花香A系列杂交水稻组合产量及米质性状相关及通径分析

2017-03-22王平白玉路王闵霞蒲志刚张志勇向跃武李璐方春燕张志雄

中国稻米 2017年1期

王平白玉路王闵霞蒲志刚张志勇向跃武李璐方春燕张志雄*

（1四川省农业科学院生物技术核技术研究所，成都610061；2四川省农业科学院，成都610066；3蓬溪县农业局，四川蓬溪629100；*通讯作者：zhangzhx1010@163.com）

王平1白玉路1王闵霞1蒲志刚1张志勇1向跃武2李璐2方春燕3张志雄1*

对10个花香A杂交组合参加水稻区域试验的产量和品质数据进行相关分析和通径分析。结果表明，产量性状中日产量与有效穗数、株高与穗长、总粒数与实粒数均成极显著正相关，日产量对产量的贡献最大（0.7205），其次为有效穗数；米质性状中整精米率与垩白粒率、长宽比与垩白粒率、垩白度呈显著负相关。提出了以花香A为亲本在配制杂交组合时，应主要通过提高其日产量、有效穗数，并适当延长其生育期、降低其株高与穗长来提升产量；同时，适度降低籽粒长宽比，从而提高灌浆效率，降低垩白粒率、垩白度，进而提高整精米率，提升稻米品质。

水稻；花香A；产量；米质；相关分析；通径分析

花香A是四川省农业科学院生物技术核技术研究所通过航天诱变技术与分子标记辅助技术相结合选育的，具有红褐色标记性状的中籼迟熟类不育系，于2007年通过四川省农作物品种审定委员会组织的专家技术鉴定[1]。花香A穗子大、千粒重高、米质优、农艺性状稳定、败育性彻底、可恢性好、香味浓，配组组合具有高产、优质、适应性广和味香的特点[2-3]。目前以花香A为母本已配制出7个杂交水稻新品种，并12次通过省级审（认）定，其中，具国标2级优质米2个、国标3级优质米4个。优质与高产相结合是水稻育种的主要目标之一[4-5]，多年来，育种工作者通过多种方法来研究产量、米质与各因素间的相互关系，明确这些因素对产量、米质的影响，以确定选择目标[6-10]。杂交水稻的产量与有效穗数、穗实粒数、结实率、千粒重等性状之间存在着复杂的相关性，而米质主要限制因素在于垩白粒率、垩白度、整精米率以及直链淀粉含量等[6-18]。笔者拟通过对花香A配制的杂交水稻组合在各省区域试验中的产量与米质数据进行相关和通径分析，以期揭示不同因素对杂交水稻产量、米质影响的大小，提高花香A进一步配制优质、高产杂交组合的方向性和目的性，为选育优质与高产紧密结合的杂交水稻新品种提供理论依据。

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

数据来源于以花香A为母本配制的10个杂交组合（表1）在四川、云南、重庆等地参加水稻区域试验的汇总数据。

1.2 分析方法

对不育系花香A配制的杂交组合在参加四川、云南、重庆区域试验中的株高、生育期、有效穗数、穗长、总粒数、实粒数、结实率、千粒重、单产、日产量、出糙率、整精米率、粒长、长宽比、垩白粒率、垩白度、胶稠度、直链淀粉含量等18个性状进行相关分析、通径分析、主成分分析及多元线性逐步回归分析。采用Microsoft Excel 2003以及DPS软件进行数据统计。

2 结果与分析

2.1 主要经济性状与米质性状

2.1.1 经济性状

由表2可知，花香A配制的杂交组合的日产量平均为3.86 kg/667m2，变幅3.26~4.49 kg/667 m2；有效穗数平均为15.4万/667 m2，变幅12.9~18.9万/667 m2；株高平均为117.6 cm，变幅107.8~126.3 cm；生育期平均为154.1 d，变幅146.1~159.6 d；穗长平均为26.2 cm，变幅24.8~27.4 cm；每穗总粒数平均为170.4粒，变幅149.3~181.6粒；每穗实粒数平均为134.1粒，变幅121.6~142.9粒；结实率平均为78.0%，变幅70.6%~ 84.2%；千粒重平均为30.9 g，变幅28.3~32.9 g。经济性状变异系数最大的是有效穗数（12.36%），然后依次为日产量（9.66%）、每穗实粒数（5.66%）、每穗总粒数（5.62%）、结实率（5.08%）等。变异系数越大，育种者在育种过程中获得理想性状的机会就越多。因此，不育系花香A组合配制应首先关注有效穗数的提高，其次为日产量的增加来实现高产。同时，根据其千粒重、穗长、生育期等性状的平均值及变异系数可以看出，花香系列组合千粒重高、穗子长、每穗粒数多，且株高、生育期适中。

表1 花香A系列组合各经济性状、米质性状统计结果

2.1.2 米质性状

由表2可知，花香A配制的杂交组合的出糙率平均为80.4%，变幅78.6%~81.7%；整精米率平均为56.7%，变幅35.4%~69.6%；粒长平均为7.2 mm，变幅6.8~7.4 mm；长宽比平均为2.9，变幅2.8~3.2；垩白粒率平均为28%，变幅15%~51%；垩白度平均为5.2%，变幅1.8%~11.4%；胶稠度平均为80 mm，变幅64~88 mm；直链淀粉含量平均为15.9%，变幅13.2%~20.5%。米质性状中变异系数最大的是垩白度（61.40%），然后依次为垩白粒率（45.32%）、整精米率（18.29%）、直链淀粉含量（12.11%）、胶稠度（8.23%）等。因此，不育系花香A组合配制在米质性状中应首先关注垩白度、垩白粒率，其次为整精米率的增加来提高米质。同时，根据其各米质性状的平均值及变异系数可以看出，花香系列组合籽粒细长，出糙率及胶稠度高，垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量较低。

2.2 产量、米质性状的相关分析

2.2.1 经济性状因子与产量的相关分析

通过计算9个经济性状与各组合产量的相关系数，获得相关系数矩阵，如表3所示。

与产量呈极显著正相关的性状有日产量（0.97**）、有效穗数（0.83**）、生育期（0.65**）；呈显著或极显著负相关的性状有株高（-0.52*）、穗长（-0.65**）。

性状之间呈显著或极显著正相关的有：日产量与有效穗数（0.78**）、有效穗数与生育期（0.58*）、株高与穗长（0.70**）、每穗总粒数与每穗实粒数（0.71**）、每穗实粒数与结实率（0.57*）、生育期与结实率（0.51*）。性状之间呈显著或极显著负相关的有：有效穗数与株高（-0.54*）、株高与与生育期（-0.52*）、日产量与穗长（-0.56*）、有效穗数与穗长（-0.73**）、生育期与穗长（-0.61*）、每穗实粒数与千粒重（-0.55*）。

表2 花香A系列组合各经济性状、米质性状的平均值、标准差及变异系数性状

表3 花香A系列组合经济性状和产量之间的相关系数

从经济性状因子与产量的相关分析可以看出，花香A系列杂交组合产量的提升主要是通过提高其日产量、有效穗数，并适当延长其生育期、降低其株高与穗长来实现。同时，日产量与有效穗数呈极显著正相关，说明增加有效穗数可以提高日产量，进而提高产量；每穗总粒数与每穗实粒数呈极显著正相关，说明花香A系列组合在籽粒灌浆效率高，充分解决了大穗型组合结实率低的问题。

2.2.2 米质性状之间的相关分析

通过计算8个米质性状之间的相关系数，获得相关系数矩阵（表4）。由表4可以看出，花香A系列组合的整精米率与垩白粒率、长宽比与垩白粒率、长宽比与垩白度呈显著负相关关系，而垩白粒率与垩白度呈极显著正相关关系；其余性状之间相关性不显著。因此，在利用不育系花香A配制杂交组合时应适度降低籽粒长宽比，从而提高灌浆效率，降低垩白粒率与垩白度，进而提高整精米率。

2.3 产量构成因素的通径分析

对花香A系列组合6个产量构成因素进行通径分析。从表5可以看出，日产量对产量的直接贡献最大（0.7205），其次是有效穗数（0.2975）；同时，有效穗数通过日产量对产量有较大的正向作用（0.5721）。说明利用花香A选择分蘖力强的组合，从而提高群体有效穗数，促进群体日产量的提高是切实可行的。由表5还可以看出，这个通径系统的决定系数为0.98910，剩余通径系数为0.10441，说明这6个因素所决定的产量变异占产量总变异的98.91%。

2.4 经济性状主成分分析

表4 花香A系列组合米质性状之间的相关系数

表5 花香A系列组合产量构成因素对产量通径分析

表6 花香A系列组合经济性状主成分分析

对花香A系列组合6个经济性状进行主成分分析。由表6可以看出，只要3个主成分，累积贡献率就达到92.50%。在表6中，第一主成分因子特征值为2.6150，其贡献率为43.58%，对应特征向量中，每穗实粒数分值较大，为0.5399，其次为每穗总粒数和结实率。因其与水稻籽粒灌浆效率有关，故将此因子称为“灌浆效率因子”，而千粒重则表现为较高的负向量-0.5461，表明每穗实粒数过多，会影响水稻千粒重。

第二主成分因子的特征值为2.0228，其贡献率为33.71%，对应的日产量和有效穗数2个特征向量的分值较大，分别达0.6594和0.5598，故称其为“穗数因子”。

第三主成分因子的特征值为0.9120，其贡献率为15.20%，对应的每穗总粒数特征向量的分值较大，达0.7078，故称其为“粒数因子”，而结实率则表现为较高的负向量-0.6900。表明每穗粒数过多，会影响水稻结实率。

2.5 多元逐步回归分析

利用各因子作为自变量，产量为因变量，进行多元逐步回归分析，得如下方程：

Y=-325.249+126.506X1+10.965X2+1.162X4+1.381X5

3 结论与讨论

花香A是一个米质与产量紧密结合的水稻三系不育系，利用花香A配制优质、广适性强的优势组合对提高杂交水稻产量与米质水平具有重要作用[1]。通过对花香A系列组合水稻区域试验产量、米质性状的相关分析及通径分析发现，花香A系列组合配制在各地试验中有效穗数、日产量、垩白粒率、垩白度以及整精米率的变异系数较大；同时，其产量的提升主要是通过提高其日产量、有效穗数，并适当延长其生育期、降低株高与穗长来实现；其米质的改良主要通过适度降低籽粒长宽比，从而提高其灌浆效率，降低垩白粒率与垩白度，进而提高整精米率。

目前的研究结果表明，不同类型的杂交水稻组合的各产量构成因素对产量的贡献率不同，且主要经济性状间相互影响[9-18]。适度提高有效穗数以及杂交组合群体灌浆效率，促进日产量的提高，是长江上游地区高温寡照环境下大穗大粒型杂交水稻增产的主要因素之一。同时，适度降低籽粒长宽比，将有助于提高稻米整精米率，降低垩白粒率和垩白度，从而提升稻米外观品质。

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Correlation and Path Analysis of Yield and Quality Traits of Rice Combinations from Huaxiang A

WANG Ping1,BAIYulu1,WANG Minxia1,PU Zhigang1,ZHANG Zhiyong1,XIANG Yuewu2,LILu2,FANG Chunyan3,ZHANG Zhixiong1*
（1Institute of Biotechnology and Nuclear Technology,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China;2Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China;3Agricultural Bureau of Pengxi,Shichuan 629100,China;*Corresponding author:zhangzhx1010@163.om）

By analyzing the data collected from 10 hybrid rice from Huaxiang A for rice regional testwith the coefficientof the correction and path analysis,the results indicated that there exist significant positive correlation between daily production and effective panicle number,plant height and panicle length,grain number per panicle and filled grain number of per panicle,respectively.And the contribution of daily production to grain yield is the largest,next for effective panicle number.The head rice rate and chalky rice rate, length/width ratio and chalky rice rate,length/width ratio and chalkiness degree are significant negative correlation.Accordingly,we can increase the yield of hybrid rice from Huaxiang A by improving the daily production and the number of effective panicle,extending the growth period,reducing the plant height and panicle length properly.And in order to improve the grain quality,we should reduce the length/width ratiomoderately,so as to improve the grain filling efficiency,reduce the chalky rice rate and chalkiness degree, and improve the head rice rate.

rice;Huaxiang A;yield;quality;correlation analysis;path analysis

S511

：A

：1006-8082（2017）01-0081-05

2016－09－04

四川省财政创新能力提升工程专项（2016ZYPZ01-001）；四川省财政育种攻关项目；“十三五”国家重点研发计划专项