以荃211S 為母本的荃兩優(yōu)系列水稻組合抗倒性研究

申廣勒，張從合，嚴(yán)志，龐戰(zhàn)士，陳琳，張?jiān)苹?，楊龍?/p>

（安徽荃銀高科種業(yè)股份有限公司/安徽省水稻商業(yè)化分子育種工程研究中心/農(nóng)業(yè)部雜交稻新品種創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230088）

水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，水稻的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有重要作用。近年來(lái)，水稻常常發(fā)生大面積倒伏，據(jù)估計(jì)，倒伏導(dǎo)致的水稻減產(chǎn)幅度年均可達(dá)10%以上。倒伏一方面造成收割成本翻倍，另一方面稻谷易發(fā)生霉變和穗芽，使米質(zhì)變差[1]，倒伏已嚴(yán)重威脅水稻生產(chǎn)。

水稻發(fā)生倒伏的主要原因之一是極端氣象災(zāi)害頻發(fā)，2017 年和2021 年9—10 月長(zhǎng)江中下游連續(xù)陰雨寡照，導(dǎo)致安徽、湖北、江蘇等省水稻大面積倒伏；另一個(gè)原因是直播稻的快速發(fā)展，直播稻根系較淺，易倒伏[1]。因此，抗倒已成為當(dāng)前選育水稻品種的首要特性。筆者以具有抗倒強(qiáng)、耐高溫、米質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)的荃兩優(yōu)系列組合為材料，通過研究其節(jié)間長(zhǎng)度、壁厚、節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間直徑與倒伏指數(shù)相關(guān)性，為選育抗倒伏品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻材料共有7 個(gè)（表1），分別為荃兩優(yōu)絲苗、荃兩優(yōu)2118、荃兩優(yōu)華占、荃兩優(yōu)069、荃兩優(yōu)851、荃兩優(yōu)1606、豐兩優(yōu)4 號(hào)（CK）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021 年5—10 月在安徽荃銀高科種業(yè)股份有限公司南崗基地進(jìn)行。5 月12 日播種，5 葉期移栽。行距×株距為20 cm×20 cm，每小區(qū)36 株（3 行，每行12 株），3次重復(fù)，常規(guī)肥水管理，并加強(qiáng)病蟲害防治，記載發(fā)育進(jìn)程，分別在水稻各品種主莖與兩個(gè)大分蘗莖進(jìn)行如下觀察和測(cè)定。

1.2.1 莖稈基部力學(xué)性狀的測(cè)定。參照楊惠杰等的方法[2]，在齊穗后25 d 分別測(cè)定基部各節(jié)間的抗折力。田間取回整個(gè)植株，放在水桶里（桶內(nèi)放水，保持植株不失水），拎回室內(nèi)進(jìn)行有關(guān)性狀測(cè)定。將待測(cè)定的節(jié)間莖稈置于測(cè)定器上，該節(jié)間中點(diǎn)與測(cè)定器中點(diǎn)對(duì)應(yīng)，在中點(diǎn)用測(cè)力計(jì)（能記載最大值）測(cè)量，輕輕拉測(cè)力計(jì)，直到莖稈折斷，此時(shí)測(cè)力計(jì)上的示數(shù)即為該節(jié)間的抗折力（N）。

按瀨古秀生的方法[3]計(jì)算各品種基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間至第三伸長(zhǎng)節(jié)間的彎曲力矩和倒伏指數(shù)。

倒伏指數(shù)越大，則莖稈越易倒伏，以倒伏指數(shù)200 為抗倒伏臨界值[4]。

1.2.2 基部各伸長(zhǎng)節(jié)間的長(zhǎng)度、稈長(zhǎng)、粗度、厚度和干重的測(cè)定。用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量各水稻材料基部第一伸長(zhǎng)節(jié)的長(zhǎng)度及基部到穗頂?shù)拈L(zhǎng)度，剝?nèi)セ康谝簧扉L(zhǎng)節(jié)間的葉鞘，用游標(biāo)卡尺測(cè)定各節(jié)到節(jié)間基部2 cm 處的粗度與厚度，并剪下各節(jié)連同葉鞘置于恒溫箱內(nèi)105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，置感量為0.01 g 的電子天平上稱重。

1.2.3 產(chǎn)量性狀測(cè)定。成熟后，每個(gè)小區(qū)取5 株到室內(nèi)考種?？紲y(cè)的產(chǎn)量性狀包括株高、穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種基部節(jié)間抗折力、倒伏指數(shù)和彎曲力矩測(cè)定結(jié)果

水稻倒伏多發(fā)生于基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間，該文數(shù)據(jù)均用基部第一伸長(zhǎng)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從抗折力看，荃兩優(yōu)系列組合較高，都在10 N 以上，而豐兩優(yōu)4 號(hào)基部節(jié)間的抗折力都在8 N 左右，說明荃兩優(yōu)系列組合的基部節(jié)間抗折性強(qiáng)（表2）。從倒伏指數(shù)上看，荃兩優(yōu)系列組合的倒伏指數(shù)都在200 以下，豐兩優(yōu)4 號(hào)的倒伏指數(shù)高于200，說明荃兩優(yōu)系列組合有較強(qiáng)的抗倒性（表2）。

表2 品種基部節(jié)間抗折力、倒伏指數(shù)和彎曲力矩測(cè)定結(jié)果

2.2 品種基部節(jié)間抗折力、 倒伏指數(shù)和彎曲力矩的方差分析

將7 個(gè)水稻品種基部伸長(zhǎng)節(jié)間的抗折力、倒伏指數(shù)和彎曲力矩進(jìn)行方差分析（表3）。結(jié)果表明，抗折力的F值都達(dá)到極顯著水平，倒伏指數(shù)的F 值都達(dá)到顯著水平，彎曲力矩差異不顯著，說明抗折力和倒伏指數(shù)存在很大差異，可繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

表3 抗折力、倒伏指數(shù)和彎曲力矩的方差分析

由表4 可以看出，荃兩優(yōu)系列組合的倒伏指數(shù)都小于200，而豐兩優(yōu)4 號(hào)倒伏指數(shù)達(dá)到271.22，荃兩優(yōu)系列組與豐兩優(yōu)4 號(hào)倒伏指數(shù)差異達(dá)極顯著水平，而荃兩優(yōu)系列組合間倒伏指數(shù)差異不顯著。按照倒伏指數(shù)越小，抗倒性越強(qiáng)，荃兩優(yōu)系列組合抗倒性顯著強(qiáng)于豐兩優(yōu)4 號(hào)?？沟剐宰顝?qiáng)的是荃兩優(yōu)2118，倒伏指數(shù)為107.95，其次是荃兩優(yōu)絲苗，倒伏指數(shù)為122.15，第三是荃兩優(yōu)851，倒伏指數(shù)為130.11。荃兩優(yōu)系列組合的抗折力都高于豐兩優(yōu)4號(hào)，與其差異達(dá)到顯著水平，說明荃兩優(yōu)系列組合基部節(jié)間的抗折強(qiáng)度顯著強(qiáng)于豐兩優(yōu)4 號(hào)。

表4 品種間倒伏指數(shù)和抗折力差異

2.3 品種基部節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間壁厚、節(jié)間直徑、節(jié)間長(zhǎng)差異性

從表5 可以看出，荃兩優(yōu)系列組合的節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間壁厚、節(jié)間長(zhǎng)與豐兩優(yōu)4 號(hào)的差異都達(dá)到極顯著水平，有部分荃兩優(yōu)組合節(jié)間直徑與豐兩優(yōu)4 號(hào)的差異不顯著。

表5 供試品種基部節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間壁厚、節(jié)間直徑、節(jié)間長(zhǎng)差異性

相關(guān)分析結(jié)果表明，倒伏指數(shù)與節(jié)間質(zhì)量數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為-0.733），與節(jié)間壁厚顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為-0.514），與基部節(jié)間長(zhǎng)度極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.724），與節(jié)間直徑正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.432），差異不顯著。說明節(jié)間質(zhì)量數(shù)越大，壁厚越厚，倒伏指數(shù)越小，抗倒性越強(qiáng)；基部節(jié)間越長(zhǎng)，倒伏指數(shù)越大，抗倒性弱。荃兩優(yōu)系列組合強(qiáng)抗倒性來(lái)源于基部節(jié)間長(zhǎng)度短、壁厚、節(jié)間壁內(nèi)充實(shí)度較好。

3 結(jié)論與討論

該文對(duì)以荃211S 為母本的6 個(gè)水稻品種和一個(gè)對(duì)照品種的基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的抗折力、節(jié)間長(zhǎng)度、節(jié)間壁厚、節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間直徑進(jìn)行了測(cè)定和分析，結(jié)果表明，荃兩優(yōu)系列組合基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的抗折力顯著大于豐兩優(yōu)4 號(hào)，而其倒伏指數(shù)極顯著小于豐兩優(yōu)4 號(hào)，荃兩優(yōu)系列組合抗倒性極顯著強(qiáng)于豐兩優(yōu)4 號(hào)。荃兩優(yōu)系列組合基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間壁厚、節(jié)間長(zhǎng)與豐兩優(yōu)4 號(hào)的差異均達(dá)到極顯著水平，倒伏指數(shù)與節(jié)間質(zhì)量數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，與節(jié)間壁厚顯著負(fù)相關(guān)，與基部節(jié)間長(zhǎng)度極顯著正相關(guān)，說明節(jié)間質(zhì)量數(shù)越大，壁厚越厚，倒伏指數(shù)越小，抗倒性越強(qiáng)；基部節(jié)間越長(zhǎng)，倒伏指數(shù)越大，抗倒性弱。荃兩優(yōu)系列組合強(qiáng)抗倒性來(lái)源于其基部節(jié)間長(zhǎng)度短、壁厚、節(jié)間壁內(nèi)充實(shí)度較好。

該研究在前人研究基礎(chǔ)上，綜合分析了基部節(jié)間性狀抗折力、節(jié)間長(zhǎng)度、節(jié)間壁厚、節(jié)間質(zhì)量數(shù)、節(jié)間直徑等主要莖部性狀對(duì)水稻抗倒伏能力的影響。多數(shù)研究認(rèn)為植株高度與水稻抗倒伏能力有關(guān)，株高越高，抗倒伏性越差[2，5]。也有研究結(jié)果表明，倒伏與株高的平方呈反比[2，5-6]。矮化育種使水稻品種的抗倒性明顯增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高，但就生物產(chǎn)量而言，并無(wú)大的改變。當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到一定程度后，進(jìn)一步提高產(chǎn)量必須在生物產(chǎn)量上有所突破。增加生物產(chǎn)量的重要途徑之一是增加株高，這樣就帶來(lái)倒伏的危險(xiǎn)。因此，考慮非株高因素對(duì)選育抗倒品種就越來(lái)越重要。該文主要針對(duì)非株高的抗倒因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的抗折力與倒伏指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，提高基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的抗折力，有利于提高品種的抗倒性。同時(shí)，倒伏指數(shù)與基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的壁厚和節(jié)間的質(zhì)量數(shù)呈顯著和極顯著負(fù)相關(guān)，與基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的長(zhǎng)度極顯著正相關(guān)，因此，品種選育中減小基部第一伸長(zhǎng)節(jié)間的長(zhǎng)度、增加壁厚、增加干物質(zhì)在基部節(jié)間的積累都利于提高品種的抗倒性。