中圖分類號: S511.2AA+10.32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1002-1302(2025)11-0059-14
稻米品質(zhì)是一個復(fù)雜性狀,主要包含碾米、外觀、蒸煮食味及營養(yǎng)衛(wèi)生品質(zhì)4個方面[1]。稻米品質(zhì)除受品種自身遺傳因素的影響外,還受環(huán)境因素、種植方式、施肥水平、病蟲草害、收獲時期、干燥方式和儲藏加工條件等的影響[2-9]。前人的研究表明,同一水稻品種在不同環(huán)境下種植的稻米品質(zhì)表現(xiàn)出顯著差異。如日本水稻品種越光在日本新瀉縣種植時,其稻米品質(zhì)優(yōu);而在我國揚(yáng)州地區(qū)種植時,其稻米品質(zhì)明顯下降[10]。從斯里蘭卡引進(jìn)的優(yōu)質(zhì)水稻品種在四川雅安地區(qū)種植后,其食味品質(zhì)也出現(xiàn)一定程度的降低[11]。隨著生活水平的提高,消費(fèi)者對稻米品質(zhì)的要求也越來越高,然而早期選育的雜交稻品種在稻米品質(zhì)方面普遍較差,主要體現(xiàn)在整精米率偏低、堊白粒率和堊白度較高以及蒸煮食味品質(zhì)較差等方面[12]。因此,提高雜交稻的稻米品質(zhì)已成為目前水稻育種的主要目標(biāo)。
敖雁等研究認(rèn)為,由于雜交稻的稻米實(shí)際是 F2 代,為分離世代,因此親本稻米品質(zhì)的優(yōu)劣及親本米質(zhì)性狀間的差異均影響雜交組合的稻米品質(zhì)[13]。王豐等研究認(rèn)為,雜交稻的稻米品質(zhì)由雙親共同決定[14]。鄒小云等研究表明,在優(yōu)質(zhì)雜交稻組合選配中,應(yīng)注重親本的選擇,雙親性狀優(yōu)良且互補(bǔ)則有利于優(yōu)質(zhì)后代的形成[15]。因此,選育優(yōu)質(zhì)雜交稻的主要策略是篩選稻米品質(zhì)優(yōu)良、雙親稻米品質(zhì)理化指標(biāo)差異較小、綜合性狀優(yōu)良、配合力強(qiáng)、遺傳力大的親本進(jìn)行配組,以確保雜交后代具備高品質(zhì)且在稻米品質(zhì)性狀上分離較小的特性[16]
望S、B621S是湖南希望種業(yè)科技股份有限公司選育的兩用核不育系,其中望S具有高異交特性,作為“水稻高異交率溫敏核不育系與強(qiáng)優(yōu)勢組合的選育及其應(yīng)用”的主要支撐材料之一,于2022年獲湖南省科技進(jìn)步一等獎;N111S是湖南雜交水稻研究中心選育的兩用核不育系;C023S是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的兩用核不育系,這4個不育系均含有培矮64S血緣。為研究這4個型水稻兩用核不育系所配組合的稻米品質(zhì)情況,以其與8個優(yōu)質(zhì)恢復(fù)系按不完全雙列雜交配制的32個組合為材料,分析供試組合在海南省三亞市、湖南省長沙市兩地種植的碾米、外觀和蒸煮品質(zhì)的表現(xiàn)及兩地種植間的差異,以期為上述不育系的配組與應(yīng)用提供參考。
1材料與方法
1.1 供試材料
望S、N111S、B621S、CO23S與KDML105、粵禾絲苗、粵晶絲苗、桂晶絲苗、黃莉絲苗、黃廣華占、華航48號、象牙香占配組的32個雜交組合,由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻科學(xué)研究所提供。
1.2 材料種植
海南三亞種植:恢復(fù)系KDML105所配組合于2021年12月1日播種,12月21日移栽;其余組合于2021年11月25日播種,12月15日移栽。長沙作一季晚稻種植:恢復(fù)系KDML105所配組合于2022年6月1日播種,6月22日移栽,其余組合于
2022年5月25日播種,6月15日移栽。隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計,2次重復(fù),每小區(qū)種植48株,移栽規(guī)格為20cm×20cm 。整個生育期依照當(dāng)?shù)仄胀ㄌ镩g管理措施進(jìn)行管理,記錄各品種始穗期、齊穗期、成熟期。黃熟后收獲(抽穗后 30~40d ),將小區(qū)中間的24株稻人工收割、脫粒后保存,為防止收種及后續(xù)處理過程中的污染,收獲后的稻谷立即裝人網(wǎng)袋中,再將稻谷晾干至水分為 13% 左右,待理化性質(zhì)穩(wěn)定后,進(jìn)行稻米品質(zhì)性狀的測定。
1.3 測定項目與方法
1.3.1碾米品質(zhì)的測定糙米率、精米率的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5495—2008《糧油檢驗稻谷出糙率檢驗》;整精米率的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21719—2008《稻谷整精米率檢驗法》。
1.3.2外觀品質(zhì)的測定整精米的粒長、粒寬、長寬比、堊白粒率、堊白度等參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T2334—2013《稻米整精米率、粒型、堊白粒率、堊白度及透明度的測定圖像法》,用萬深SC-E大米外觀品質(zhì)掃描儀測定。
1.3.3蒸煮品質(zhì)的測定膠稠度的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22294—2008《糧油檢驗大米膠稠度的測定》;直鏈淀粉含量的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測定》;堿消值的測定參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY147—1988《米質(zhì)測定方法》。
1.3.4 定級依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T593—2021《食用稻品種品質(zhì)》進(jìn)行定級。
1.4數(shù)據(jù)處理
1.4.1米質(zhì)性狀相對穩(wěn)定性的計算相對穩(wěn)定性(RS) σ=σ (海南三亞種植測定值-湖南長沙種植測定值)/湖南長沙種植測定值 ×100% 。
1.4.2數(shù)據(jù)分析試驗原始數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel2010進(jìn)行處理,利用數(shù)據(jù)分析軟件DPS7.55進(jìn)行方差分析、穩(wěn)定性分析、配合力分析和遺傳力分析。參照莫惠棟的方法[17]計算特殊配合力效應(yīng)方差。
2 結(jié)果與分析
2.1供試組合稻米品質(zhì)性狀分析
2.1.1碾米品質(zhì)表現(xiàn)由圖1可知,4個不育系中,海南三亞種植的N111S所配8個組合中有6個組合的碾米品質(zhì)達(dá)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T593—2021)優(yōu)質(zhì)二級;望S所配組合中有6個組合的碾米品質(zhì)達(dá)優(yōu)質(zhì)二級。湖南長沙種植的N111S所配8個組合中除N111S/KDML105外,其余7個組合的碾米品質(zhì)達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn);望S所配組合中有6個組合的碾米品質(zhì)達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果說明,不育系N111S和望S所配組合的碾米品質(zhì)較好。8個恢復(fù)系中,海南三亞種植的象牙香占、華航48號所配4個組合的碾米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn);黃廣華占、黃莉絲苗、粵禾絲苗、粵晶絲苗所配4個組合中有3個組合的碾米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn);KDML105所配4個組合中的碾米品質(zhì)均未達(dá)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。湖南長沙種植的粵晶絲苗、黃莉絲苗、桂晶絲苗所配4個組合的碾米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn);粵禾絲苗、黃廣華占、華航48號所配4個組合中有3個組合的碾米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn);KDML105所配4個組合的碾米品質(zhì)均未達(dá)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果說明,華航48號、黃廣華占、黃莉絲苗、粵禾絲苗、粵晶絲苗所配組合的碾米品質(zhì)較好,KDML105所配組合的碾米品質(zhì)較差。
2.1.2外觀品質(zhì)表現(xiàn)由圖2-a、圖2-b、圖2-c可知,供試材料兩地的粒長與粒寬的趨勢基本一致。其中,海南三亞種植組合的粒長與粒寬普遍高于在湖南長沙種植的組合,長寬比普遍低于在湖南長沙種植的組合。
由圖2-d、圖2-e可知,供試材料兩地的堊白粒率與堊白度的趨勢基本一致。其中,海南種植的不育系C023S組合的平均堊白度最低,8個組合中有1個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)一級標(biāo)準(zhǔn),6個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),1個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);其次是不育系N111S所配組合,8個組合中有1個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)一級標(biāo)準(zhǔn),3個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),4個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);B621S所配組合的堊白度最高,8個組合中有4個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),其余4個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)。湖南長沙種植的不育系N111S所配8個組合中有6個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),2個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);其次是不育系C023S所配組合,8個組合中有3個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),4個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);不育系B621S所配組合的平均堊白度最高,只有6個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn),沒有組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級及以上標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明,不育系C023S、N111S所配組合的外觀品質(zhì)較好。
8個恢復(fù)系中,在海南三亞種植的粵禾絲苗、KDML105、粵晶絲苗所配組合的平均堊白度均較低,4個組合均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級及以上標(biāo)準(zhǔn)。湖南長沙種植的恢復(fù)系粵晶絲苗所配組合的平均堊白度最低,4個組合中有2個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),2個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);其次是粵禾絲苗所配組合,4個組合中有1個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),3個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);KDML105所配組合的堊白度最高,4個組合中只有1個組合達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),其余3個組合均未達(dá)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果說明,恢復(fù)系粵晶絲苗和粵禾絲苗所配組合的外觀品質(zhì)較好(圖2)。
2.1.3蒸煮品質(zhì)表現(xiàn)由圖3可知,4個不育系中,N111S、C023S、望S所配組合的平均直鏈淀粉含量較低,海南三亞和湖南長沙種植的除與桂晶絲苗所配組合的直鏈淀粉含量高于 20% 外,其余組合的直鏈淀粉含量在海南三亞種植的均低于 17% ,湖南長沙種植的均低于 15% ;不育系B621S所配組合的直鏈淀粉含量較高。N111S所配組合在兩地種植的堿消值較高,望S所配組合的較低。4個不育系所配組合在兩地種植的膠稠度均較高,除海南三亞種植的C023S/桂晶絲苗、湖南長沙種植的N111S/桂晶絲苗、望 ΔS/Δ 桂晶絲苗的膠稠度為 56mm 外,其余組合兩地種植的膠稠度均大于 60mm 。8個恢復(fù)系中,桂晶絲苗所配組合兩地種植的直鏈淀粉含量均高于 20% ;其余7個恢復(fù)系除與B621S所配組合兩地種植的直鏈淀粉含量均高于 20% 外,其余組合的直鏈淀粉含量均較低。象牙香占所配組合兩地種植的堿消值較低。桂晶絲苗所配組合兩地種植的平均膠稠度較低。結(jié)果說明,不育系B621S、恢復(fù)系桂晶絲苗所配組合的直鏈淀粉含量較高。
2.2供試組合稻米品質(zhì)性狀穩(wěn)定性分析
2.2.1海南三亞和湖南長沙2地種植稻米品質(zhì)性狀聯(lián)合方差分析對海南三亞與湖南長沙2 地種植的稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行方差分析,結(jié)果(表1)顯示,除粒長外,品種、地點(diǎn)、品種與地點(diǎn)互作均對碾米品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)等其余10個性狀有極顯著影響;地點(diǎn)對粒長無顯著影響。
2.2.2兩地之間稻米品質(zhì)比較分析對供試組合在海南三亞和湖南長沙兩地種植的稻米品質(zhì)性狀的相對穩(wěn)定性進(jìn)行分析(表2)。供試組合碾米品質(zhì)中的糙米率、精米率在海南三亞和湖南長沙種植間的平均變幅為正值,26個組合在海南三亞種植的糙米率高于湖南長沙,25個組合在海南三亞種植的精米率高于湖南長沙;整精米率在海南三亞和湖南長沙種植間的平均變幅為負(fù)值。外觀品質(zhì)中的堊白粒率、堊白度在海南三亞和湖南長沙種植間的變幅均為負(fù)值,其中N111S/象牙香占、N111S/黃廣華占等6個組合在海南三亞種植的堊白粒率高于湖南長沙,N111S/黃廣華占、N111S/黃莉絲苗等8個組合在海南三亞種植的堊白度高于湖南長沙。蒸煮品質(zhì)中的直鏈淀粉含量、膠稠度在海南三亞和湖南長沙種植間的平均變幅為正值,堿消值的平均變幅為負(fù)值。上述結(jié)果說明,湖南長沙種植的整精米率和蒸煮品質(zhì)優(yōu)于海南三亞種植的,外觀品質(zhì)卻差于海南三亞種植的,可能是因為在湖南長沙作一季晚稻種植,灌漿成熟期溫度稍高一些,籽粒充實(shí)度更好。
N111S、望S所配組合整精米率的平均變幅較小,N111S所配組合的堊白粒率、堊白度的平均變幅最小,B621S所配組合的直鏈淀粉含量的平均變幅最小,C023S、望S所配組合的堿消值的平均變幅較小,N111S、C023S所配組合的膠稠度的平均變幅較小。
2.2.3兩地之間稻米品質(zhì)穩(wěn)定性評價由表3可知,N111S/粵禾絲苗、望 s/ 粵禾絲苗、N111S/黃莉絲苗、C023S/黃莉絲苗、望S/黃莉絲苗、B621S/黃廣華占、望S/黃廣華占、望S/華航48號的碾米品質(zhì)在不同地點(diǎn)種植的穩(wěn)定性較好;B621S/KDML105、望S/KDML105、B621S/粵晶絲苗、B621S/黃廣華占、望S/黃廣華占、B621S/華航48號、B621S/象牙香占、B621S/桂晶絲苗、N111S/桂晶絲苗、望S/桂晶絲苗的外觀品質(zhì)在不同地點(diǎn)種植的穩(wěn)定性較好;B621S/粵禾絲苗、N111S/粵禾絲苗、N111S/粵晶絲苗、N111S/黃莉絲苗、N111S/黃廣華占、B621S/華航48號、N111S/華航48號的蒸煮品質(zhì)在不同地點(diǎn)種植的穩(wěn)定性較好。結(jié)果說明,望S、N111S、粵禾絲苗、黃莉絲苗、黃廣華占所配組合碾米品質(zhì)的穩(wěn)定性較好,B621S、望S、桂晶絲苗所配組合外觀品質(zhì)的穩(wěn)定性較好,N111S、粵禾絲苗、華航48號所配組合蒸煮品質(zhì)的穩(wěn)定性較好。
依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T593—2021)對稻米品質(zhì)進(jìn)行綜合定級,海南三亞種植的N111S所配8個組合中有2個組合的米質(zhì)達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn)、3個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn),C023S所配組合中有3個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn),望S所配組合中有1個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)。湖南長沙種植的N111S組合中有1個達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),4個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);B621S所配組合中有5個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);C023S所配組合中1個達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),2個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn),望S所配組合中有2個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)。海南三亞種植的恢復(fù)系粵禾絲苗和華航48號所配的4個組合中有1個組合的米質(zhì)達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),2個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);黃莉絲苗所配組合中有2個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);黃廣華占所配組合中有1個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)。湖南長沙種植的黃莉絲苗所配組合中有2個達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn),1個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);粵禾絲苗和粵晶絲苗所配組合中有3個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);華航48號和桂晶絲苗所配組合中有2個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn);黃廣華占所配組合中有1個達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)。總的來說,不育系N111S和恢復(fù)系粵禾絲苗、華航48號、黃莉絲苗所配組合的米質(zhì)較好。其中N111S/粵禾絲苗、N111S/粵晶絲苗、N111S/黃莉絲苗、N111S/黃廣華占、N111S/華航48號、C023S/黃莉絲苗和望S/粵禾絲苗組合在海南三亞和湖南長沙兩地種植的稻米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn),其中N111S所配8個組合中有5個,說明N111S所配組合稻米品質(zhì)優(yōu)且穩(wěn)定性好。
2.3稻米品質(zhì)性狀的配合力分析
2.3.1配合力方差分析對供試組合在海南三亞和湖南長沙兩地種植的稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行配合力分析,結(jié)果(表4)表明,11個稻米品質(zhì)性狀在兩地種植組合間的差異均達(dá)極顯著水平,表明各性狀間存在顯著的遺傳差異。除湖南長沙點(diǎn)的恢復(fù)系糙米率、膠稠度的一般配合力方差以及不育系的糙米率、精米率、膠稠度的一般配合力方差未達(dá)到顯著水平外,其余品質(zhì)性狀的不育系和恢復(fù)系的一般配合力方差均達(dá)到顯著水平。除精米率、堊白度外,兩地9個稻米品質(zhì)性狀的特殊配合力方差均達(dá)顯著水平,說明糙米率、膠稠度主要受親本非加性效應(yīng)的影響,其余品質(zhì)性狀既受親本加性效應(yīng)的影響又受非加性效應(yīng)的影響。除糙米率和膠稠度外的9個稻米品質(zhì)性狀,兩地的一般配合力方差均高于特殊配合力方差,說明這9個性狀受親本加性效應(yīng)的影響更大;其中精米率、整精米率的恢復(fù)系一般配合力方差顯著大于不育系,說明其主要受恢復(fù)系基因加性效應(yīng)的影響。堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、堿消值的不育系一般配合力方差大于恢復(fù)系,說明這4個性狀受不育系的影響更大。
2.3.2不育系一般配合力效應(yīng)值和特殊配合力方差分析 由表5可知,4個不育系中,C023S兩地精米率的一般配合力均為正效應(yīng),說明其能配出精米率較高的雜交組合;N111S、望S的兩地整精米率的一般配合力均為正效應(yīng),說明其能配出提高整精米率較高的雜交組合;B621S、N111S、望S的兩地長寬比的一般配合力效應(yīng)均為正效應(yīng),說明其能提高所配雜交組合的長寬比;N111S、C023S的兩地堊白度的一般配合力效應(yīng)為負(fù)效應(yīng),說明其能配出外觀品質(zhì)好的雜交組合;C023S、N111S、望S的兩地直鏈淀粉含量的一般配合力效應(yīng)均為負(fù)效應(yīng),說明其有利于所配雜交組合直鏈淀粉含量的降低;N111S的兩地堿消值的一般配合力效應(yīng)為正效應(yīng),說明其有利于所配雜交組合堿消值的提高。結(jié)果說明,不育系N111S在碾米、外觀、蒸煮品質(zhì)上具有較好的一般配合力,容易配出稻米品質(zhì)優(yōu)的雜交組合。
由表6可知,4個不育系的糙米率、精米率、粒長、粒寬、長寬比性狀在兩地的親本特殊配合力方差均差異不大,說明這5個性狀這些親本在配組時可能不會出現(xiàn)極端的雜交組合。而除N111S整精米率的特殊配合力方差有兩地均較小外,其余3個不育系的堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、堿消值、膠稠度5個性狀的特殊配合力方差均較大,說明這3個不育系在與其他親本雜交時,可出現(xiàn)偏離由一般配合力效應(yīng)所估計的較極端后裔。
2.3.3 恢復(fù)系一般配合力效應(yīng)值和特殊配合力方差分析 由表7可知,恢復(fù)系粵禾絲苗、粵晶絲苗、黃廣華占、桂晶絲苗的兩地精米率的一般配合力效應(yīng)為正效應(yīng),說明其能配出精米率較高的雜交組合;黃莉絲苗、黃廣華占、華航48號的兩地整精米率的一般配合力效應(yīng)為正效應(yīng),說明其能配出整精米率較高的雜交組合;象牙香占的兩地長寬比的一般配合力效應(yīng)為正效應(yīng),說明其能提高所配雜交組合的稻米長寬比;粵禾絲苗、粵晶絲苗的兩地堊白粒率和堊白度的一般配合力負(fù)效應(yīng)值大,說明其能配出外觀品質(zhì)較好的雜交組合;除粵晶絲苗、桂晶絲苗外,其余6個恢復(fù)系的兩地直鏈淀粉含量的一般配合力效應(yīng)均為負(fù)效應(yīng),說明其有利于降低所配雜交組合直鏈淀粉含量。除粵晶絲苗、象牙香占、黃廣華占外,其余5個恢復(fù)系的兩地堿消值的一般配合力效應(yīng)均為正效應(yīng),說明其有利于所配雜交組合堿消值的提高。綜合來看,粵禾絲苗、粵晶絲苗有利于提高其雜交后代的外觀品質(zhì),有較好的育種價值。
由表8可知,8個恢復(fù)系的糙米率、精米率、粒長、粒寬、長寬比性狀在兩地的親本特殊配合力方差均差異不大,且均較小,說明這些恢復(fù)系配組時在這5個性狀上可能不會出現(xiàn)極端雜交組合。除KDML105、粵晶絲苗的整精米率和黃廣華占、華航48號的直鏈淀粉含量在兩地的特殊配合力方差均較小外,其他恢復(fù)系在整精米率、堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、堿消值、膠稠度性狀上的特殊配合力效應(yīng)方差均較大,說明上述恢復(fù)系在與其他親本雜交時,可能會出現(xiàn)偏離由一般配合力效應(yīng)所估計的較極端的后裔。
2.4稻米品質(zhì)性狀的遺傳力分析
由表9可知,除精米率、堊白度和湖南長沙點(diǎn)的糙米率外,其余稻米品質(zhì)性狀在兩地的廣義遺傳力均較高。海南三亞11個稻米品質(zhì)性狀的狹義遺傳力變幅為 37.65%~94.90% ,從大到小依次為長寬比 gt; 粒長 gt; 直鏈淀粉含量 gt; 粒寬 gt; 堿消值 gt; 整精米率 gt; 膠稠度 gt; 精米率 gt; 堊白粒率 gt; 糙米率 gt; 堊白度;湖南長沙11個稻米品質(zhì)性狀的狹義遺傳力變幅為 18.49%~96.01% ,從大到小依次為直鏈淀粉含量 gt; 長寬比 gt; 粒長 gt; 堊白粒率 gt; 粒寬 gt; 堊白度 gt; 整精米率 gt; 堿消值 gt; 精米率 gt; 糙米率 gt; 膠稠度。其中長寬比、粒長、直鏈淀粉含量3個性狀兩地的狹義遺傳力均大于 80% ,屬于高遺傳力性狀,表明這3個性狀主要受加性基因控制,受環(huán)境影響小。
3討論與結(jié)論
稻米品質(zhì)的形成受水稻品種自身遺傳特性和栽培環(huán)境的共同影響。水稻生長過程中,不同移栽期和收獲期經(jīng)歷的溫度、光照等氣候條件存在顯著差異,會對稻米品質(zhì)產(chǎn)生較大影響[18]。呂文俊等研究表明,移栽和收獲時間的變化會引起抽穗至收獲期間的積溫發(fā)生顯著變化,不僅影響水稻的生長發(fā)育,還會對稻米品質(zhì)造成直接影響,具體表現(xiàn)在外觀品質(zhì)、整精米率以及蛋白質(zhì)含量上[19]。劉景玉認(rèn)為,水稻種植地點(diǎn)的不同也會對稻米的品質(zhì)產(chǎn)生影響[20]。因此,要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)稻米,除選擇優(yōu)良品種外,還需選擇晝夜溫差大、光照好、灌溉方便等適宜優(yōu)質(zhì)稻生長的地區(qū)進(jìn)行種植[21-22]。本研究對海南三亞、湖南長沙兩地種植的稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行聯(lián)合方差分析,結(jié)果表明,除粒長外,品種、地點(diǎn)、品種與地點(diǎn)互作均對糙米率、精米率、整精米率、長寬比、粒長、粒寬、堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、堿消值、膠稠度等10項稻米品質(zhì)性狀有極顯著影響。其中湖南長沙種植的碾米品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)總體優(yōu)于海南三亞種植的,外觀品質(zhì)劣于海南三亞種植的,這可能是由于在湖南長沙是作一季晚稻種植,灌漿成熟期溫度稍高些的緣故,說明除種植地點(diǎn)外,灌漿成熟期的溫度對稻米品質(zhì)也產(chǎn)生了較大影響。
雜交稻的稻米品質(zhì)受雙親的影響,要選育優(yōu)質(zhì)的雜交稻須先對親本所配組合的稻米品質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)分析,了解其在稻米品質(zhì)性狀上的遺傳規(guī)律。本研究對4個粘型水稻兩用核不育系和8個優(yōu)質(zhì)恢復(fù)系所配組合的稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行系統(tǒng)評價,結(jié)果表明,不育系N111S和望S所配組合的碾米品質(zhì)較好,恢復(fù)系華航48號、黃廣華占、黃莉絲苗、粵禾絲苗、粵晶絲苗所配組合的碾米品質(zhì)較好,KDML105所配組合的碾米品質(zhì)較差;不育系C023S、N111S所配組合的外觀品質(zhì)較好,恢復(fù)系粵晶絲苗和粵禾絲苗所配組合的外觀品質(zhì)較好;不育系B621S和恢復(fù)系桂晶絲苗所配組合的直鏈淀粉含量較高,象牙香占所配組合兩地種植的平均堿消值較低,桂晶絲苗所配組合兩地種植的平均膠稠度較低,其余不育系和恢復(fù)系所配組合的蒸煮品質(zhì)較好。因此,不育系N111S、C023S與恢復(fù)系粵禾絲苗、華航48號、黃莉絲苗配制組合在兩地種植的稻米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn)。其他沒有達(dá)到優(yōu)質(zhì)粘稻品種標(biāo)準(zhǔn)的組合主要是由于整精米率、直鏈淀粉含量、堿消值3個指標(biāo)無法達(dá)標(biāo),說明優(yōu)質(zhì)雜交稻組合選育應(yīng)注重整精米率、直鏈淀粉、堿消值的改良,這與前人的研究結(jié)果[23-25]基本一致。
雜交稻育種中,選擇合適的親本配組是雜種優(yōu)勢利用的關(guān)鍵[26]。對親本的一般配合力進(jìn)行分析,能更有效地篩選出優(yōu)良親本。宗壽余等的研究表明,碾米品質(zhì)是由基因的加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同作用,且受父本的影響較大,而堊白粒率、堊白度由基因非加性效應(yīng)主導(dǎo),且堊白粒率受不育系的影響較大[27]。陳光輝等的研究表明,整精米率由基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同作用,且受父本的影響更大[28]。雷東陽等研究認(rèn)為,雜交稻外觀品質(zhì)性狀主要受遺傳控制且遺傳效應(yīng)均以加性效應(yīng)為主[29-30]。張雪麗等的研究則表明,籽粒碾米品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)均受基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同作用[31]。黃鳳林等研究認(rèn)為,在12個品質(zhì)性狀(糙米率、精米率、整精米率、粒長、長寬比、堊白粒率、堊白面積、堊白度、堿消值、膠稠度、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量)中,大部分性狀主要受控于非加性效應(yīng),而少部分性狀則受加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同影響[32]。本研究對供試材料在兩地種植的11個稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行配合力分析,結(jié)果表明,糙米率和膠稠度主要受親本非加性效應(yīng)的影響,其余9個品質(zhì)性狀既受親本加性效應(yīng)又受非加性效應(yīng)的影響,且一般配合力方差均高于特殊配合力方差,說明這9個性狀受親本加性效應(yīng)的影響更大;在這9個性狀中,精米率、整精米率的恢復(fù)系一般配合力方差顯著大于不育系,說明其主要受恢復(fù)系基因加性效應(yīng)的影響,而堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、堿消值的不育系一般配合力方差大于恢復(fù)系,說明這4個性狀受不育系的影響更大。不育系N111S在碾米、外觀和蒸煮品質(zhì)上具有較好的一般配合力,容易配出稻米品質(zhì)優(yōu)的雜交組合;恢復(fù)系粵禾絲苗和粵晶絲苗有利于提高其雜交后代的外觀品質(zhì),有較好的育種價值。
在稻米品質(zhì)性狀遺傳力方面,周仕全研究發(fā)現(xiàn),精米率、粒長、長寬比3個性狀的遺傳穩(wěn)定性均較好,不易受環(huán)境影響,而糙米率、整精米率、粒寬、堊白粒率、堊白度、膠稠度、堿消值、直鏈淀粉含量的遺傳穩(wěn)定性較差,易受環(huán)境影響[33]。而賴永紅研究發(fā)現(xiàn),整精米率、堊白粒率、直鏈淀粉含量、膠稠度的遺傳穩(wěn)定性較好,受環(huán)境影響小,在低世代進(jìn)行選擇更為適宜。本研究結(jié)果顯示,長寬比、粒長、直鏈淀粉含量3個性狀具有較高的遺傳力,說明其受環(huán)境的影響較小,在低世代進(jìn)行選擇更為適宜[34]
目前生產(chǎn)上需要的優(yōu)質(zhì)雜交稻品種除稻米品質(zhì)優(yōu)外,還希望稻米品質(zhì)受環(huán)境影響小,對溫度鈍感,在不同季節(jié)、不同地點(diǎn)種植均能達(dá)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此,通過對同一品種在不同地點(diǎn)、不同季節(jié)種植稻米品質(zhì)性狀的穩(wěn)定性進(jìn)行評價,篩選稻米品質(zhì)環(huán)境鈍感的品種是優(yōu)質(zhì)稻育種的重要環(huán)節(jié)之一。本研究通過對2個地點(diǎn)種植的稻米品質(zhì)性狀的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,不育系N111S、望S所配組合的碾米品質(zhì)受種植環(huán)境的影響較小,恢復(fù)系象牙香占、桂晶絲苗所配組合的碾米品質(zhì)受種植地點(diǎn)及環(huán)境的影響較大。不育系C023S、N111S所配組合的外觀品質(zhì)受種植地點(diǎn)的影響較小;恢復(fù)系粵晶絲苗、粵禾絲苗所配組合的外觀品質(zhì)受種植環(huán)境的影響較小,KDML105所配組合的外觀品質(zhì)受種植環(huán)境的影響較大。B621S所配組合的直鏈淀粉含量受種植環(huán)境的影響較小,可能是由于其所配組合直鏈淀粉含量較高的緣故;C023S、望S所配組合的堿消值受種植環(huán)境的影響較小;N111S、C023S所配組合的膠稠度受種植環(huán)境的影響較小。32個組合中有7個組合的稻米品質(zhì)在海南三亞、湖南長沙兩地種植的稻米品質(zhì)均達(dá)優(yōu)質(zhì)二級或三級標(biāo)準(zhǔn),表明這7個組合稻米品質(zhì)優(yōu)且穩(wěn)定性好;其中N111S所配8個組合中占5個,且N111S在碾米、外觀、蒸煮品質(zhì)上具有較好的一般配合力,說明N111S在優(yōu)質(zhì)雜交稻育種上有較好的利用前景。
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