摘 要：發(fā)現(xiàn)適宜湖南省推廣種植的優(yōu)良水稻品種并篩選優(yōu)質(zhì)的水稻種質(zhì)資源創(chuàng)新材料，研究49個(gè)湖南省地方稻品種的10個(gè)表型性狀，進(jìn)行品種表型性狀的遺傳多樣性分析、聚類(lèi)分析及主成分分析，利用F值綜合評(píng)價(jià)水稻品種資源。研究發(fā)現(xiàn)：每穗實(shí)粒數(shù)與實(shí)際產(chǎn)量的變異系數(shù)(CV)值>20%，在所有種群表型性狀中具有良好的遺傳變異性，10個(gè)表型性狀的Shannon多樣性指數(shù)在1.81～2.15之間，種群表型內(nèi)部多樣性豐富;利用聚類(lèi)分析將種群劃分為Ⅴ大類(lèi)群，第Ⅳ大類(lèi)群(3個(gè)品種)的穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、有效穗數(shù)與實(shí)際產(chǎn)量均為所有類(lèi)群中最高，在湖南省實(shí)際生產(chǎn)中具備較高的應(yīng)用價(jià)值;每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、實(shí)際產(chǎn)量、播始?xì)v期、全生育期等6個(gè)表型性狀是綜合評(píng)價(jià)的主要影響因子，通過(guò)F值排名，可以篩選出9個(gè)地方稻品種作為優(yōu)良的種質(zhì)資源創(chuàng)新材料和遺傳育種的親本來(lái)源。

　　關(guān)鍵詞：水稻;品種;表型性狀;遺傳多樣性;聚類(lèi)分析;主成分分析

　　篩選高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的水稻新品種，創(chuàng)新水稻種質(zhì)資源庫(kù)對(duì)水稻生產(chǎn)具有極其重要的意義[1-2]。對(duì)水稻種群進(jìn)行遺傳多樣性分析可以輔助了解其遺傳信息及變異概率，為水稻育種及遺傳改良奠定基礎(chǔ)[3-4]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于水稻種群的遺傳多樣性分析及種質(zhì)資源創(chuàng)新研究主要集中在等位酶、DNA、染色體等分子水平的測(cè)算評(píng)價(jià)[5-8]，對(duì)于水稻品種表型性狀的研究分析還較為少見(jiàn)。但通過(guò)對(duì)于表型性狀的分析可以直觀的了解地方水稻種群遺傳信息豐富程度[9-10]，并且當(dāng)研究的水稻種群數(shù)目較多時(shí)，對(duì)于表型性狀的研究，就顯得更為快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)[11]。

　　我國(guó)對(duì)于水稻表型性狀的研究主要集中在寧夏與云南等省份[12-13]，陳小龍[14]，李振姣[15]等分別對(duì)寧夏本地粳稻及外引水稻種質(zhì)資源進(jìn)行表型性狀的遺傳多樣性發(fā)現(xiàn)，寧夏本地粳稻種質(zhì)資源材料間的遺傳差異較小，親緣關(guān)系較近，遺傳背景比較單一，而外引水稻的種質(zhì)資源表型遺傳多樣性則更為豐富，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，可為寧夏水稻種質(zhì)資源創(chuàng)新提供更多的可能性。

　　董超[16]等，利用F值綜合評(píng)價(jià)的方法篩選出了多穗型、大穗型、長(zhǎng)粒型、大粒型、多粒型及矮稈型的16個(gè)云南哈尼族地區(qū)的優(yōu)質(zhì)水稻品種，為云南省稻作育種及遺傳研究提供了材料。陳越等，通過(guò)對(duì)于云南省16個(gè)州市的水稻種質(zhì)資源的研究發(fā)現(xiàn)，云南水稻種質(zhì)表型性狀內(nèi)部多樣性豐富，篩選出的鳳儀白谷與陸引46號(hào)品種可為水稻種質(zhì)創(chuàng)新提供優(yōu)良的親本或中間材料。目前湖南省對(duì)于水稻種質(zhì)資源創(chuàng)新及遺傳多樣性的分析研究已有許多[17]，但是對(duì)于通過(guò)水稻品種表型性狀數(shù)據(jù)分析達(dá)到相同目的研究還極為少見(jiàn)。本研究旨在通過(guò)對(duì)于49個(gè)水稻品種的10個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)分析，了解湖南省水稻種群的表型性狀遺傳多樣性，并篩選出適宜湖南省推廣種植的高產(chǎn)水稻品種及優(yōu)異的水稻種質(zhì)創(chuàng)新資源。

　　1 材料與方法

　　1.1 供試材料

　　本研究共選用了49個(gè)湖南省地方稻品種作為供試材料，將材料按品種編號(hào)(CS1-CS49)，田間試驗(yàn)在湖南省長(zhǎng)沙縣黃興鎮(zhèn)干杉社區(qū)的湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。

　　1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　所有供試地方稻品種種子統(tǒng)一于2019年5月20日浸種和催芽，5月23日播種，6月19日移栽，成熟時(shí)分別收獲測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量。所有供試地方稻品種采用的栽培技術(shù)和水肥管理方法與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)相同，土壤類(lèi)型為第四紀(jì)紅壤。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種分別種植6行，每行10株，每個(gè)小區(qū)面積為2.649 m2，單本種植，重復(fù)3次。區(qū)組間走道與小區(qū)間走道均為40 cm，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行。

　　1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

　　各供試材料的室內(nèi)考種與分析在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻科學(xué)研究所進(jìn)行，觀測(cè)記載項(xiàng)目包括：

　　生育時(shí)期：播始?xì)v期、全生育期;

　　產(chǎn)量構(gòu)成因素：各地方稻品種成熟后，在其收獲前1 d，每個(gè)小區(qū)分別按品種分單株取有代表性的稻株10株，待取樣稻株自然風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，室內(nèi)考種項(xiàng)目包括：株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)與秕粒數(shù)、千粒重等。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理

　　利用Excel 2013計(jì)算表型性狀的最小值、最大值、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)及Shannon多樣性指數(shù)，利用SPSS 26.0對(duì)49個(gè)地方稻品種10個(gè)表型性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析，采用平方歐式距離作為聚類(lèi)標(biāo)尺，利用SPSS 26.0對(duì)49個(gè)地方稻品種10個(gè)表型性狀進(jìn)行主成分分析，并計(jì)算綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)F值。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 地方稻品種資源表型形狀的遺傳變異

　　結(jié)果如表2所示，49個(gè)地方稻品種資源表的10個(gè)表型性狀變異范圍均較大，株高的遺傳變異范圍為79.70～121.20 cm，穗長(zhǎng)的遺傳變異范圍為20.08～28.06 cm，每穗總粒數(shù)的遺傳變異范圍為134～274 粒，每穗實(shí)粒數(shù)的遺傳變異范圍為59～195 粒，結(jié)實(shí)率的遺傳變異范圍為41.02%～90.42 %，有效穗數(shù)的遺傳變異范圍為202.92～446.41 萬(wàn)穗/hm2，千粒重的遺傳變異范圍為16.60～28.10 g，實(shí)際產(chǎn)量的遺傳變異范圍為2863.37～14903.03 kg/hm2，播始?xì)v期的遺傳變異范圍為71～82 d，全生育期的遺傳變異范圍為113～124 d，說(shuō)明49個(gè)地方稻品種資源具有良好的遺傳變異性。同時(shí)49份地方稻品種資源表的10個(gè)表型性狀變異系數(shù)值變化范圍為1.84%～24.26%，其中株高、穗長(zhǎng)、播始?xì)v期及全生育期的CV<10 %，品種間的遺傳差異較小，每穗實(shí)粒數(shù)與實(shí)際產(chǎn)量的CV >20 %，說(shuō)明品種間二者性狀具有良好的遺傳變異性，其余表型性狀的CV處于10%～20%范圍內(nèi)，品種間的遺傳差異較好。49個(gè)地方稻品種資源表的10個(gè)表型性狀的Shannon多樣性指數(shù)變化范圍為1.81～2.05，整體指數(shù)分布較高，說(shuō)明各性狀的離散程度大，其多樣性豐富。

　　1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

　　各供試材料的室內(nèi)考種與分析在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻科學(xué)研究所進(jìn)行，觀測(cè)記載項(xiàng)目包括：

　　生育時(shí)期：播始?xì)v期、全生育期;

　　產(chǎn)量構(gòu)成因素：各地方稻品種成熟后，在其收獲前1 d，每個(gè)小區(qū)分別按品種分單株取有代表性的稻株10株，待取樣稻株自然風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，室內(nèi)考種項(xiàng)目包括：株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)與秕粒數(shù)、千粒重等。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理

　　利用Excel 2013計(jì)算表型性狀的最小值、最大值、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)及Shannon多樣性指數(shù)，利用SPSS 26.0對(duì)49個(gè)地方稻品種10個(gè)表型性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析，采用平方歐式距離作為聚類(lèi)標(biāo)尺，利用SPSS 26.0對(duì)49個(gè)地方稻品種10個(gè)表型性狀進(jìn)行主成分分析，并計(jì)算綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)F值。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 地方稻品種資源表型形狀的遺傳變異

　　結(jié)果如表2所示，49個(gè)地方稻品種資源表的10個(gè)表型性狀變異范圍均較大，株高的遺傳變異范圍為79.70～121.20 cm，穗長(zhǎng)的遺傳變異范圍為20.08～28.06 cm，每穗總粒數(shù)的遺傳變異范圍為134～274 粒，每穗實(shí)粒數(shù)的遺傳變異范圍為59～195 粒，結(jié)實(shí)率的遺傳變異范圍為41.02%～90.42 %，有效穗數(shù)的遺傳變異范圍為202.92～446.41 萬(wàn)穗/hm2，千粒重的遺傳變異范圍為16.60～28.10 g，實(shí)際產(chǎn)量的遺傳變異范圍為2863.37～14903.03 kg/hm2，播始?xì)v期的遺傳變異范圍為71～82 d，全生育期的遺傳變異范圍為113～124 d，說(shuō)明49個(gè)地方稻品種資源具有良好的遺傳變異性。同時(shí)49份地方稻品種資源表的10個(gè)表型性狀變異系數(shù)值變化范圍為1.84%～24.26%，其中株高、穗長(zhǎng)、播始?xì)v期及全生育期的CV<10 %，品種間的遺傳差異較小，每穗實(shí)粒數(shù)與實(shí)際產(chǎn)量的CV >20 %，說(shuō)明品種間二者性狀具有良好的遺傳變異性，其余表型性狀的CV處于10%～20%范圍內(nèi)，品種間的遺傳差異較好。49個(gè)地方稻品種資源表的10個(gè)表型性狀的Shannon多樣性指數(shù)變化范圍為1.81～2.05，整體指數(shù)分布較高，說(shuō)明各性狀的離散程度大，其多樣性豐富。

　　2.3 地方稻品種的篩選

　　2.3.1 表型性狀的相關(guān)性分析

　　10個(gè)表型性狀間的關(guān)聯(lián)性比較復(fù)雜，結(jié)果如表4所示，株高與穗長(zhǎng)、全生育期呈極顯著正相關(guān)，與有效穗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與千粒重呈顯著正相關(guān)。穗長(zhǎng)與有效穗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與千粒重呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及實(shí)際產(chǎn)量彼此之間呈極顯著正相關(guān)，有效穗數(shù)同樣與實(shí)際產(chǎn)量及結(jié)實(shí)率呈極顯著正相關(guān)，但與千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明大部分品種全生育期越長(zhǎng)株高越高，且籽粒灌漿程度越好，株高越高可承受的有效穗數(shù)越少。穗長(zhǎng)越長(zhǎng)其灌漿程度越好，籽粒千粒重越重，由水稻自身的承重能力決定有效穗數(shù)會(huì)相應(yīng)的降低。每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及有效穗數(shù)是產(chǎn)量構(gòu)成的決定性因素，4個(gè)表型性狀相對(duì)較好的品種，其最終產(chǎn)量效果越佳。