粳稻种质资源产量性状和籽粒矿质营养品质综合评价

【作者】 刘阳； 杜怀东； 孙志勇； 马伟； 田蕾； 李培富；

【机构】 宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室；

【摘要】 【研究背景】随着时代的发展和人民生活水平的提高,我国水稻育种经历了矮化育种、杂种优势利用和超级稻培育三次飞跃,育种目标从产量到高抗、优质和高产并重,育种理念实现了从高产优质逐步提升为少投入、多产出、环境友好的转变。水稻的产量和矿质营养品质都是培育高产优质水稻新品种的关键因素。尽管科学家们已经在水稻产量和矿质营养品质上进行了大量研究,但是由于水稻的产量和矿质元素含量是一对矛盾的性状,在种质筛选和育种中如何协调二者之间的关系仍是一个难题。评价和筛选高产优质水稻种质,可为水稻新品种选育提供优异亲本或中间材料。【材料与方法】通过测定139份粳稻种质资源8个产量相关性状(株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、单穗粒重、结实率和着粒密度)和6个籽粒矿质营养品质相关性状(锌含量、铁含量、钙含量、镁含量、铜含量和锰含量),利用相关性分析和主成分分析等多元统计学方法,综合评价粳稻种质产量和矿质营养品质。【结果与分析】株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、单穗粒重相互之间均呈极显著正相关,矿质元素含量彼此之间呈不同程度的正相关,籽粒锌和镁含量与单穗粒重分别呈显著和极显著负相关。产量性状和矿质营养品质性状的主成分分析均提取到3个主成分,累计贡献率分别为78.432%和71.697%,从中筛选到了4个产量关键性状(株高、每穗总粒数、每穗实粒数和着粒密度)和5个矿质营养品质关键性状(锌、铁、钙、镁和锰元素含量)。结合产量和矿质营养品质综合性评价结果,共筛选到Hungarian No.1和牡10-815两份高产且矿质元素含量较高的种质。这两份种质在139份种质产量性状和矿质营养品质的综合评价排名中,均位居前20名,可用作高产、高矿物质育种的亲本种质或中间材料。聚类分析结果显示,139份粳稻种质资源可划分为4大类群。其中类群Ⅰ仅包含有2份种质,分别为Hungarian No.1和东北小粒种,这两个种质是矿质营养品质综合评价的前2名,矿质营养含量最高。类群Ⅱ包含有41份种质,该类群的锌含量相对较高,但是产量相关性状表现较差。类群Ⅲ是种质数量最大的类群,共有69份种质,类群Ⅳ则有27份种质。类群Ⅲ和Ⅳ均表现为产量性状表现较好,但类群Ⅲ的矿质营养含量相对较低,而类群Ⅳ的锰含量和钙含量相对较高。【结论】对139份种质资源的8个产量相关性状和6个籽粒矿质元素含量分别进行主成分分析,筛选到株高、每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度4个产量相关的关键性状以及籽粒锌、铁、钙、锰、镁元素含量5个矿质营养品质的关键性状。结合产量和矿质营养品质综合性评价结果,共筛选到Hungarian No.1和牡10-815两份高产且矿质元素含量较高的种质。更多还原