摘 要：發現適宜湖南省推廣種植的優良水稻品種并篩選優質的水稻種質資源創新材料，研究49個湖南省地方稻品種的10個表型性狀，進行品種表型性狀的遺傳多樣性分析、聚類分析及主成分分析，利用F值綜合評價水稻品種資源。研究發現：每穗實粒數與實際產量的變異系數(CV)值>20%，在所有種群表型性狀中具有良好的遺傳變異性，10個表型性狀的Shannon多樣性指數在1.81～2.15之間，種群表型內部多樣性豐富;利用聚類分析將種群劃分為Ⅴ大類群，第Ⅳ大類群(3個品種)的穗實粒數、結實率、有效穗數與實際產量均為所有類群中最高，在湖南省實際生產中具備較高的應用價值;每穗總粒數、每穗實粒數、結實率、實際產量、播始歷期、全生育期等6個表型性狀是綜合評價的主要影響因子，通過F值排名，可以篩選出9個地方稻品種作為優良的種質資源創新材料和遺傳育種的親本來源。
關鍵詞：水稻;品種;表型性狀;遺傳多樣性;聚類分析;主成分分析
篩選高產優質高效的水稻新品種，創新水稻種質資源庫對水稻生產具有極其重要的意義[1-2]。對水稻種群進行遺傳多樣性分析可以輔助了解其遺傳信息及變異概率，為水稻育種及遺傳改良奠定基礎[3-4]。目前國內外對于水稻種群的遺傳多樣性分析及種質資源創新研究主要集中在等位酶、DNA、染色體等分子水平的測算評價[5-8]，對于水稻品種表型性狀的研究分析還較為少見。但通過對于表型性狀的分析可以直觀的了解地方水稻種群遺傳信息豐富程度[9-10]，并且當研究的水稻種群數目較多時，對于表型性狀的研究，就顯得更為快速、簡便、經濟[11]。
我國對于水稻表型性狀的研究主要集中在寧夏與云南等省份[12-13]，陳小龍[14]，李振姣[15]等分別對寧夏本地粳稻及外引水稻種質資源進行表型性狀的遺傳多樣性發現，寧夏本地粳稻種質資源材料間的遺傳差異較小，親緣關系較近，遺傳背景比較單一，而外引水稻的種質資源表型遺傳多樣性則更為豐富，親緣關系較遠，可為寧夏水稻種質資源創新提供更多的可能性。
董超[16]等，利用F值綜合評價的方法篩選出了多穗型、大穗型、長粒型、大粒型、多粒型及矮稈型的16個云南哈尼族地區的優質水稻品種，為云南省稻作育種及遺傳研究提供了材料。陳越等，通過對于云南省16個州市的水稻種質資源的研究發現，云南水稻種質表型性狀內部多樣性豐富，篩選出的鳳儀白谷與陸引46號品種可為水稻種質創新提供優良的親本或中間材料。目前湖南省對于水稻種質資源創新及遺傳多樣性的分析研究已有許多[17]，但是對于通過水稻品種表型性狀數據分析達到相同目的研究還極為少見。本研究旨在通過對于49個水稻品種的10個表型性狀數據分析，了解湖南省水稻種群的表型性狀遺傳多樣性，并篩選出適宜湖南省推廣種植的高產水稻品種及優異的水稻種質創新資源。
1 材料與方法
1.1 供試材料
本研究共選用了49個湖南省地方稻品種作為供試材料，將材料按品種編號(CS1-CS49)，田間試驗在湖南省長沙縣黃興鎮干杉社區的湖南農業大學教學實習基地進行。
1.2 試驗設計
所有供試地方稻品種種子統一于2019年5月20日浸種和催芽，5月23日播種，6月19日移栽，成熟時分別收獲測定實際產量。所有供試地方稻品種采用的栽培技術和水肥管理方法與當地大田生產相同，土壤類型為第四紀紅壤。試驗采用隨機區組設計，每個品種分別種植6行，每行10株，每個小區面積為2.649 m2，單本種植，重復3次。區組間走道與小區間走道均為40 cm，試驗區四周設保護行。
1.3 測定項目與方法
各供試材料的室內考種與分析在湖南農業大學水稻科學研究所進行，觀測記載項目包括：
生育時期：播始歷期、全生育期;
產量構成因素：各地方稻品種成熟后，在其收獲前1 d，每個小區分別按品種分單株取有代表性的稻株10株，待取樣稻株自然風干后進行室內考種，室內考種項目包括：株高、穗長、有效穗數、每穗總粒數、每穗實粒數與秕粒數、千粒重等。
1.4 數據處理
利用Excel 2013計算表型性狀的最小值、最大值、平均數、標準差、變異系數及Shannon多樣性指數，利用SPSS 26.0對49個地方稻品種10個表型性狀進行系統聚類分析，采用平方歐式距離作為聚類標尺，利用SPSS 26.0對49個地方稻品種10個表型性狀進行主成分分析，并計算綜合評價指標F值。
2 結果與分析
2.1 地方稻品種資源表型形狀的遺傳變異
結果如表2所示，49個地方稻品種資源表的10個表型性狀變異范圍均較大，株高的遺傳變異范圍為79.70～121.20 cm，穗長的遺傳變異范圍為20.08～28.06 cm，每穗總粒數的遺傳變異范圍為134～274 粒，每穗實粒數的遺傳變異范圍為59～195 粒，結實率的遺傳變異范圍為41.02%～90.42 %，有效穗數的遺傳變異范圍為202.92～446.41 萬穗/hm2，千粒重的遺傳變異范圍為16.60～28.10 g，實際產量的遺傳變異范圍為2863.37～14903.03 kg/hm2，播始歷期的遺傳變異范圍為71～82 d，全生育期的遺傳變異范圍為113～124 d，說明49個地方稻品種資源具有良好的遺傳變異性。同時49份地方稻品種資源表的10個表型性狀變異系數值變化范圍為1.84%～24.26%，其中株高、穗長、播始歷期及全生育期的CV<10 %，品種間的遺傳差異較小，每穗實粒數與實際產量的CV >20 %，說明品種間二者性狀具有良好的遺傳變異性，其余表型性狀的CV處于10%～20%范圍內，品種間的遺傳差異較好。49個地方稻品種資源表的10個表型性狀的Shannon多樣性指數變化范圍為1.81～2.05，整體指數分布較高，說明各性狀的離散程度大，其多樣性豐富。
1.3 測定項目與方法
各供試材料的室內考種與分析在湖南農業大學水稻科學研究所進行，觀測記載項目包括：
生育時期：播始歷期、全生育期;
產量構成因素：各地方稻品種成熟后，在其收獲前1 d，每個小區分別按品種分單株取有代表性的稻株10株，待取樣稻株自然風干后進行室內考種，室內考種項目包括：株高、穗長、有效穗數、每穗總粒數、每穗實粒數與秕粒數、千粒重等。
1.4 數據處理
利用Excel 2013計算表型性狀的最小值、最大值、平均數、標準差、變異系數及Shannon多樣性指數，利用SPSS 26.0對49個地方稻品種10個表型性狀進行系統聚類分析，采用平方歐式距離作為聚類標尺，利用SPSS 26.0對49個地方稻品種10個表型性狀進行主成分分析，并計算綜合評價指標F值。
2 結果與分析
2.1 地方稻品種資源表型形狀的遺傳變異
結果如表2所示，49個地方稻品種資源表的10個表型性狀變異范圍均較大，株高的遺傳變異范圍為79.70～121.20 cm，穗長的遺傳變異范圍為20.08～28.06 cm，每穗總粒數的遺傳變異范圍為134～274 粒，每穗實粒數的遺傳變異范圍為59～195 粒，結實率的遺傳變異范圍為41.02%～90.42 %，有效穗數的遺傳變異范圍為202.92～446.41 萬穗/hm2，千粒重的遺傳變異范圍為16.60～28.10 g，實際產量的遺傳變異范圍為2863.37～14903.03 kg/hm2，播始歷期的遺傳變異范圍為71～82 d，全生育期的遺傳變異范圍為113～124 d，說明49個地方稻品種資源具有良好的遺傳變異性。同時49份地方稻品種資源表的10個表型性狀變異系數值變化范圍為1.84%～24.26%，其中株高、穗長、播始歷期及全生育期的CV<10 %，品種間的遺傳差異較小，每穗實粒數與實際產量的CV >20 %，說明品種間二者性狀具有良好的遺傳變異性，其余表型性狀的CV處于10%～20%范圍內，品種間的遺傳差異較好。49個地方稻品種資源表的10個表型性狀的Shannon多樣性指數變化范圍為1.81～2.05，整體指數分布較高，說明各性狀的離散程度大，其多樣性豐富。
2.3 地方稻品種的篩選
2.3.1 表型性狀的相關性分析
10個表型性狀間的關聯性比較復雜，結果如表4所示，株高與穗長、全生育期呈極顯著正相關，與有效穗數呈顯著負相關，與千粒重呈顯著正相關。穗長與有效穗數呈顯著負相關，與千粒重呈現顯著正相關。每穗總粒數、每穗實粒數、結實率及實際產量彼此之間呈極顯著正相關，有效穗數同樣與實際產量及結實率呈極顯著正相關，但與千粒重呈顯著負相關。說明大部分品種全生育期越長株高越高，且籽粒灌漿程度越好，株高越高可承受的有效穗數越少。穗長越長其灌漿程度越好，籽粒千粒重越重，由水稻自身的承重能力決定有效穗數會相應的降低。每穗總粒數、每穗實粒數、結實率及有效穗數是產量構成的決定性因素，4個表型性狀相對較好的品種，其最終產量效果越佳。
