非洲引進水稻種質資源的鑒定與評價

周雷等

摘要：對非洲引進的70份水稻種質資源進行了28個農藝性狀和稻瘟病抗性的鑒定評價。結果表明，28個農藝性狀的遺傳多樣性指數（He′）平均值為1.12；引進的非洲稻種表型具有豐富的變異，但是總體的遺傳多樣性不高。通過考察鑒定，初步明確其主要特性是紅米多、品質優、高結實率和抗病性好。從這70份非洲稻種資源中篩選出16份優異資源，可供深入研究與育種利用。

關鍵詞： 非洲稻種資源； 農藝性狀； 稻瘟??； 特性評價

中圖分類號：S511；S502.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）15-3593-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.15.003

Abstract： 28 agronomic traits and blast resistance of 70 Africa imported rice germplasms were evaluated. The results showed that the average of diversity index （He′） of 28 traits was 1.12. The phenotypic types of the rice germplasms were various， but the overall genetic diversity was not conserved perfectly. The main phenotypic characteristics of the 70 Africa rice germplasm were as following： more red rice， good quality， high seed setting rate and strong blast resistance. 16 outstanding accessions were screened out for further research and application of breeding in future.

Key words： Africa rice germplasm； agronomic traits； blast； characteristic evaluation

水稻是世界上最古老也是最重要的糧食作物之一，世界上約50%的人口以稻米為主食。一直以來，育種家都希望育成高產、優質、高抗的優良水稻品種，并取得了巨大的進步。中國水稻育種的研究和實踐證明，國外水稻種質資源在中國水稻育種中起著非常重要的作用，主要表現在水稻品種的半矮桿化、雜種優勢利用以及優質抗病品種選育等方面。近年來，中國水稻育種進入新的瓶頸期，遺傳背景狹窄、同質化嚴重、品質及抗性不足，難以出現突破性的大品種[1]，重要原因之一就是對稻種資源的引進、創新和利用不夠。針對中國水稻育種現狀，為了提高水稻育種效率，盡快培育出突破性新品種，最有效的途徑就是引進新的稻種資源，并加強對其鑒定、創制和利用，擴大中國水稻的遺傳背景和遺傳多樣性。

在稻種資源的引進和開發利用方面，中國從亞洲國家（印度、日本等）引進稻種資源較多，但與非洲國家的資源交流較少，由于高溫干旱，非洲水稻品種具有獨特的生理特性，在形態上主要表現高稈、莖稈粗壯、抗倒、根系發達、葉片寬厚、葉色濃綠、穗大粒多、千粒重高、后期早衰不明顯，這些優異的性狀對中國水稻育種具有極大的潛在利用價值。同時，由于長期的自然選擇和人工馴化，使非洲水稻形成了抵御各種生物及非生物逆境的自我適應和保護機制，積聚了豐富的抗病蟲、耐鹽堿、抗旱、耐淹、耐高溫等優良基因[2]，引進和開發這些種質資源并合理應用到水稻育種中將成為解決我國水稻育種瓶頸的有效手段之一。種質資源是現代育種的物質基礎，遺傳多樣性研究和分類在國際上已受到高度重視，農藝性狀、抗性和品質鑒定是種質資源性狀評價的基礎性工作[3]。本研究對70份非洲引進種質資源在海南陵水大田條件下進行農藝性狀、品質性狀以及湖北恩施稻瘟病抗性鑒定等方面進行了初步的評價，旨在為這些品種在中國的育種利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料來源

供試材料包括從非洲引進70份水稻種質資源，其中莫桑比克20份，塞拉利昂20份，剛果金16份，科特迪瓦4份，埃及2份，烏干達、尼日尼亞、馬達加斯加、幾內亞各1份，來源于非洲水稻中心的非洲新稻4份。

1.2 田間種植和性狀調查

2012年冬季將70份稻種資源按編號順序種植于海南省陵水縣（提蒙鄉提蒙村，海拔10 m，北緯18°34′3.83″，東經110°0′25.25″），2次重復。11月25日播種，12月17日移栽。重復內每份資源種植4行，每行15株，單株栽插，株距10.0 cm，行距20.0 cm，田間管理按當地常規進行。按韓龍植等[4]編著的《水稻種質資源描述規范和數據標準》，共調查了28個表型性狀。其中13個數量性狀分別為播抽歷期、株高、單株有效穗數、劍葉長、劍葉寬、穗頸長、穗長、每穗總粒數、結實率、粒長、粒寬、粒長寬比和千粒重，其中劍葉長、劍葉寬、穗頸長按1-9級標準分級與賦值。15個質量性狀分別為粒形狀、芒長、芒色、穎尖色、穎殼色、穎毛有無、護穎色、護穎長短、葉片色、葉鞘色、葉片茸毛、節間色、柱頭色、柱頭外露率、劍葉角度，每個質量性狀均進行分級與賦值。

1.3 稻瘟病鑒定

2013年正季在湖北省恩施市兩河村的稻瘟病病圃（簡稱兩河病圃）對70份非洲引進稻種資源進行了全生育期稻瘟病鑒定，采用自然誘發鑒定法鑒定。其調查方法、記載標準以及資料整理均執行行業標準。兩河病圃位于恩施市兩河村，距市區60 km，海拔1 005 m，是國家區試和湖北省區試稻瘟病主鑒圃。葉瘟在分蘗盛期至拔節階段病害流行高峰期調查；穗瘟在黃熟初期（80%稻穗尖端5～10粒谷子進入黃熟時）調查[5]?？疾槿~瘟、穗瘟發病率、穗瘟損失率和稻瘟病抗性綜合指數。稻瘟病抗性評價結果分析執行行業標準。根據各參試材料損失率最高病級劃分為高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感等六個類型。

1.4 統計分析

性狀平均值等基本參數通過SPSS13.0統計軟件進行[6]。計算表型多樣性指數（He′）前先對數量性狀進行質量化處理，以每個性狀極差的1/10為間距將各性狀分為10個等級，表型性狀的遺傳多樣性指數計算公式為：He′=-2PilnPi（i=1，2，3，…，n），其中He′為遺傳多樣性指數，Pi為某性狀第i個級別的材料數占總份數的百分比，ln為自然對數。遺傳多樣性指數的計算方法參考應用孔凡洲等[7]開發的Excel文件-Biodixcel.xlsx。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀的表型和多樣性分析

70份材料中，有一份苗期得病死亡，沒有得到相關數據。69份材料中，穎殼色有5種表型，其中稈黃色為主，占了72.5%；紅褐色次之，占11.6%；斑塊和褐色分別占8.7%和5.8%，黃色最少，占1.4%。稃尖色以稈黃為主（66.7%），褐色次之，占13.0%，紅色占8.7%，頂端紅色和紫色相對較少，均占1.7%和5.8%。66.7%的品種無芒，21.7%的有頂芒，半芒和全芒品種分別占10.1%和1.4%。芒色以稈黃色為主，占到了95.7%，黑色、紅色、紫色均只占1.4%。粒型以橢圓為主（49.3%），其次是細長（27.5%）和闊卵（23.2%），短圓形最少（1.4%）。劍葉長度中等的占65.2%，劍葉短和劍葉長的分別占18.8%和13.0%，劍葉極長的占2.9%。劍葉寬度中等的占85.5%，劍葉寬和窄的分別占11.6%和2.9%。劍葉直立的占85.5%，46.4%的穗抽出度良好，34.8%的正好抽出，17.4%的抽出較好，1.4%的部分抽出。柱頭白色的占71.0%，紫色占29.0%。柱頭外露率低的占66.7%，中等的29.0%，搞的占4.3%。88.4%的穎毛多，89.9%的穎尖直，97.1%的護穎短，95.7%的護穎白色，82.6%的葉綠色，87.0%的葉鞘綠色，87.0%的節間綠色。

2.2 稻瘟病抗性鑒定分析

對70份材料進行了全生育期稻瘟病鑒定，有64份正常出苗，調查了葉瘟抗性結果；另外有6份生育期太遲，沒有獲得穗瘟抗性結果。表2列出了葉瘟級別、穗瘟發病率、穗瘟發病級別、穗瘟損失率、穗瘟損失級別和抗病綜合指數等6個稻瘟病抗性指標的表型平均值、標準差、最大值、最小值、極差、變異系數和多樣性指數等基本參數。從抗性指標平均值上看，本批材料的6個指標均優于目前生產上的對照品種；從變異系數來看，所有指標都超過了20%；從多樣性指數來看，除穗瘟發病級別稍低為0.92外，其他性狀的遺傳多樣性指數都較高，在1.54～1.98之間；以上結果可以看出，這批非洲引進水稻種質資源的稻瘟病抗性基因的遺傳多樣性比較豐富。

2.3 優異稻種

根據調查的28個農藝性狀，在這批70份非洲引進稻種資源中，發現一批具有優異農藝性狀的資源。其中單株有效穗數9.0個以上的材料有6份；每穗粒數160粒以上的有6份；結實率90%以上的有15份；千粒重29 g以上的有8份，其中達30 g以上有2份；粒長0.9 cm以上，且長寬比在3.5以上的材料有11份，特別是有4份粒長達1.0 mm以上。來自塞拉利昂的SDSL014，具有多穗、大穗型、高結實率，其單株分蘗數達8.9，每穗總粒數為179.2粒，結實率為91.5%；來自莫桑比克的SDMS008，具有米質優，高結實率高千粒重的特點，結實率達到93.0%，粒長1.004 mm，長寬比達到3.6。從稻瘟病抗性來看，有3份材料葉瘟3級（中抗）以上；穗瘟發病級別有2份在3級（中抗）以上；穗瘟損失級別有6份1級（高抗），11份3級（中抗）；從綜合指數看，6份材料在3.0級（中抗）以上；綜合抗性最好的是來自塞拉利昂的SDSL004（綜合指數1.8）和SDSL015（綜合指數2.8），來自科特迪瓦的SDCC006（綜合指數2.0）以及3份非洲新稻NERICA-2、NERICA-4和NERICA-20（綜合指數為2.5、2.8和2.8）。另外，有14份材料種皮紅色，米粒細長，是特種稻米優異的親本材料。這些優異地方稻種是育種利用的優異資源，應深入研究與加強利用。

3 討論

采用28個農藝性狀和6個稻瘟病抗性指標，從表型性狀均值、變異系數、多樣性指數等參數對70份非洲引進稻種資源進行鑒定評價，為有效利用這些引進稻種資源提供理論依據。通過考察鑒定，初步明確其主要特性是紅米多、品質優、結實率高和抗病性好。從70份地方稻種中篩選出16份優異資源，其優異性狀主要表現為大穗、高結實率、谷粒細長型和抗病性強等。從這些優異地方稻種中發掘和利用有利基因，充分發揮引進稻種資源的更大作用，是稻種資源研究工作者的一項重要工作。

近年來，稻癌病已經成為影響水稻產量穩定和糧食安全的一個重要因素，解決水稻病害問題己經成為全球水稻生產可持續發展的重要研宄課題。全國農業技術推廣服務中心發布的2012年全國水稻重大病蟲害發生趨勢預報中提到，稻瘟病在西南、華南、江南、長江中下游和東北等常發區將中等流行，西南和東北大部種植感病品種區域存在偏重流行的可能，發生533.3萬公頃次，較2011年增加20%[8]。而在湖北省水稻主推的水稻品種中，大部分品種的稻瘟病抗性都較差[9，10]，推廣這些品種的地區，一旦遇到適合稻瘟病發病的氣候條件，將會給農民帶來巨大的經濟損失，所以加強水稻稻瘟病抗性品種的選育對穩定水稻產量安全具有重要意義。初步對70份非洲引進資源進行了稻瘟病抗性鑒定，其中6份穗瘟損失率為1級（高抗），抗性綜合指數小于3.0，當然，品種抗病性的穩定性需連續實驗加以證實。如果進一步的試驗證明它們的優良抗性能穩定遺傳，將對中國水稻育種具有較大的利用價值。隨著分子生物學的迅速發展，可以對抗源基因進行精細分析，以拓寬中國水稻抗稻瘟病遺傳基礎。

參考文獻：

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[10] 張其蓉，宋發菊，田進山，等.2006-2011年湖北省水稻區試品種（系）抗稻瘟病鑒定與評價[J].湖北農業科學，2013，52（22）：5490-5492.