Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．５ 盎 稻 研究 不同旱稻品种产量与性状的主成分分析 李朝峰，孟维韧，王贵才术 （吉林省农业科学院水稻研究所，吉林公主岭 １３６１００） 摘要：为了明确早稻品种的生长发育规律，以及与产量形成的主要因素，为旱稻育种与栽培研究提供理论依据。本试验 以１０个参试早稻品种（系）为试材，采用随机区组设计，通过对早稻品种的主要农艺性状进行主成分分析，研究结果表 明：参试品种在不同性状间差异较大，尤其在有效穗数、穗实粒数等高产育种性状上存在较大差异。吉林省旱稻主栽品种 粒数因子较为重要，贡献率为４０．４２８％，并以穗粒数、每穗实粒数的分量值较高，而产量的提高应进一步提高株高，同时提 高有效穗。因此，在旱稻高产育种中，应适度增加材料的株高和选择多穗的材料，可增加选育材料的单株产量。 关键词：早稻；农艺性状；主成分分析 中图分类号：Ｓ５１１．０３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３—６７３７（２０１０）０５—００１９－０３ Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｙｉｅｌｄｓ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｔｒａｉｔｓ ｉｎ Ｕｐｌａｎｄ Ｒｉｃｅ ＬＩ Ｃｈａｏ—ｆｅｎｇ，ＭＥＮＧ Ｗｅｉ—ｒｅｎ，ＷＡＮＧ Ｇｕｉ—ｃａｉ （Ｒｉｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｌｉｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｏｎｇｚｈｕｌｉｎｇ Ｊｉｌｉｎ １３６１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｌｕｃｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｌａｗ ｏｆ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｐｌａｎｄ ｒｉｃｅ ａｎｄ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｓｓｏｃｉａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｙｉｅｌｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｐｌａｎｄ ｒｉｃｅ．Ｕｓｉｎｇ ｒａｎｄｏｍ ｂｌｏｃｋ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｎｉｎｅ ｕｐｌａｎｄ ｒｉｃｅ ｃｕｈｉｖａｒｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｗａｓ ｆｎｕｎｄ ａｍｏｎｇ ｃｕｈｉｖａｒｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｎｉｃｌｅｓ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｆｕｌｌｙ－ｒｉｐｅｎｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｐｅｒ ｐａｎｉｃｌｅ．Ｇｒａｉｎ ｎｕｍｂｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｕｐｌａｎｄ ｒｉｃｅ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ４０．４２８％． Ｔｈｅ ｆｌｏｗｅ￣ｐｅｒ ｐａｎｉｃｌｅ ａｎｄ ｆｕｌｌｙ－ｒｉｐｅｎｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｐｅｒ ｐａｎｉｃｌｅ ｈａｄ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ．Ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｎｉｃｌｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｕｐｌａｎｄ ｒｉｃｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｅｒ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｎｉｃｌｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｕｐｌａｎｄ ｒｉｃｅ；Ａｇｒｏｎｏｍｉｃ ｔｒａｉｔｓ；Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ 全球水稻产量的４５％是依靠雨养耕地获得 部分地区。为加快吉林省旱稻科学研究与生产的 的Ｅｌｌ￣为了应对全球日益短缺的水资源和突出的 发展，旱稻新品种选育与优异资源创新研究，推动 粮食安全问题，发展节水型的旱作农业，培育节水 吉林省旱稻科研与生产的发展。本研究旨在探讨 抗旱的旱稻品种，发展旱稻生产，具有十分重要的 吉林省旱稻主要性状的相互关系及各性状对产量 战略意义＿２］。是稻种资源中用于抗旱育种最直接、 的作用程度，为进一步发挥旱稻的产量潜力提供 最有效的种质类型之一＿３ ，发展旱稻生产是适应 理论依据。 我国水资源短缺现状的有效措施。我国旱稻主要 分布在西南山区、南方丘陵、黄淮海平原和东北大 １材料与方法 １．１供试材料与设计 收稿日期：２０１０—０７—２１ 试验于２００８年在吉林省公主岭市吉林省农 作者简介：李朝峰（１９６９一），男，助理研究员，工程硕士，主 业科学院水稻研究所试验田（１２４。４８Ｅ，４３。３１Ｎ）进 要从事旱稻育种与栽培研究。 通讯作者：王贵才（１９５３一），男，研究员，主要从事旱稻育 行。供试土壤质地为粘壤土，中等肥力。供试材料 种与栽培研究。 为：吉旱１号、早稻３０９、吉ＴＦ１０７、天井４号（丰 一１９— ■赫告 李朝峰等不同旱稻品种产量与性状的主成分分析 优１０ ９）、天井５号（特优１３）、吉粳６９（丰优２０１） 干，脱粒测定小区产量。成熟期取样储藏３个月后 系选、长白ｌ０（吉丰８号），以上７个品种均由吉 分析测定稻米品质。 林省农科院水稻所选育而成；旱糯３０３，辽宁省稻 以Ｅｘｃｅｌ ２００３进行数据处理和图表绘制；用 作研究所育成；秦爱（ＣＫ１），中国农业大学育成； ＳＰＳＳ１３．０ ｆｏｒ ｗｉｎｄｏｗｓ软件进行统计分析。 旱９７１０（ＣＫ２），辽宁省农业科学院育成。底肥分别 施有机肥７．５ ｔ／ｈｍ ，５月５日播种。随机区组设 ２结果与分析 计，三次重复。小区长１２．５ ｎ３，２行区，行距０．４０ ２．１ 主要农艺－眭状的分析 ｍ，小区面积１０ ｍ 。田问随机排列。 从表１可以看出，在参试的１０份材料中，４ １．２测定项目与方法 个农艺性状的变异幅度均较大，其中单株有效穗、 田间调查每份材料的全生育期、单株有效穗、 株高等性状，并于成熟期排除边株随机取２０穗考 穗粒数、每穗实粒数、产量４个性状的变异系数均 查其穗部性状，包括穗长、穗粒数、穗实粒数、粒 超过１０％。其中单株有效穗的变异幅度达到２５％ 以上。生育期、株高、穗长和千粒重性状的变异系 长、粒宽、千粒重、单株产量等１０个主要农艺性 数在１０％以内，表明，吉林省旱稻性状差异较大， 状。性状调查及标准参考《水稻种质资源描述规范 和数据标准》 和水稻测试指南 。收获后自然风 尤其在与产量相关的性状上差异明显，增加了育 种材料的可选择性。 表１ 旱稻农艺性状的变异情况 ２．２早稻８个农艺性状的主成分分析 表２旱稻农艺性状的主成分分析 为了能明确影响旱稻各因子在性状表型构成 中的作用。对生育期、株高、有效穗、穗长、穗粒数、 穗实粒数、千粒重和产量８个主要农艺性状指标 进行了主成分分析（表２、３）。计算出相关矩阵和 特征根向量，选取了前３个特征根，作为旱稻主要 农艺性状的主成分，其对重要农艺性状的累积贡 献率为８４．９％。根据各个主成分相应的特征向量 各分量的绝对值和符号，第一主成分的贡献率为 ４０．４２８％，并以穗粒数、每穗实粒数的分量值较 高，分别为０．９４７、０．９３３。由该特征作为线性组合 系数而得到的综合指标如果较大，则对应的穗粒 表３旱稻性状表型主成分因子及主因子贡献率 数、每穗实粒数都较高，而有效穗对应的贡献为负 值，说明其有降低的可能，可以把第一主成分称为 粒数因子（Ｆ１）。第二主成分的贡献率为２６．２９％， 以千粒重、穗长的分量值较高，由该特征作为线性 一２０一 李朝峰等不同旱稻品种产量与性状的主成分分析 研尧 组合系数而得到的综合指标如果较大，则千粒重、 分量值较高，吉林省旱稻主栽品种粒数因子（Ｆ１） 穗长都较高，而穗数和穗粒数都有降低的趋势，可 较为重要。而产量的提高应进一步提高株高，同时 以把第二主成分称为粒重因子（Ｆ２）。第三主成分 提高有效穗。因此，在旱稻高产育种中，应适度增 贡献率为１８．１６％，以产量的分量值较高，由该特 加材料的株高和选择多穗的材料，可增加选育材 征作为线性组合系数而得到的综合指标如果较 料的单株产量。 大，则主要提高株高，同时提高有效穗，称为产量 因子（Ｆ３）。表明适度增加材料的株高和多穗的材 参考文献： 料，可增加选育材料的单株产量。 ［１］ＩＲＲＩ （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｉｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）， Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｒｉｃｅ，Ｌｏｓ Ｂａｎ～ｏｓ， ３结论与讨论 Ｐｈｉｌｉｐｐｉｎｅｓ．１ ９９６． ［２］曹启章，孙兴国，李恒蓉，等．我国早稻生产的发展趋 在进行旱稻育种时，选用性状好的旱稻种质 势与前景［Ｊ］．农业科技通讯，２００９，１２：５－７． 作亲本应综合考虑主成分互补和彼此间的亲缘关 ［３］吴俊生，刘理梅，孙功臣．早稻种质资源评价与创新 系及遗传背景，以期充分利用优异种质，达到种质 利用［Ｊ］．中国种业，２０００（４）：１５—１６． 创新的目的 ７］，通过对旱稻品种的主要农艺性状 ［４］陆旺，蔺秀荣，王化琪．若干早稻与水稻不育系亲本 进行主成分分析表明，参试种质在不同性状间差 主要农艺性状的配合力研究［Ｊ］．黑龙江八一农垦大 异较大，尤其在有效穗数、穗实粒数等高产育种性 学学报，２００８，２０（３）：１１—１４． 状上存在较大差异。表明，吉林省早稻性状差异较 ［５］韩龙植，魏兴华．水稻种质资源描述规范和数据标准 ［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００６． 大，尤其在与产量相关的性状上差异明显，增加了 ［６］国家质量技术监督局．ＧＢ／Ｔ １９５５７．２—２００４．植物新品 育种材料的可选择性。对旱稻品种的产量与主要 种特异性、一致性和稳定性测试指南水稻［Ｓ］．北京： 性状进行了相关与主成分分析。结果表明：前３个 中国标准出版社，２００４． 特征根，作为旱稻主要农艺性状的主成分，其对重 ［７］杨学辉，袁洁，王云月，等．贵州旱稻种质资源主要农 要农艺性状的累积贡献率为８４．９％。第一主成分 艺性状的主成分分析［Ｊ］．西南农业学报，２００９，２２（５）： 的贡献率为４０．４２８％，并以穗粒数、每穗实粒数的 】２０４－】２０８． ・＋”＋”＋”＋＊＋”＋”＋”＋“＋”＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋ （上接１２页） ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｉｎｌａｎｄ ［６］刘士平，李信，汪朝阳等．基因聚合对水稻稻瘟病的抗 ｒａｃｅｓ ａｎｄ ｃｕｈｉｖａｒｓ ｏｆ ｒｉｃｅ ［Ｊ］．Ｍｏｌ Ｇｅｎ Ｇｅｎｅｔ， 性影响［Ｊ］．分子植物育种，２００３，１：２２—２６． １９９４，２４５：１８７－１９４． ［７］Ｃｈｅｎ Ｈ．Ｌ，Ｃｈｅｎ Ｂ．Ｔ，ａｎｄ Ｚｈａｎｇ Ｄ．Ｐ ｅｔ ａ１． ［１０］Ｓ．Ｈｉｔｔａｌｍａｎｉ，Ａ．Ｐａｒｃｏ，Ｔ．Ｖ．Ｍｅｗ，ｅｔ．ａｌ Ｆｉｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ Ｐａｔｈｏｔｙｐｅｓ ｏｆ Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｇｒｉｓｅａ ｉｎ ｒｉｃｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ａｎｄ ＤＮＡ ｍａｒｋｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐｒｙａｍｉｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｃｅｎｔｒａｌ ａｎｄ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ Ｄｉｓ，８５：８４３— ｍａｊｏｒ ｇｅｎｅｓ ｆｏｒ ｂｌａｓｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｒｉｃｅ［Ｊ］．Ｔｈｅｏｒ ８５０． Ａｐｐｌ Ｇｅｎｅｔ（２０００）１００：１ １２１—１ １２８． ［８］Ｌｉｕ Ｇ，Ｚｅｎｇ Ｌ．，ａｎｄ Ｗａｎｇ Ｇ．Ｌ．．Ｔｗｏ ｂｒｏａｄ．９ ７一 ［１ １］Ｚｈｏｕ，Ｐ．Ｈ．ｅｔ ａ１．（２００３）Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｂｌａｓｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ，Ｐｉ一９（ｔ）ａｎｄ Ｐｉ一２ ｏｆｒ ｆｏＨｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ Ｚｈｅｎｓｈａｎ ９７，ａｎ ｅｌｉｔｅ （ｔ），ａｒｅ ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙ ｌｉｎｋｅｄ ｏｎ ｒｉｃｅ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ６．Ｍｏｌ ｐａｒｅｎｔ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｒｉｃｅ，ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒ—ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇｅｎｅｔ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ，２００２，２６７：４７２—４８０． ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｏｒ．Ａｐｐ１．Ｇｅｎｅｔ．１０６．３２６—３３１． ［９］Ｙａｎｇ ＧＰ，Ｓａｇａｉ—ＭａｒｏｏｆＭＡ，ｘｕ ＣＧ．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ 一２１—
