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水稻单株产量相关性状的相关性及其通径分析

2019-11-28 10:54:11 《江苏农业科学》 2019年18期

张进帅 黄翠红 王慧 黄明 郭涛 肖武明 陈志强 刘永柱

摘要:通过对水稻产量相关性状的相关性和通径分析,为水稻的单株选择提供理论指导。利用SPSS 19.0和Excel 2010对水稻产量相关数据进行相关性、遗传力和通径系数分析。研究表明,有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒质量对产量均存在显著或极显著正相关,通过直接或间接作用对产量产生影响。11个农艺性状中有效穗数、结实率、千粒质量对产量的直接通径系数大,呈显著正相关。有效穗数、结实率遗传变异系数较大,可在性状稳定的高世代选择,排除干扰;千粒质量遗传变异系数较小,不易受环境影响,可在早世代选择。株高、剑叶长、穗长均对产量产生正向影响,株高对产量产生直接影响,剑叶长和穗长通过影响其他性状间接影响产量,且遗传变异系数小,可在早世代选择。

关键词:水稻;单株产量;农艺性状;通径分析;相关性

中图分类号: S511.03文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2019)18-0108-06

收稿日期:2018-05-19

基金项目:国家重点研发计划(编号:2016YFD0101102)。

作者简介:张进帅(1994—),男,河北邢台人,硕士研究生,主要从事水稻育种研究。E-mail:[email protected]

通信作者:刘永柱,博士,副研究员,主要从事水稻育种研究。Tel:(020)38604903;E-mail:[email protected]

水稻是全世界2/3人口的口粮[1],我国每年水稻种植面积3 000万hm2左右,年均总产量2亿t以上,约占世界稻谷产量的35%。据预测,至2020年,我国需新增粮食5 000万t才能满足人们需要,在新增粮食中水稻要占到30%以上[2]。在目前耕地水平不变的情况下,只有通过提高水稻单位面积产量才能完成目标,所以高产依然是我国水稻生产不变的目标[3]。水稻的产量是由有效穗数、每穗粒数、千粒质量等多个农艺性状构成的复杂农艺性状[4]。明确不同性状对单株产量的影响,对水稻高产育种有重要意义。

本研究以3个不育系配制的57个杂交组合为研究对象,通过相关分析和通径分析考察产量相关性,为水稻高产育种提高参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心自育的3个不育系航1A、航3A、航5A为母本,19个测交材料为父本。

1.2 试验设计

试验于2017年7月22日播种,8月7日插秧在华南农业大学校内露天农场(113.34°E、23.16°N),按照不完全双列杂交设计(NC Ⅱ),配制3×19共57个杂交组合。随机区组排列,2次重复,单本种植,小区面积1 m2,株行距20 cm,田间管理同一般生产大田。播种次日到抽穗1/3的当天计为播始历期。2017年11月1日材料成熟,从每个小区中间行选取3株有代表性的植株进行考种,考察性状有株高、单株有效穗数、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量、单株粒质量等11个性状。

1.3 数据处理与分析

根据莫惠栋等的统计原理与方法[5-7],利用Excel 2010和SPSS 19.0软件系统进行数据分析,估算出各性状的相关性、遗传力、通径系数。

2 结果与分析

2.1 各农艺性状数据统计

经田间调查统计和考种观察,57个杂交组合的11个农艺性状观测值及其最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数等见表1。

2.2 农艺性状间相关性分析

从表2可以看出,单株产量与其他主要农藝性状的相关程度是有效穗数>结实率>千粒质量>穗长>剑叶长>株高;与剑叶宽、播始历期、每穗总粒数、每穗实粒数呈负相关,其负相关程度是剑叶宽>每穗总粒数>每穗实粒数>播始历期。说明通过剑叶宽、每穗总粒数、每穗实粒数和播始历期来改良单株产量有一定的难度。通过改变有效穗数、结实率、千粒质量、穗长、剑叶长和株高对提高单株产量有一定的促进作用,其中株高、剑叶长、穗长与单株产量相关性不显著,有效穗数、结实率、千粒质量与单株产量的相关性呈显著或极显著正相关。播始历期与株高、每穗总粒数、每穗实粒数呈显著或极显著正相关,与有效穗数呈显著负相关;与结实率呈极显著负相关;株高与剑叶长呈显著正相关;剑叶长与穗长呈极显著正相关;有效穗数与结实率呈显著正相关,与每穗总粒数和每穗实粒数呈极显著负相关;每穗总粒数与每穗实粒数呈极显著正相关,与结实率呈极显著负相关,与千粒质量呈显著负相关;每穗实粒数与结实率呈极显著负相关,与千粒质量呈显著负相关。结果表明,剑叶宽与播始历期对有效穗数和结实率有抑制作用,而株高又与播始历期呈极显著正相关,在早代单株选择中,可以选择株高适宜、剑叶宽较小和播始历期适宜的、多穗的株型,提高单株产量。

2.3 遗传力和遗传变异系数分析

由表3可知,广义遗传力由大到小的顺序为播始历期>剑叶宽>株高>结实率>每穗总粒数>千粒质量>每穗实粒数>穗长>单株产量>有效穗数>剑叶长;狭义遗传力由大到小的顺序为播始历期>株高>剑叶宽>每穗总粒数>千粒质量>结实率>穗长>每穗实粒数>有效穗数>单株产量> 剑叶长。播始历期、株高、剑叶宽、每穗总粒数、结实率这5个性状的广义遗传力和狭义遗传力都较大,表明这5个性状主要受遗传因素控制,受环境影响小;有效穗数和剑叶长的广义遗传力和狭义遗传力均较小,说明这2个性状受环境因素较大;狭义遗传力较大的性状更能稳定地遗传给后代。11个性状的遗传变异系数在1.84%~23.32%,其中遗传变异系数最高的是结实率,为23.32%,最低的是千粒质量,为1.84%。数据表明以上性状遗传受加性效应和非加性效应共同影响,且以加性效应为主,这与前人的研究结果[8-10]基本一致。播始历期、株高、剑叶宽、千粒质量遗传力较高,遗传变异系数较低,适合早世代选择。