我国水稻微核心种质千粒重的差异与评价

　　摘要 为明确我国水稻微核心种质间千粒重的差异和筛选特异千粒重的微核心种质，本研究以238份我国水稻微核心种质为材料，对其千粒重进行了测定和频数及聚类分析。结果表明，238份水稻种质间千粒重存在巨大差异，可划分为5类。千粒重在13.47～32.84 g之间，最重的种质是BD 007(32.84 g)，最轻的种质是矮仔占(13.47 g)。这将为水稻遗传改良提供理论依据和特异亲本。

　　关键词 水稻;微核心种质;千粒重;差异

　　《中国农业科技导报》(双月刊)创刊于1999年，是由科学技术部主管，中国农村技术开发中心主办，中国农业科学院生物技术研究所承办的全国性、综合性学术刊物，国内外公开发行。其影响因子和总被引频次在全国农业科技综合类期刊中位居前列。

　　水稻作為世界上主要的禾谷类作物之一，全球超过1/2的人口都以其作为主要粮食[1]。目前，我国水稻育种已经进入到了平台期，育出的品种同质化非常严重，在提高产量方面举步维艰[2]。因此，要实现产量新突破，必须在种质资源中筛选高产种质资源，发掘和利用其有利基因，进一步提高水稻产量。

　　我国水稻种质资源十分丰富，仅国家水稻种质中期库保存的水稻种质资源就超过75 000份[2]。水稻种质资源中潜藏着很多高产量、优品质和抗病虫害等有利的等位基因，可为育种提供优异的基因资源，但其中能够有效地用于作物改良的资源却较为有限[3-4]。基于此，前人提出了核心种质(core collection)的理念[5-6]，即以尽可能少的材料代表尽可能多的遗传变异，使得种质资源筛选成为可能。到目前为止，研究者构建了包括水稻在内的多种核心种质，并成功筛选到了很多优异种质资源，发掘了不少优异基因[2]，有效提高了研究者试验工作的效率。

　　微核心种质是对核心种质资源进行再次压缩精简，从而得到更核心的优异种质资源，以最少的种质数量(样本数量仅占基础种质资源总份数的1%)代表最大的遗传变异(代表基础种质的遗传多样性可达70%[7])，解决了样本数量和利用效率的矛盾，为后续研究奠定了基础。千粒重(克)一般是指1 000粒稻谷的风干重量，是体现种子大小与饱满程度的一项指标，是种子质量检验和作物考种的内容，也是田间预测产量时的重要依据。为此，本研究以238份国内微核心种质为材料，对其千粒重进行测量和频数及聚类分析，以期全面了解供试材料的千粒重特征，筛选出千粒重特异的种质，评价其在水稻育种中的应用潜力，为国内水稻种质利用和遗传改良提供参考[8]。

　　1 材料与方法

　　1.1 供试材料

　　供试238份水稻微核心种质由中国科学院分子植物卓越创新中心/上海植物生理生态研究所朱新广研究员提供。

　　1.2 试验设计

　　试验共设238个处理，即每个种质为一个处理。2018年5月18日播种育秧，6月14日单本移栽，每个种质3行，每行10株，行株距20 cm×13 cm，常规水稻大田栽培管理。

　　1.3 测定内容及方法

　　2018年8月中旬水稻成熟，分处理收获后脱粒去杂，获得纯净种子，将种子置于常温烘箱内烘至恒重，随机挑取1 000粒，用电子天平(精度1/10 000)称重。

　　1.4 数据处理

　　用SPSS 20.0软件对千粒重进行频数及聚类分析。

　　2 结果与分析

　　2.1 国内水稻微核心种质千粒重的频数分布

　　通过对238份水稻微核心种质千粒重的频数分析可知(图1)，不同水稻微核心种质间千粒重存在较大差异，类似于典型的正态分布，变幅为13.47～32.84 g，平均为22.83 g，中值为22.93 g，标准差为3.385 g，变异系数为14.83%，集中分布区域为20.00～25.00 g。说明它们具有丰富的遗传多样性。

　　2.2 国内水稻微核心种质千粒重的分类与评价

　　由表1可知，238份种质可分为5类(A、B、C、D、E类)，每组的种质数分别为12、94、95、36、1个，平均千粒重分别为15.41、20.44、24.09、27.91、32.84 g，种质集中分布于B类和C类。千粒重最大的水稻种质为BD007(32.84 g)，最小的种质是矮仔占(13.47 g)。

　　3 结论与讨论

　　王重荣[7]对种植于武汉的203份国内水稻微核心种质进行相关考察，测量的千粒重变幅在16.25～38.8 g之间，平均值为23.96 g，变异系數为14.2%。本研究表明，238份水稻微核心种质千粒重变幅在13.47～32.84 g之间，平均值为22.83 g，变异系数为14.8%;即本研究所得千粒重范围及平均值略低于前者所得数据，而变异系数则较前者稍大，这说明前者的较稳定。

　　原静[9]在2009年、2011年对203份国内水稻微核心种质的产量性状考察中，得到千粒重的变幅在14.01～41.48 g之间，较本试验千粒重的变幅大;千粒重变异系数为14.31%，与本研究相差不大。与以往研究结果存在差别的原因可能是选取的微核心种质不一样，或种植气候、土壤、水质等差别导致了结果上的差异。聚类分析还发现，238份微核心水稻种质间千粒重存在明显的差异，可将其分为五大类，这将为国内水稻千粒重研究和利用提供丰富的基因型和品种改良上的特异亲本。

　　4 参考文献

　　[1] 闵超，陶慧敏，朱克明.水稻种子相关性状的研究进展[J].种子，2016，35(4)：51-56.

　　[2] 吕文恺，胡慧，欧小雪，等.世界水稻核心种质在荆州的适应性初探及高产种质资源筛选[J].中国稻米，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] 王重荣.国内水稻微核心种质遗传多样性分析与新基因发掘[D].武汉：华中农业大学，2011.

　　[8] 符福鸿，王丰，黄文剑，等.杂交水稻谷粒性状的遗传分析[J].作物学报，1994，1(7)：39-45.

　　[9] 原静.水稻微核心种质资源农艺性状的考察及N、P胁迫差异表达基因的突变体鉴定[D].武汉：华中农业大学，2013.