2021年34卷5期Voi.34No.5
西"农业学&
Southwest China Joumai of Agricultural Sciences915
文章编号：1001-4829(2021)5-0915-06DOI；10.ki.jas.2021.5.001不同育种方法对粳型香稻早世代外观品质性状的影响于深州，赵一洲，王绍林，张战，倪善君，郭素华，屠欢，刘琳琳，纪薇薇，张丽丽
(辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁盘锦124010)
摘要：！目的】旨在探&杂交育种和辐射诱/育种2种方法对粳型香稻早世代香型株系外观品质性状的/异情况，探&香型后代＜观品质性状的选择。【方法】以香稻品种盐粳939、非香稻品种KLMN"F&代群体、香稻品种盐粳93960Co＜射线辐射处理后的M&代群体为研究材料，对其进行香味性状、外观品质性状分析。【结果】盐粳939香味受1对隐性基因控制，盐粳939x福响的F&群体中香型株系占群体总数的25.7%。盐粳939的辐射M&群体中香型株系占群体总数的64.5%。在粒长、粒宽、粒厚、透明度、垩白粒率、垩白度性状上F&群体中香型株系/异系j、多样性Xj在3.45%-90.81%、0.343~0.457，平均值分别为
28.28%和0.426。M&群体中香型株系/异系j、多样性Xj在2.66%-81.36%、0.389~0.438，平均值分别为27.80%和0.
409。主成分分析表明，与M2代香型株系相比,F2代香型株系间＜观品质性状差异较大。典型相关分析表明，香型株系可通过对粒型的综合选择达到改善垩白和透明度目的。【结'】杂交育种、辐射在选育香稻品种性状方“具有不同的特点，杂交、辐射诱/的早世代香型株系外观品质性状受亲本的影L表现相应的/化趋势。结果可为香稻品种选育过程中育种方法的选择和外观品质性状的改良提供依据。
关键词：香稻；杂交育种；辐射诱/；早期世代；＜观品质
中图分类号:S511.2+3文献标识码：A
Effects of Different Breeding Methods on Appearance Quality
Traits Early Generat+ns<54。^+5入灼皿玄仃'Rice
YU Shen-zhou%ZHAO Yi-zhou,WANG Shaolin,ZHANG Zha/,NI Shan-jun%GUO Su-hua
TU Huan,LIU Lin-lin,JI Wei-wei,ZHANG Li-l-!
(Liaoning Province Saline and Alkaline Land Utilization and Rearch Institute,Liaoning Panjin124010,China)
Abstract:【Objectives】The preni papeo aimed te study the variation of the appearance quality traiis of early-generation lines of japonicc ao-omatic Oce obtaining hybrid breeding and radiation mutagenesis,and discuss the lection ot appearance quality traiis ot offspring.【Methods】F2generation population derived from aromatic occ Yanjing939and non-zromatic rice Fu-Xiang and the M2generation ot Yanjing939tree-ted by60Co-g-rays was ud to analyze the aromatic characteristics and appearance quality.【Result]The aroma of Yanjing939was controlled by a pair of recessive genes.The aromatic line i the F2populayon accounted for25.7%and was64.5%in M2generation.Compared with the M2population,the F2population had higher average vvriation coefficient and diversity index of appearancc quality traiis,and the morpholovicai distancc was laraee.The appearancc quality traits of F2and M2generations and their parents were sianificanhy diterent.They had diterent trends under the intuence of their parents.Meanwhile,we can improve chalkiness and transparency of two lines from diterent group by comprehensive lection of grain types.【Conclusion]Hybrid breeding and radiation mutagenesii have different characteristics in lecting iaits of aromatic rice varieties.The appearancc and quality traits of te early generation aroma
plants induced by hybriVization and radiation mutation were affected by their parents and showed corresponding changes.The results of tis study provides a basis for the lection of breeding methods and improvement of appearancc quality traits in breeding process on aromatic rice.
Key words:Aromatic rice；Hybrid breeding；Radiation mutagenesis；Early-generation；Appearance quality
收稿日期：2020-06-03
基金项目：辽宁省农业科学院院长基金项目(2020QN2417)$辽宁省自然科学基金面上项目(20170540549)$国家重点研发计划项目(2016YFD0300703)
作者简介：于深州(1987-)，男，硕士，助理研究员，主要从事水稻植物保护研究,E-maiI:；*为通讯作者：张丽丽(1981-)，女，博士，副研究员，主要从事水稻遗传育种与基础研究，E-maiI：。
【研究意义］水稻是世界上第二大粮食作物，也是中国最重要的粮食作物之一，在我国粮食生产和消费中处于主导地位，是我国65%以上人口的主食［1］。随着生活水平的提高，人们对粮食的需求也有新的变化&香稻是栽培稻的特殊类型，因其特有
916西"#业学&34卷
的香味受到广大消费者的青睐，研究者针对香稻育种开展了大量的研究工作，越来越多的国家已将香米作为水稻育种的目标之一。【前人研究进展】印度、巴基斯坦利用杂交方法改良香稻Basmati系统，先后选育出Haryana Basmati-1、Pusa Basmati-1、Basmati198、Basmati385等品种。通过诱变技术，泰国培育出的RD6和RD15等香稻品种的种植面积已占全国水稻总面积的26%，越南培育出的VND95-20等系列香稻品种已成为越南水稻出口的重点品种。在中国，利用杂交育种技术、辐射诱变技术先后育成中香1号、湘晚制5号、天农香103及香粳832、申香粳4号、航香18等香稻品种［2_4］&杂交育种、辐射育种已成为香稻品种选育的主要方法&【本研究切入点】香味是香稻最重要的品质特性［5］，外观品质性状在水稻诸多品质性状中占有重要地位⑷&分析杂交育种、辐射育种2种育种方法在改香稻种的特点香稻种育种效率具有重要意义&【拟解决的关键问题】本研究以香稻品种与非香稻品种杂交育成的早世代群体、香稻品种辐射诱变育成的早世代群体为材料，分析2种育种方法早世代群体香味、外观品质性状的
的，为用育种
法改良香稻品种外观品质性状提供依据&
1材料与方法
1-1供试材料及处理方法
供试材料为香稻品种盐粳939&2016年用60Co-Y射线照射处理香稻盐粳939干种子，剂量为150 Gy，剂量率为25Gy/min&同时配置香稻和非香稻组合盐粳939J福响,2个品种在粒长、粒宽、粒厚、透明度、垩白粒率、垩白度等6个外观品质性状上差异均达到极显著水平&&
1-2田间试验及数据测定
杂交育种、辐射诱变育种各世代材料及亲本品种均单株种植于辽宁省盐碱地利用研究所试验田，行株距30.0cm x13.3cm&2017年将F1,M1代单株全部移栽大田，成熟后分别收获&2018年种植F2、M2代，群体规模达2000余株，亲本品种种植100余株&成熟后F2、M2代群体随机调查挂牌并对香型株系取样&对照品种随机调查20株&按单株进行外观品质性状测定&
1.2.1稻米香味性状测定采用氢氧化钾(K0H)法)7*对盐粳939x福响的F2群体、盐粳939的M?群体单株籽粒进行香味鉴定&在有盖的培养皿中加入10粒糙米，然后加入1.7%K0H溶液10mL，迅速盖上盖子，在25~30°C环境中静置10m3后，打开培养皿，逐一嗅样品气味，记作香、非香两类&
1.2.2稻米外观C质性状测定参照中华人民共和国农业部部颁标准NY147-88《米质测定方法》)8*测定垩白粒率、垩白度&透明度由SDT-A型稻米透明度测定仪直接测出&粒长、粒宽、粒厚用游标卡尺随机测量整精米20粒，计算其平均值&
1-3数据处理与分析方法
1.3.1多样性指数采用Shannon-Wiener多样性指数计算不同性状多样性&先计算各群体全部材料各性状的总体平均值(!)和标准差(！)，划分为10级，从第1级［X"<(!_2!)*到第10级［!>(!+ 2!)*，每0.5!为一级，每一级的相对频率用于计算多样性指数&
#=#"P%n(%)
式中,#'为多样性指数,P，为某性状第"个级别内材料份数占总份数的百分数,>为自然对数⑼&对于材料数量不同群体的多样性比较采用Sheldon修正的Shannon-Wieney多样性指数进行，#=(-"%>%)/>&
式中,&为某群体材料份数,>为自然对数［10］&
1.3.2主成分分析利用Statistica6.0统计软件对F2、M2群体香型株系6个外观品质性状进行主成分分析(principal componeni analysia,PCA)，并依据引起变异的第1、2、3主坐标做出三维散点图&
1.3.3典型相关分析利用Statica6.0统计软件对F2、M2群体香型株系进行外观品质性状的典型相关分析。
2结果与分析
2.1F2"M2代香型株系外观品质性状变异比较
通过K0H试验，盐粳939的M2群体共调查166株，其中有香味的株系为107个，占株系总数的64.5%&盐粳939x福响的F2群体共调查382株，其中香型98株，非香型284株&经"测验，盐粳939x福响的F2群体无香对有香符合3：1的分离比&
世
状的表现趋势［11］&由图1可见，在粒长、粒宽、粒厚、透明度、垩白粒率、垩白度性状上,F2香型株系变幅分别为4-62-5.45mm、2.47〜3.05mm、1.83〜2.19mm、0.63〜0.81、1.0%-30.0%.0.36%-18.0 %,M2香型株系分别为4.53〜5.36mm、2.38〜2.79mm、1.54〜2.16mm、0.64〜0.85、1.0%〜46.0%、0.1%〜14.6%&在粒长、粒宽、粒厚、透明度、垩白粒率、垩白度性状上F2香型株系各有44.9%、57.0%、34.7%、26.5%、28.6%、36.7%
5期于深州等：不同育种方法对粳型香稻早世代外观品质性状的影响
917
AouonbalH
50
AouonboJH
O
4.5
5.0 5.5
6.0粒长(mm)Milled rice length
o o o O
321AouonboJH
50
40
盐«939 |
60
50
福响I f\
V *
F 2
0.6
0.7 0.8
0.9透明度Diaphaneity
AouonbalH
Jk
2.5
3.0粒宽(mm)Milled rice width
^02
..... -^2
10 20 30 40垩白粒率(％)Chalky rice percentage
000
5432AouonbalH
(&)矣 O M
»
1.5
2.0 2.5
粒厚(mm)
Milled rice thickness
50
0 5
10 15 20 25
垩白度(％)Chalkiness
AouonboJH
O
盐粳939M 2与盐粳939 g 福响F 2香型后代外观品质性状频率分布
The frequency distribution of appearance quality traits in M 2and F& dJspring
图1
Fol
株系分布在4. 8〜5. 0 mm 、2. 55〜2. 65 mm 、l. 98〜
2. 02 mm 、o. 71 〜0. 73、7. 8 % 〜11. 1 %、2. 0 % 〜 4.0 % & M 2 香型株系各有 54. 2 %、48. 0 %、50. 0
%、38. 3 %、37. 4 %、30. 8 % 的株系分布在 4. 7 〜 4g9 mm 、2g69 〜2g84 mm 、1g98 〜2g06 mm 、 0g73 〜 0. 76、5. 9 % 〜11. 4 %、1. 5 % 〜3. 2 % &
异 是 型多样性的 ，变
异 大，
的余地也 &表型样性是一个变异
和 的综合 ）12*,
类型的
&在粒长、粒宽、粒厚、透明度、垩白粒率、垩白
上,F 2、M 2香型株系
的变异系数分别为3. 45 %、4. 00 %、3. 48 %、5. 63 %、62. 28 %、90. 81 % ,3.28 %、2. 66 %、4. 06 %、 5. 41 %、70. 04 %、81. 36 % ； Shannon-Wiener 多样性
指数分别为 2.046、1.999、2.094、2.078、1.926、1. 273,1. 949、1. 996、1. 829、2. 045、1. 823、1. 820 ； Sheldon 修正的Shannon-Wiener 多样性指数分别为
0. 446、0. 436、0. 457、0. 453、0. 420、0. 343,0.417、 0. 427、0. 391、0. 438、0. 390、0. 389 &
，在粒长、粒宽、粒厚、透明度、垩白粒率5
个 上M 2香型株系与F 2香型株
为集
中&在粒长、粒宽、粒厚、透明度4个
上F 2香型
株
亲影响，更接 亲本&在透明度、垩白
粒率、垩白度3个 上,M 2香型株 透明
、 垩白的
& F 2 和 M 2 香型株 中垩白、垩白粒 异 大,F 2香型株系在粒形和
透明度上的类型较为
，M 2香型株系透明度上的
类型较为 &
2.2 F 2、M 2代香型株系外观品质性状变化趋势
分别对盐粳939、福响及其F 2代香型株系盐粳 939及其M 2代香型株系进行
'检验&盐粳
939、福响与其F 2代香型株系、盐 939与其M ?代
香型株 （ 别为27.54、35.87、
13.90，差异达到极显著水平&表明，F 2、M 2代香型
株系与其亲本在
上有极显著差异。F 2
代香型株系粒长、粒厚极显著高于福响，但与盐粳
939差异不显著；粒宽极显著高于盐粳939，极显
著低于福响；透明度极显著高于盐粳939，与福响
差异不显著；垩白粒率极显著低于盐粳939和福响;
垩白度极显著低于盐粳939，与福响差异不显著 （表1 ）。M 2代香型株系粒宽、透明度极显著高于盐
939，垩白粒率、垩白度极显著低于盐粳939 （表 2）&
2.3 F 2、M 2代香型株系外观品质性状主成分分析
水稻 由多个
，并
在
，
读后感该怎么写要从整体上对2种育种
获得的香稻早世
行综合
&在对6个 据标准化的基础
上，采用
距 香稻 个 与亲 的
差异&盐 939 x 福响的F 2香型株
|欧氏
距离系数在0. 407〜8. 897，平均 为2. 945 & F ?各
株系与盐粳939的距
在9.421 -11.181, 均值为9. 832 ；与福响的距 在4. 300〜7. 823,
均值为5. 266&盐 939的M ?
香型株系间欧氏
918西"#业学&
34
表1盐粳939、
福响与其F 2代香型株系外观品质性状差异比较
Tabie 1 The dtferencc comparison of appearance quality traits betreen Yanjing 939, Fuxiang and the lines of F 2
注：* *代表0.01水平显著&
Note : * * reprent sianificantS at 0. 01 levei.
性状
盐 939
f 2
福响
f 2
Chaaaciea
Yanjong939
Fuxiang 粒长（mm ） Milled rice length 4. 88 ±0.01 4.93 ±0.17 4.73 ±0.04 4.93 ±0.17**
粒宽（mm ） Milled rice widty 2.58 ±0.01 2.75 ±0.11 ** 2. 96 ±0. 03 * *
2.75 ±0.11粒厚（mm ） Milled rice thicknessiphone自动关机
1.99 ±0.01
2.01 ±0.07 1.92 ±0.06 2.01 ±0.07**透明 Doaphan oiy
0.67 ±0.020. 71 ±0. 04 * *0.71 ±0.02
0.71 ±0.04
垩白粒 （ % ） Chaekyaoc p ac niag
24.0 ±4.27**10.6 ±6.62
13. 9±2. 74 * *10.6 ±6.62垩白度（% ） Chaikine s s
7.3 ±0.99**
3.7 ±3.36
3.6 ±0.54
3.7 ±3.36
表2盐粳939与其M 2代香型株系外观品质性状差异比较
Tabie 2 The dtferencc comparison of appearance quality traits between Yanjing 939 and the lines of M 2 generations
性状
Chaaaciea 盐粳939Yanjong939
注：* *代表0.01水平显著。
Note : * * reprents sianificant at 0. 01 leveC
粒长（ mm ） Moed aoc engih 4.88 ±0.01
4.88 ±0.16粒宽（ mm ） Moed aoc wodih 2.58 ±0.01 2. 63 ±0. 07 **粒厚（ mm ） Moed aoc ihockn s
1.99 ±0.01
1.97 ±0.08
透明 Doaphan oiy
0.67 ±0.020. 74±0. 04 * *垩白粒 （ % ） Chaekyaoc p ac niag
24.0 ±4.27**12.7 ±8.39
垩白 （ % ） Chaekon s
7.3 ±0.99**
3.5 ±2.88
距离系数在0. 165 -9.230，平均值为2.781。M ?各
株系与盐粳939的距离系数在10. 464 - 12. 039，平
均值为10.757。
为考察2种育种方法获得的F 2、M 2代香型株系
数外观品质性状的类型表现，对其进行主成分分析 （表3）。以特征根在1.0左右为标准，确定3个主
成分，其累计贡献率达到80. 0 % &第1主成分特征
根为2. 321，贡献率为38.7 %，主要由垩白粒率、垩 白度决定，是水稻垩白性状的综合反应；第2主成分
特征根为1.500，贡献率为25. 0 %，主要由粒长、粒
宽、粒厚决定，是水稻粒形性状的综合反应；第3主
成分特征根为0. 977，贡献率为16. 3 %，主要由粒
长、透明度决定，是水稻粒长与透明程度的综合反 应。依据各株系主成分值绘制三维空间散点图（图
表3不同群体香型株系外观品质性状主成分分析
Table 3 The principal component analysis of appearance quality traits in aromatic rice lines from diVerent group
分量来源
Componenisouace
主成分
Principal component
第1主成份（# ）
1 compon ni
第2主成份（#2 ）
2 compon ni
第3主成份（#3 ）
3 compon ni
粒长（mm ） Milled rice length -0.005-0.4310.701粒宽（mm ） Milled rice width -0.110-0.516-0.204粒厚（mm ） Milled rice thickness
-0.146
-0.420-0.406
透明 Dcaphan ciy
0.306-0.090
0.425
垩白粒率（% ） Chalky ricc pesocntaae
-0.396
0.0950.244垩白度（% ） Chaikiness -0.383
0.1430.293
口吃是什么意思
特征根 Characteristic root （$）
2.321 1.5000.977贡献率（% ） Contribution rate
38.725.016.3累积贡献率（% ） Cumulative contribution rate
38.7
63.7
全国中学生广播体操舞动青春80.0
5期于深州等：不同育种方法对粳型香稻早世代外观品质性状的影响919
图2 F 2、
M d 代香型株系PCA 排序
F-. 2 PC A quence of aromatic rice linea in the F? and M? generatio n a
2),F 2、M 2代香型株 别集中 于三维图的下
和上方& F 2、M 2代香型株系在第1、2 +3主成分值
的变幅分别为-3. 483 ~ 1.420、- 3. 700 ~2. 192,-
3.504 〜1. 833、- 1.637 - 3. 197, - 2. 996 ~2. 146、
-2. 029 -2.465。可见‘F 香型株系外
容到福响的影响。与M 2代香型株
F 2代香型
株
差异较大，在第1、2、3主 -
值上的 大。
2.4 F 2"M 2代香型株系外观品质性状典型相关
F 2、M 2代香型株 中粒长
()1 )、粒宽()2 )、粒厚()3 )和透明度(*1 )、垩白粒率 (*2)、垩白度(*3 ) 6个
别组成粒形和 ，性
组，进行2组的典型
(表4 )& 的
型
特征值为0.121,
为77. 8 % ，典型
均达到极显著水平&在型相关
中，+1和，1中另加粒长、透明度的权重
大。
明，入选的典型相关变量主要是由粒长、透明度所
定。
在典型 中，通线
个性状为目标的综合 ，达 接改
个 的目的[13-14]&由于 型
达到极显著水平，
的测模型 &当选
择目标为透明
、垩白较低时，其 合
—=0. 609)1 -0. 519)2 一0. 481)(表 5)&
3讨论
香 是水稻重要的食 ，传香稻品
给妈妈的一封信400字种多为
类型，丰产 差[15]， 生
产发展的需要。
，引香味基因培育 、
茶饭无心产、、于一体的香稻品种是
的
主要
&水稻香
基 ，
与 遗传 &其遗传机 ，由于试
验 和研究 的
的遗传模
[16-20]& 研究以香稻品种盐粳939和香稻品
种福响的
F 2
单株为试验 ，用KOH 法
鉴定籽粒香味，盐939香 1 基 ，
香型株
的25.7 %。对香稻品种盐粳
939 的
M 2
单刀直入单株 行鉴定， 香型株
的64.5%。 ， 育种 ，通
育种 在香稻
中获
多
的香型植株，这为香稻
的 •
基础。
水稻育种的目的在于选育出与亲
种有明显
别、符合育种目标的水稻
蛋糕纸杯种。力
、 是 的遗传基础。本研究表
明，虽然F 2香型株 在粒厚、透明度、垩白粒率
表4品质性状间典型相关
Table 4 The canonical correlation between quality traits
特征值
Eicenvalues 贡献率(%)
Contribution rate
型
Tapccaecoeeeaicon coeeccceni
变量结构
Varable structure
0. 121
77. 80. 348 * *+1 =
-0.833)1 +0.620)2 +0.355)3
,=一 1. 070*1 + 0. 305*2 一 0. 654*3
注：水*代表0.01水平显著。
Note : * * reprent sicnificance at 0..01 ev e.
表5不同组别性状典型线性结构
Table 5 The typical linear structure of different group traits
性状
+1
性状
Chaeaciee
Chaeaciee
粒长 Milled Occ length ())0.609透明度 Diaphaneitt (* )0.925粒宽 Milled rice width (x 2 )
-0.519垩白粒率 Chalky rice percentage (*2 )
-0.242粒厚 Milled rice thickness ()3)
-0.481
垩白度 Chalkines (*3)
-
0.098
