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水稻种质资源评价及多样性分析

时间:2019-09-24 来源:《现代农业》杂志 作者:admin 点击:

  摘要:通过对502份水稻种质资源进行鉴定评价,结果表明,单株有效穗数、穗粒数、千粒重等产量性状变幅和变异系数较大,说明各地区水稻资源产量具有较大差异;所有水稻种质资源均能正常抽穗,平均生育期为118d;绝大部分资源株高在90~120cm之间、穗型为中间型、抗病性较强。部分香稻、陆稻种质资源及抗病性强的珍贵资源具有较大利用价值,对于突破水稻品种选育障碍具有重要意义。

  关键词:水稻;种质资源;评价;多样性

  回顾我国水稻育种的发展历程,突破性水稻品种的育成及育种上的重大突破性成就无一不依赖于关键性优异种质资源的发掘和利用。例如,20世纪50-60年代,矮脚南特、低脚乌尖等矮秆栽培稻资源的发现和应用,使水稻产量一举提高了20%~30%,引发了一场“绿色革命”[1];80-90年代的光温敏核不育资源的发现和应用实现了杂交水稻由三系到两系的发展[2]。广东省农科院等单位利用国外资源IR9965-8-2育成的三黄占2号是一个具持久抗病性特征的水稻品种[3],利用美国Lemont与丰澳占杂交选育的优质常规稻美香占2号在广东、江西等地成为主推品种。海南省属于典型的热带气候,也是最主要的南繁基地,拥有丰富的水稻种质资源类型。海南岛野生稻资源丰富,中国现有的3种野生稻即普通野生稻(OryzarufipogonGriff.)、药用野生稻(OryzaofficinalisWall.)和疣粒野生稻(OryzameyerianaBaill.)[4]在海南均有分布。山栏稻是海南特有稻种资源,曾是当地黎、苗少数民族群众赖以生存的主要粮食作物[5]。海南地方稻资源具有明显的抗旱性差异,其中一些资源的抗旱性较强,可在育种中加以利用[6]。在“七五”期间及20世纪90年代,学者对海南水稻种质资源的收集、调查、整理做了一些工作[7-8],编目、入库了一批资源,然而由于没有科研经费支持,且没有专门的人员进行种质研究,加之台风和高温高湿等环境因素的影响,导致资源损失严重[9]。近年来,水稻种质资源的收集、整理不系统,本研究对收集到的502份水稻种质资源进行综合评价,以明确其株型、生育特性、产量、抗病性等农艺特征,为稻种资源的合理利用提供参考依据,为水稻育种提供重要的参考依据。

  1材料与方法

  1.1试验材料

  试验材料系海南省农业科学院粮食作物研究所从国内外收集的502份水稻种质资源(表1),其中籼稻457份,粳稻45份。

  1.2试验方法

  2018年晚造,将试验材料在海南省农业科学院永澄迈发试验基地种植,单苗移栽。每个材料5行区,每行10株,株行距16.7cm×20cm。田间随机区组排列,3次重复。中等水肥管理。防虫不防病。按照《水稻种质资源描述规范和数据标准》[10]进行农艺性状调查。记载齐穗日期和成熟日期,成熟期调查稻瘟病、白叶枯病抗性;成熟后,每小区随机选择5株,调查株高、穗型、二次枝梗、穗长、单株有效穗数、每穗总粒数、结实率、千粒重、粒形状、粒长、粒宽、种皮色。

  2结果与分析

  2.1主要农艺性状变异性分析

  主要农艺性状变异分析见表2。水稻资源各主要农艺性状的变异多样性较丰富,其中穗粒数的最大值是最小值的11.3倍,变异系数达到31.65%,单株有效穗数、理论产量、千粒重的变异系数分别为31.35%、35.70%、20.44%,其他性状的变异系数均在20%以下。水稻资源的单株有效穗数、穗粒数、千粒重等农艺性状受基因型影响较大。

  2.2生育特性分析

  水稻资源的生育性状分布见表3。所有资源均能正常抽穗,齐穗期变幅在9月26日至10月24日,集中在9月30日至10月6日,9月30日以前齐穗的主要是韩国、美国、中国湖南引进的材料,10月6日以后齐穗的主要是非洲引进的材料。全生育期变幅在98~132d,集中在110~120d,平均为118d,与海南主推品种相当。说明保存的材料均能适应海南晚造光温条件,但高纬度地区引进材料生育期普遍提前,低纬度地区引进材料则相反。

  2.3株高分析

  水稻资源株高分布见表4。株高变幅很大,在69.0~166.0cm之间,78.6%的材料株高在90.0~120.0cm之间,株高高于130cm的均为山栏稻、地方稻、粳稻。

  2.4穗部性状分析

  水稻资源穗部性状及分布见表5。集散程度绝大部分为集中型;穗长集中在21~30cm,占91.0%;穗型多为中间型,占88.7%;二次枝梗少,占51.1%;无芒的占53.6%,短芒占41.9%;种皮色绝大多数为白色,占98.3%;种子长宽比3~4的占58.1%;落粒性多为中、易,占75.2%。

  2.5产量性状分析

  水稻资源以产量为主的农艺性状分布见表6。水稻单株有效穗数变幅4.2~23.0个,5~10个的占61.8%,10~15个的占31.8%;15个以上的多穗型资源有23份;穗粒数39~443粒,100~200粒的占67.3%,200粒以上的占27.1%,300粒的多粒型资源12份;结实率较高,在26.5%~99.5%之间,其中80%以上的占57.0%;千粒重13.0~38.8g,30g以上的大粒型资源占13.3%;理论产量146.0~999.7kg/667m2,超过500kg的占63.9%。可以看出,近半数的资源具有高产潜力,产量较高的资源多为福建引进,产量低于300kg的多为香稻和特种稻资源。

  2.6抗病性分析

  穗颈瘟发病较轻,除了韩国引进的2份、美国引进的3份达到中感外,其余材料为高抗或抗;白叶枯病发病较重,高感资源8份、中感45份、中抗109份、抗18份、高抗30份;纹枯病发病较重,重度纹枯20份、中度纹枯131份、轻度35份、抗病14份。综合抗病品种有21份,主要以广东引进的为主,感病较重的主要是韩国引进品种。

  3讨论与结论

  供试水稻资源的单株有效穗数、穗粒数、千粒重等产量性状变幅和变异系数较大,说明各地区水稻资源产量具有较大差异;所有水稻种质资源均能正常抽穗,平均生育期为118d;绝大部分资源株高在90~120cm之间、穗型为中间型、抗病性较强。此外,发现一些香稻、陆稻及抗病性强的珍贵资源,具有较大利用价值。本研究对海南本地和从各地收集到的水稻种质资源进行鉴定评价,较为全面地了解了这些资源在海南的种植表现及主要农艺性状多样性,并从中鉴定发掘出一批优异种质,比如高产、抗病、香稻等资源,对于突破性水稻品种选育具有重要参考意义。

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