渝川地方稻种品质性状遗传相关性及聚类分析

雷丽霞 邹玉霞 台琳玉

摘要：研究渝川地区优异地方稻种资源的遗传相关性及稻米品质。对渝川地区81份优异地方稻种的碾米品质和外观品质性状指标进行测定及分析。试验结果表明，资源材料间的品质性状相对稳定，变异系数均小于16%。糙米率与精米率相关系数0.911;糙米长与整精米率相关系数为-0.493;糙米宽相关系数为-0.407;糙米长宽比相关系数为0.836;糙米宽与整精米率相关系数为0.595;糙米长宽比相关系数为-0.834;糙米长宽比与整精米率相关系数为-0.657，均达极显著水平，与前人的研究结果相一致。采用Ward离差平方和法进行聚类分析，当离差平方和取3.75时，可将81份稻种资源分为6个类群，十里香和奇妙香分别单独聚为一类。研究结果表明，多数供试水稻资源的亲缘关系较近，十里香和奇妙香与其他类群的亲缘关系较远，且奇妙香的碾米品质相对较差。

关键词：渝川地区;水稻品种;品质性状;相关性分析;聚类分析

中图分类号： S511.032  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）07-0065-04

水稻（Oryza sativa L.）是我国三大粮食作物（水稻、小麦、玉米）之首[1]。食以米为先，水稻是我国65%以上人口的主食，其中西南地区（重庆市、四川省、云南省、贵州省等地的340多个县、市、区）的水稻年平均种植面积约445万hm2[2]。近30年来，水稻经历了高产育种。在产量不断提高的同时，人们对稻米质量的要求也在逐渐提高，自加入WTO后，国外优质稻米大量进入，尤其是日本和泰国稻米[3]，仅2016年我国大米的净进口量就达313万t，国内种粮成本的大幅上涨，使得我国大米在国际市场上的价格和品质均无明显优势。张昌泉指出，目前我国稻米品质的表现总体偏低，在一定程度上影响其市场竞争力[4]。相关研究表明，气候变化已对中国农业造成了重要影响，且弊大于利，这些不利影响会导致作物品质的下降[5-7]。因此，提高我国稻米市场竞争力迫在眉睫。科研工作者应对稻米进行转型研究，即由过去以产量为主转变为产量与品质并重。稻米碾米品质是育种和栽培中的一项重要指标，直接关系到稻米的经济效益。本研究对渝川地区的81份优异地方水稻资源的碾米品质性状进行相关性及聚类分析，以期为其资源的利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

渝川地区的81份地方稻种资源，编号与名称见表1。

1.2 试验设计

于2011—2012年在重庆市江津地区试验田种植，每份材料种植3行，每行12穴，种植密度株距为 16.7 cm、行距为26.7 cm，每穴插1株带蘖秧，材料间间隔33.33 cm。有机肥与化肥配合施用，重底早追，施纯氮120～150 kg/hm2，N、P、K肥使用比例为6 ∶ 3 ∶ 1，成熟后收获中间行中间10穴稻谷，自然晒干后，再将稻谷种子于40 ℃烘干箱烘干48 h，储存于干燥的环境中备用;并于2012—2013年在重庆师范大学生命科学学院517实验室对水稻材料的品质性状进行分析。

1.3 测定指标与方法

参考农业部米质分析方法（NY1471988《米质测定方法》）对81份资源的糙米率、精米率、整精米率、糙米长、糙米宽、糙米长宽比等碾米品质进行测量。

1.4 数据处理及分析

采用Microsoft Excel软件对数据进行整理及变异系数计算，采用SPSS 13.0软件进行相关性及聚类分析。

2 结果与分析

2.1 品质性状变异分析

参考GB/T 17891—1999《优质稻谷》进行稻米品质性状变异分析，分析结果表明，平均糙米率未达优质米三级标准，仅十里香、开州2号2份资源的糙米率达优质一级标准，占供试材料的2.47%，达二级、三级标准的资源分别只占6.17%、18.52%。平均整精米率也未达优质三级标准，整精米率达一级标准的资源仅有粘稻69-1、197、糯89-1、万恢910，占4.94%;平均糙米长宽比明显高于优质一级标准（≥2.80），而且糙米长宽比为一级标准的资源共41份，占供试资源的 50.62%。从表2可以看出，品种间的糙米率、精米率、糙米长、糙米宽以及糙米长宽比都分布较均匀，变异系数较小，均小于15%，整精米率的变异系数较大，达15.27%。

2.2 品质性状相关性分析

糙米率与精米率呈极显著正相关（0.911），糙米长与糙米宽相关系数为-0.407，糙米长宽比相关系数为 0.836，整精米率与糙米长（相关系数为 -0.493）、糙米宽（相关系数为0.595）、糙米长宽比（相关系数为-0.782）的关系也均达极显著水平（表3）;对碾米品质和外观品质性状进行偏相关性分析，糙米长、糙米长宽比对糙米率、精米率、整精米率有负向作用，糙米宽对糙米率、精米率、整精米率反而有正向作用（表4）。稻种的外观性状会影响其碾米品质的性状。

2.3 品质性状的聚类分析

本研究采用Ward法对稻种资源进行聚类分析。当离差平方和取3.75时，供试地方稻种资源划可划分为6个类群，分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。其中Ⅰ类群31份资源，占38.27%;Ⅲ类群19份资源，占23.46%;Ⅳ类群16份，占19.75%;Ⅴ类群13份，占16.05%;十里香和奇妙香分别单独聚为Ⅱ、Ⅵ类。聚类分析结果表明，供试资源的遗传亲缘关系较近，但十里香、奇妙香与其他稻种资源遗传亲缘关系较远（图1）。

81份水稻资源各类群的6个品质性状（图2）显示，Ⅰ类群糙米率、精米率、整精米率及糙米宽较高，平均值分别为75.87%、65.19%、51.95%、0.25 cm，其中此类群中涪引3号的精米率（74.10%）和糯89-1的整精米率（63.59%）、糙米宽（0.30 cm）均占供试材料之首，但此类资源的糙米宽（0.23 cm）较小;Ⅲ类群平均糙米长（0.67 cm）明显低于其他类群;Ⅱ、Ⅵ分别只有1份资源，其中十里香的糙米率（88%）在所有供试资源中最高，奇妙香的糙米率（37%）、精米率（36.78%）、整精米率（21.83%）在所有供試资源中最低。

3 結论与讨论

梁庆平等对早籼杂交组合稻米的碾米品质和外观品质指标分析表明，在碾米品质的3项性状糙米率、精米率、整精米率中整精米率变异系数最大[8]，本研究结果同其一致。米质变异的一部分原因在于遗传，而另一原因可能与环境温度等因素有关[9]。而且粒型（粒长、粒宽、粒长宽比）受环境因素的影响不大，主要是受遗传影响且由多个基因来控制调控[10-17]。

Hussain等利用100份地方陆稻资源对品质间的遗传相关性研究发现，糙米率与精米率相关系数为0.470，达极显著水平[18]。李欣等研究128份水稻资源的品质后也发现稻米碾米品质间呈极显著正相关[19]。而任鄄胜等应用表型主成分分析法，对2001—2002年四川省区试的14份水稻新品种资源的品质性状进行分析表明，糙米率与精米率相关系数为0.442，呈显著正相关，整精米率与糙米率相关系数为 -0.448， 呈显著负相关[20]。本研究结果中糙米率与精米率（相关系数为0.911）整精米率与糙米率（相关系数为0.428）相关关系也达极显著水平，与前者研究结果相一致，而整精米率与精米率（相关系数为0.404）的相关性与前人研究不一致，说明稻米品质性状间存在错综复杂的相关关系。武小金等对品质性状间的相关性研究发现，糙米率与粒长相关系数为0.621、长宽比相关系数为-0.443，达极显著水平，而与粒宽相关系数为0.113，相关性不显著[21]。杨联松等在分析17份资源粒形与稻米品质间的相关性认为，粒长与糙米率相关系数为-0.783、精米率相关系数为-0.694、整精米率相关系数为-0.704、均达极显著负相关;而粒宽与糙米率相关系数为0.698、精米率相关系数为0.628、整精米率相关系数为0.471呈极显著正相关;长宽比与糙米率相关系数为 -0.805、精米率相关系数为-0.721、整精米率相关系数为 -0.607，均呈极显著负相关[22]。本研究结果中外观品质性状与整精米率的关系均达极显著水平，同前人研究一致。外观品质性状与糙米率的关系不显著。

朱振华等对12份云南高原粳稻资源品质性状及品种聚类分析研究发现，供试资源的遗传背景较近，遗传基础狭窄[23]。任鄄胜等对14份杂交水稻资源稻米品质性状的相关性及聚类分析研究发现，参试资源的遗传距离较近[20]。本研究结果发现81份水稻资源的亲缘关系也较近，仅十里香、奇妙香与其他类群的亲缘关系较远，且奇妙香碾米品质相对较差。亲缘关系是水稻品质育种难以突破的重要原因[20，23]，目前我国对稻种资源的研究还不够深入[24-25]。因此，在水稻品质育种中应大力挖掘优异的稻种资源， 利用多样性的遗传资

源，拓宽遗传背景，进行亲本创新研究，对丰富我国稻种资源及提高稻米品质有一定的现实意义。

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