我國水稻微核心種質千粒重的差異與評價

　　摘要 為明確我國水稻微核心種質間千粒重的差異和篩選特異千粒重的微核心種質，本研究以238份我國水稻微核心種質為材料，對其千粒重進行了測定和頻數及聚類分析。結果表明，238份水稻種質間千粒重存在巨大差異，可劃分為5類。千粒重在13.47～32.84 g之間，最重的種質是BD 007(32.84 g)，最輕的種質是矮仔占(13.47 g)。這將為水稻遺傳改良提供理論依據和特異親本。

　　關鍵詞 水稻;微核心種質;千粒重;差異

　　《中國農業科技導報》(雙月刊)創刊于1999年，是由科學技術部主管，中國農村技術開發中心主辦，中國農業科學院生物技術研究所承辦的全國性、綜合性學術刊物，國內外公開發行。其影響因子和總被引頻次在全國農業科技綜合類期刊中位居前列。

　　水稻作為世界上主要的禾谷類作物之一，全球超過1/2的人口都以其作為主要糧食[1]。目前，我國水稻育種已經進入到了平臺期，育出的品種同質化非常嚴重，在提高產量方面舉步維艱[2]。因此，要實現產量新突破，必須在種質資源中篩選高產種質資源，發掘和利用其有利基因，進一步提高水稻產量。

　　我國水稻種質資源十分豐富，僅國家水稻種質中期庫保存的水稻種質資源就超過75 000份[2]。水稻種質資源中潛藏著很多高產量、優品質和抗病蟲害等有利的等位基因，可為育種提供優異的基因資源，但其中能夠有效地用于作物改良的資源卻較為有限[3-4]。基于此，前人提出了核心種質(core collection)的理念[5-6]，即以盡可能少的材料代表盡可能多的遺傳變異，使得種質資源篩選成為可能。到目前為止，研究者構建了包括水稻在內的多種核心種質，并成功篩選到了很多優異種質資源，發掘了不少優異基因[2]，有效提高了研究者試驗工作的效率。

　　微核心種質是對核心種質資源進行再次壓縮精簡，從而得到更核心的優異種質資源，以最少的種質數量(樣本數量僅占基礎種質資源總份數的1%)代表最大的遺傳變異(代表基礎種質的遺傳多樣性可達70%[7])，解決了樣本數量和利用效率的矛盾，為后續研究奠定了基礎。千粒重(克)一般是指1 000粒稻谷的風干重量，是體現種子大小與飽滿程度的一項指標，是種子質量檢驗和作物考種的內容，也是田間預測產量時的重要依據。為此，本研究以238份國內微核心種質為材料，對其千粒重進行測量和頻數及聚類分析，以期全面了解供試材料的千粒重特征，篩選出千粒重特異的種質，評價其在水稻育種中的應用潛力，為國內水稻種質利用和遺傳改良提供參考[8]。

　　1 材料與方法

　　1.1 供試材料

　　供試238份水稻微核心種質由中國科學院分子植物卓越創新中心/上海植物生理生態研究所朱新廣研究員提供。

　　1.2 試驗設計

　　試驗共設238個處理，即每個種質為一個處理。2018年5月18日播種育秧，6月14日單本移栽，每個種質3行，每行10株，行株距20 cm×13 cm，常規水稻大田栽培管理。

　　1.3 測定內容及方法

　　2018年8月中旬水稻成熟，分處理收獲后脫粒去雜，獲得純凈種子，將種子置于常溫烘箱內烘至恒重，隨機挑取1 000粒，用電子天平(精度1/10 000)稱重。

　　1.4 數據處理

　　用SPSS 20.0軟件對千粒重進行頻數及聚類分析。

　　2 結果與分析

　　2.1 國內水稻微核心種質千粒重的頻數分布

　　通過對238份水稻微核心種質千粒重的頻數分析可知(圖1)，不同水稻微核心種質間千粒重存在較大差異，類似于典型的正態分布，變幅為13.47～32.84 g，平均為22.83 g，中值為22.93 g，標準差為3.385 g，變異系數為14.83%，集中分布區域為20.00～25.00 g。說明它們具有豐富的遺傳多樣性。

　　2.2 國內水稻微核心種質千粒重的分類與評價

　　由表1可知，238份種質可分為5類(A、B、C、D、E類)，每組的種質數分別為12、94、95、36、1個，平均千粒重分別為15.41、20.44、24.09、27.91、32.84 g，種質集中分布于B類和C類。千粒重最大的水稻種質為BD007(32.84 g)，最小的種質是矮仔占(13.47 g)。

　　3 結論與討論

　　王重榮[7]對種植于武漢的203份國內水稻微核心種質進行相關考察，測量的千粒重變幅在16.25～38.8 g之間，平均值為23.96 g，變異系數為14.2%。本研究表明，238份水稻微核心種質千粒重變幅在13.47～32.84 g之間，平均值為22.83 g，變異系數為14.8%;即本研究所得千粒重范圍及平均值略低于前者所得數據，而變異系數則較前者稍大，這說明前者的較穩定。

　　原靜[9]在2009年、2011年對203份國內水稻微核心種質的產量性狀考察中，得到千粒重的變幅在14.01～41.48 g之間，較本試驗千粒重的變幅大;千粒重變異系數為14.31%，與本研究相差不大。與以往研究結果存在差別的原因可能是選取的微核心種質不一樣，或種植氣候、土壤、水質等差別導致了結果上的差異。聚類分析還發現，238份微核心水稻種質間千粒重存在明顯的差異，可將其分為五大類，這將為國內水稻千粒重研究和利用提供豐富的基因型和品種改良上的特異親本。

　　4 參考文獻

　　[1] 閔超，陶慧敏，朱克明.水稻種子相關性狀的研究進展[J].種子，2016，35(4)：51-56.

　　[2] 呂文愷，胡慧，歐小雪，等.世界水稻核心種質在荊州的適應性初探及高產種質資源篩選[J].中國稻米，2018，24(2)：19-23.

　　[3] GLASZMANN J C，KILIAN B，UPADHYAYA H D，et al.Accessing genetic diversity for crop improvement[J].Current Opinion in Plant Biology，2010，13(2)：167-173.

　　[4] HAJJAR，JARVIS，D.I，et al.The utility of crop genetic diversity in main-taining ecosystem services[J].Agriculture Ecosystems & Environment，2010，123(4)：261-270.

　　[5] FRANKEL O H，BROWN A H D.Current plant genetic resources：a critical appraisal[M].CHOPRA V L，JOSHI B C，SHARMA R P，et al.Genetics：New Frontiers，Vo1. IV. New Delhi：Oxford and IBH Publishing，1984：3-11.

　　[6] BROWN A H D.The case for core collections[M].BROWN AHD，FRANKEL O H，MARSHALL D R，et al.The Use of Plant Genetic Resources. Cambridge：Cambridge University Press，1989：136-156.

　　[7] 王重榮.國內水稻微核心種質遺傳多樣性分析與新基因發掘[D].武漢：華中農業大學，2011.

　　[8] 符福鴻，王豐，黃文劍，等.雜交水稻谷粒性狀的遺傳分析[J].作物學報，1994，1(7)：39-45.

　　[9] 原靜.水稻微核心種質資源農藝性狀的考察及N、P脅迫差異表達基因的突變體鑒定[D].武漢：華中農業大學，2013.