水稻單株產量相關性狀的相關性及其通徑分析

張進帥 黃翠紅 王慧 黃明 郭濤 肖武明 陳志強 劉永柱

摘要：通過對水稻產量相關性狀的相關性和通徑分析，為水稻的單株選擇提供理論指導。利用SPSS 19.0和Excel 2010對水稻產量相關數據進行相關性、遺傳力和通徑系數分析。研究表明，有效穗數、每穗總粒數、結實率和千粒質量對產量均存在顯著或極顯著正相關，通過直接或間接作用對產量產生影響。11個農藝性狀中有效穗數、結實率、千粒質量對產量的直接通徑系數大，呈顯著正相關。有效穗數、結實率遺傳變異系數較大，可在性狀穩定的高世代選擇，排除干擾;千粒質量遺傳變異系數較小，不易受環境影響，可在早世代選擇。株高、劍葉長、穗長均對產量產生正向影響，株高對產量產生直接影響，劍葉長和穗長通過影響其他性狀間接影響產量，且遺傳變異系數小，可在早世代選擇。

關鍵詞：水稻;單株產量;農藝性狀;通徑分析;相關性

中圖分類號： S511.03文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）18-0108-06

收稿日期：2018-05-19

基金項目：國家重點研發計劃（編號：2016YFD0101102）。

作者簡介：張進帥（1994—），男，河北邢臺人，碩士研究生，主要從事水稻育種研究。E-mail：1092137803@qq.com。

通信作者：劉永柱，博士，副研究員，主要從事水稻育種研究。Tel：（020）38604903;E-mail：lively@scau.edu.cn。

水稻是全世界2/3人口的口糧[1]，我國每年水稻種植面積3 000萬hm2左右，年均總產量2億t以上，約占世界稻谷產量的35%。據預測，至2020年，我國需新增糧食5 000萬t才能滿足人們需要，在新增糧食中水稻要占到30%以上[2]。在目前耕地水平不變的情況下，只有通過提高水稻單位面積產量才能完成目標，所以高產依然是我國水稻生產不變的目標[3]。水稻的產量是由有效穗數、每穗粒數、千粒質量等多個農藝性狀構成的復雜農藝性狀[4]。明確不同性狀對單株產量的影響，對水稻高產育種有重要意義。

本研究以3個不育系配制的57個雜交組合為研究對象，通過相關分析和通徑分析考察產量相關性，為水稻高產育種提高參考。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

以華南農業大學國家植物航天育種工程技術研究中心自育的3個不育系航1A、航3A、航5A為母本，19個測交材料為父本。

1.2?試驗設計

試驗于2017年7月22日播種，8月7日插秧在華南農業大學校內露天農場（113.34°E、23.16°N），按照不完全雙列雜交設計（NC Ⅱ），配制3×19共57個雜交組合。隨機區組排列，2次重復，單本種植，小區面積1 m2，株行距20 cm，田間管理同一般生產大田。播種次日到抽穗1/3的當天計為播始歷期。2017年11月1日材料成熟，從每個小區中間行選取3株有代表性的植株進行考種，考察性狀有株高、單株有效穗數、穗長、每穗總粒數、每穗實粒數、結實率、千粒質量、單株粒質量等11個性狀。

1.3?數據處理與分析

根據莫惠棟等的統計原理與方法[5-7]，利用Excel 2010和SPSS 19.0軟件系統進行數據分析，估算出各性狀的相關性、遺傳力、通徑系數。

2?結果與分析

2.1?各農藝性狀數據統計

經田間調查統計和考種觀察，57個雜交組合的11個農藝性狀觀測值及其最大值、最小值、平均值、標準差、變異系數等見表1。

2.2?農藝性狀間相關性分析

從表2可以看出，單株產量與其他主要農藝性狀的相關程度是有效穗數>結實率>千粒質量>穗長>劍葉長>株高;與劍葉寬、播始歷期、每穗總粒數、每穗實粒數呈負相關，其負相關程度是劍葉寬>每穗總粒數>每穗實粒數>播始歷期。說明通過劍葉寬、每穗總粒數、每穗實粒數和播始歷期來改良單株產量有一定的難度。通過改變有效穗數、結實率、千粒質量、穗長、劍葉長和株高對提高單株產量有一定的促進作用，其中株高、劍葉長、穗長與單株產量相關性不顯著，有效穗數、結實率、千粒質量與單株產量的相關性呈顯著或極顯著正相關。播始歷期與株高、每穗總粒數、每穗實粒數呈顯著或極顯著正相關，與有效穗數呈顯著負相關;與結實率呈極顯著負相關;株高與劍葉長呈顯著正相關;劍葉長與穗長呈極顯著正相關;有效穗數與結實率呈顯著正相關，與每穗總粒數和每穗實粒數呈極顯著負相關;每穗總粒數與每穗實粒數呈極顯著正相關，與結實率呈極顯著負相關，與千粒質量呈顯著負相關;每穗實粒數與結實率呈極顯著負相關，與千粒質量呈顯著負相關。結果表明，劍葉寬與播始歷期對有效穗數和結實率有抑制作用，而株高又與播始歷期呈極顯著正相關，在早代單株選擇中，可以選擇株高適宜、劍葉寬較小和播始歷期適宜的、多穗的株型，提高單株產量。

2.3?遺傳力和遺傳變異系數分析

由表3可知，廣義遺傳力由大到小的順序為播始歷期>劍葉寬>株高>結實率>每穗總粒數>千粒質量>每穗實粒數>穗長>單株產量>有效穗數>劍葉長;狹義遺傳力由大到小的順序為播始歷期>株高>劍葉寬>每穗總粒數>千粒質量>結實率>穗長>每穗實粒數>有效穗數>單株產量> 劍葉長。播始歷期、株高、劍葉寬、每穗總粒數、結實率這5個性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力都較大，表明這5個性狀主要受遺傳因素控制，受環境影響小;有效穗數和劍葉長的廣義遺傳力和狹義遺傳力均較小，說明這2個性狀受環境因素較大;狹義遺傳力較大的性狀更能穩定地遺傳給后代。11個性狀的遺傳變異系數在1.84%～23.32%，其中遺傳變異系數最高的是結實率，為23.32%，最低的是千粒質量，為1.84%。數據表明以上性狀遺傳受加性效應和非加性效應共同影響，且以加性效應為主，這與前人的研究結果[8-10]基本一致。播始歷期、株高、劍葉寬、千粒質量遺傳力較高，遺傳變異系數較低，適合早世代選擇。