采用穗部形态性状和SSR标记研究粳稻穗型分类

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摘要：利用离差平方和法（Ward’s）对36个粳稻品种穗部性状进行聚类分析，结果表明，36个品种可分为紧穗型、中间穗型和散穗型三类。利用分布于水稻12条染色体上具有丰富多态性的28对ssr引物对36个水稻品种进行PCR扩增分析，共检测到76个等位基因变异，每一个位点上检测到的等位变异数为2～9个，平均为271个。根据扩增结果可以将36个品种相互区分。供试品种间的遗传相似系数值为05758～09783，平均为08042，遗传相似性变化较大。根据非加权平均数方法（UPGMA）聚类分析结果，供试品种可聚为三大类群，其中第一个类群进一步可分为3个亚类。两种聚类结果表明：利用SSR标记的遗传相似系数进行聚类，与利用水稻穗部性状进行聚类，在亚类水平上，有一定程度的吻合。遗传距离矩阵和形态性状的欧氏距离矩阵的Mantel检验表明，二者存在显著的相关性。

关键词：粳稻；穗型；穗部性状；SSR标记；聚类分析

中图分类号：S511.2+20.23文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）05-0042-06

穗型是水稻的重要形态特征之一，与水稻产量水平和群体结构状况均有着密切关系，因而穗型问题一直是水稻理想株型育种和栽培研究关注的焦点[1，2]。水稻穗型与多个穗部性状相关，一直以来，不同学者在穗型分类研究中，由于研究目的及方向不同，选取的性状也有所差异。罗利军等[3]在成熟期调查分枝形状、第一次枝梗角度和着粒密度3个性状， 划分了散、中间和紧三种穗形；唐保军等[4]根据穗重和穗长，将水稻穗分为多穗型、中穗型和穗重型。Sasahara等[5]按照二次枝梗上的小穗在穗轴上的节位分布，将水稻品种分为5种类型：二次枝梗上的小穗数基部多的穗型Ⅰ，是下位优势穗型；二次枝梗上的小穗数顶部多的穗型Ⅴ，是上位优势穗型；二次枝梗上的小穗数中部多的穗型Ⅲ，是中位优势穗型；穗型Ⅱ介于穗型Ⅰ和穗型Ⅲ之间，是偏下位优势穗型；穗型Ⅳ介于穗型Ⅲ和穗型Ⅴ之间，是偏上位优势穗型。徐正进等[6，7]曾根据穗颈弯曲度（剑叶到穗尖的连线与茎秆延长线的夹角）将水稻穗划分为直立穗型、半直立穗型和弯曲穗型，但也指出，穗在群体中的相对位置除了颈穗本身的弯曲度外，还与剑叶长、剑叶角度、穗颈长和穗长等因素有关，并进一步利用单穗重、着粒密度、穗直立程度和穗型指数为指标，分别将辽宁省粳稻品种划分为重、中、轻，密、中、稀，直、半、弯，上、中、下4类各3种穗型。

近年来，在水稻穗部性状的研究中，有人尝试引入一些新的性状和新的方法对穗型进行分类。如陈绍栋[8]曾选取株高、主穗穗长、单株有效穗数、主穗结实率 、百粒重、一次枝梗数、一次枝梗总长、二次枝梗数、二次枝梗总长、主穗粒重、着粒密度和单株产量等12个性状，利用主成分分析与聚类分析的方法，进行穗型分析；同时，还利用判别分析的方法，寻找出对判定穗型有显著作用的性状：结实率、一次枝梗、着粒密度和单株产量。Roy等[9]利用聚类分析的方法，对35个晚稻品种进行分类，其中选取的穗部性状包括穗长、粒数、实粒数 、千粒重、一次枝梗数、一次枝梗总长、二次枝梗数、粒重等10个性状。

水稻穗型以及穗部性状的研究，多基于对水稻穗的形态观测，虽然简单、直观，但大多为数量性状，受环境影响较大，结果重演性差。因此，如何正确地选择穗部性状，科学地对穗型进行分类，也是今后水稻穗型研究的一个重要工作。本研究在综合前人工作的基础上，选取穗长、穗重、千粒重、实粒数、秕粒数、粒长/宽、一次枝梗数、二次枝梗数、颈节直径9个形态性状，利用离差平方和法（Ward’s）对穗型进行分类；同时，利用SSR标记确定的遗传距离，采用平均连接聚类法（UPGMA）聚类分析，目的在于探讨如何合理进行粳稻穗型分类，为今后该方面的研究提供参考。