7]	杨志攀, 张晓娟, 蔡淑平, 等. 大豆“短青春期”品种的光(温)反应研究Ⅱ. 对短日照的反应. 中国油料作物学报, 2001, 23(2):35-39.
[8]	杨志攀, 张晓娟, 蔡淑平, 等. 大豆“短青春期”品种的光(温)反应研究Ⅲ.对长日照的反应. 大豆科学, 2001, 20(3):191-196.
[9]	陈彦惠, 吴连成, 吴建宇, 等. 两种纬度生态条件下热带、亚热带玉米种质群体的鉴定. 中国农业科学, 2000, 33(增刊):40-48.
[10]	梁文科. 热带温带玉米群体育种价值评估及光周期反应敏感性指标研究. 武汉:华中农业大学, 2008.
[11]	Doust A N, Mauro-Herrera M, Hodgeand J G, et al. The C₄ model grass Setaria is a short day plant with secondary long day genetic regulation. Frontiers in Plant Science, 2017,8:1-10.
[12]	穆彩琴, 屈聪玲, 张瑞娟, 等. 谷子CO家族基因的全基因组鉴定与分析. 山西农业科学, 2016, 44(9):1243-1246.
[13]	Andrade L, Lu Y L, Cordeiro A, et al. The evening complex integrates photoperiod signals to control flowering in rice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2022, 119(26):e2122582119.
[14]	Brambilla V, Fornara F. Molecular control of flowering in response to day length in rice. Journal of Integrative Plant Biology, 2013,55:410-418.
[15]	Lee C M, Thomashow M F. Photo periodic regulation of the C-repeat binding factor (CBF) cold acclimation pathway and freezing tolerance in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2012,109:15054-15059.
[16]	Riboni M, Galbiati M, Tonelli C, et al. GIGANTEA enables drought escape response via abscisic acid-dependent activation of the florigens and SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1. Plant Physiology, 2013, 162(3):1706-1719.
[17]	张凤路, Mugo S. 不同玉米种质对长光周期反应的初步研究. 玉米科学, 2001, 9(4):54-56.
[18]	Goueanard B, Rebourg C, Welcker C, et al. Analysis of photoperiods sensitivity within a collection of tropical maize populations. Genetic Resources and Crop Evolution, 2002,49:471-481.
[19]	费志宏, 吴存祥, 孙洪波, 等. 以光周期处理与分期播种试验综合鉴定大豆品种的光温反应. 作物学报, 2009, 35(8):1525-1531.
[20]	谢传晓, 王振华, 於琍, 等. 160个玉米自交系光周期敏感性鉴定. 玉米科学, 2008, 16(3):15-18.
[21]	贾小平, 李剑峰, 全建章, 等. 不同光周期条件下谷子农艺性状的光周期敏感性评价. 植物遗传资源学报, 2018, 19(5):919-924.
[22]	孙东雷, 卞能飞, 王幸, 等. 高油酸花生萌发期耐冷性综合评价及种质筛选. 核农学报, 2021, 35(6):1263-1272. doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2021.06.1263
[23]	吴豪, 黄园园, 汀辉, 等. 长江中下游地区小麦品种籽粒和面条品质分析. 中国农业科学, 2019, 52(13):2193-2207. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.13.001
[24]	庞强强, 周曼, 孙晓东, 等. 不同菜心品种萌发期和苗期耐热性分析及其鉴定指标筛选. 西北农业学报, 2020, 29(2):295-305.
[25]	王树刚, 王振林, 王平, 等. 不同小麦品种对低温胁迫的反应及抗冻性评价. 生态学报, 2011, 31(4):1064-1072.
[26]	刘海卿, 孙万仓, 刘自刚, 等. 北方寒旱区白菜型冬油菜抗寒性与抗旱性评价及其关系. 中国农业科学, 2015, 48(18):3743-3756. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.18.018
[27]	刘宏宇, 姚雪, 栾非时, 等. 厚皮甜瓜种子萌芽期耐冷性评价方法研究. 东北农业大学学报, 2016, 47(7):24-81.
[28]	夏正俊. 大豆光周期反应与生育期基因研究进展. 作物学报, 2013, 39(4):571-579.
[29]	徐铨, 奥本裕, 王晓雪, 等. 水稻开花期调控分子机理研究进展. 植物遗传资源学报, 2014, 15(1):129-136. doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2014.01.016

相关文章 15

[1]	张圣昌, 魏玉明, 马丽娜, 杨钊, 刘文瑜, 黄杰, 刘欢, 杨发荣. 种植密度和施肥对饲用型藜麦生长特性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (2): 128–134
[2]	孙艳杰, 魏国才, 吴雨恒, 石运强, 邵勇, 刘英蕊, 南元涛, 张维耀. 利用SNP标记对100份玉米种质资源的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2025, (2): 14–19
[3]	姬景红, 刘双全, 马星竹, 郝小雨, 郑雨, 赵月, 王晓军, 匡恩俊. 控释尿素对寒地水稻农艺性状、产量及氮肥利用率的影响[J]. 作物杂志, 2025, (2): 149–154
[4]	卢晶, 余波, 江谧, 彭镰心, 任远航, 吴琪. 58份青稞种质资源遗传多样性评价[J]. 作物杂志, 2025, (2): 20–28
[5]	范惠玲, 赵晓江, 路妍. 不同生育期白芥Na₂SO₄耐性鉴定及综合评价[J]. 作物杂志, 2025, (2): 79–85
[6]	罗健科, 张克厚, 王泽宇, 张平珍, 南铭. 18个燕麦品种（系）在白银市沿黄河灌区的生产性能研究[J]. 作物杂志, 2025, (2): 93–100
[7]	杨如萍, 贾贞, 韦瑛, 魏野畴, 王立明, 陈光荣, 张国宏, 宋雯雯. 甘肃不同地理来源大豆品种生育期性状与气象因子及农艺性状的关系[J]. 作物杂志, 2025, (1): 123–132
[8]	常晓, 张云龙, 徐翎清, 李佳佳, 兴旺, 刘大丽. 不同氮素形态配比对甜菜氮同化关键酶的影响[J]. 作物杂志, 2025, (1): 235–242
[9]	颜群翔, 庞玉辉, 洪壮壮, 毕俊鸽, 王春平. 141份国内外小麦种质资源主要性状遗传多样性分析与特异性评价[J]. 作物杂志, 2025, (1): 26–34
[10]	时会影, 范保杰, 刘长友, 王彦, 王珅, 张志肖, 苏秋竹, 田静. 绿豆种质资源萌发期耐盐性鉴定与评价[J]. 作物杂志, 2025, (1): 66–75
[11]	庞敏昡, 王瀚, 李志涛, 史宁帆, 蒲转芳, 张锋, 姚攀锋, 毕真真, 白江平, 孙超. 不同水分处理下施用立收谷对马铃薯品质的影响[J]. 作物杂志, 2024, (6): 132–139
[12]	张瑛, 王海洋, 姜林, 郭学清, 钟小丽, 张星, 卢敏娇, 姬小明, 杨晓朋, 吴树松. 长汀烟区植烟土壤肥力适宜性综合评价及空间分布研究[J]. 作物杂志, 2024, (6): 171–178
[13]	孙明茂, 刘丽霞, 孙虎, 崔迪. 水稻重组自交系群体花色苷及重要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2024, (6): 26–38
[14]	樊明, 张双喜, 陈嘉, 张娇, 李红霞. 宁夏春小麦品种抗倒伏相关性状分析及综合评价体系构建[J]. 作物杂志, 2024, (6): 39–46
[15]	马丽娜, 魏玉明, 文莉芳, 张学俭, 杨钊, 黄杰, 张圣昌, 李小雨, 刘欢, 杨发荣. 云南元谋地区22份藜麦种质的农艺性状及营养品质分析[J]. 作物杂志, 2024, (6): 47–54

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Discussed

主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	方差贡献率 Variance contribution rate (%)	累计方差贡献率 Cumulative variance contribution rate (%)
1	4.133	34.445	34.445
2	2.991	24.921	59.366
3	1.726	14.387	73.754
4	1.051	8.761	82.515
5	0.855	7.128	89.643
6	0.488	4.064	93.707
7	0.300	2.504	96.210
8	0.246	2.049	98.259
9	0.141	1.175	99.434
10	0.065	0.545	99.979
11	0.002	0.018	99.998
12	0.000	0.002	100.000

性状 Characteristic	主成分Principal component
性状 Characteristic	1	2	3
株高Plant height	0.394	0.677	0.129
茎蘖数Tiller number	-0.064	-0.257	0.887
基角Cardinal angle	0.671	-0.631	-0.102
开张角Opening angle	0.753	-0.566	-0.013
叶长Leaf length	0.912	0.097	0.153
叶弦长Blade chord length	0.930	0.062	0.158
叶宽Leaf width	0.224	-0.595	0.545
披垂度Drape	0.859	0.277	-0.217
披垂角Angle of droop	0.464	-0.001	0.042
抽出度Extraction degree	-0.245	0.517	0.689
第一节间长 The length of first internode	0.280	0.792	0.179
茎基宽Stem base width	0.345	0.640	-0.108