原、异位保存野生稻主要农艺性状的比较研究

原、异位保存野生稻主要农艺性状的比较研究

普通野生水稻是亚洲水稻的祖先，是改变水稻品种的重要资源。我国迄今发现野生稻的有8个省(区),东起台湾省桃园县(121°15′E),西至云南省盈江县(97°56′E),南起海南省三亚市(18°09′N),北抵江西省东乡县(28°14′N)。东乡野生稻属普通野生稻,分布在28°14′N、116°36′E、海拔47.6m的红壤小低丘地区,是迄今世界分布最北的野生稻。1978-1982年先后在东乡县发现了9个野生稻群落,并于1982年在江西省农科院水稻所内建立了东乡野生稻异位保存圃,对9个野生稻群落进行采样移栽保存。经过20多年的种植,原、异位保存的东乡野生稻主要农艺性状是否发生了变化呢?本文旨在通过对原、异位保存的普通野生稻的主要农艺性状进行比较研究,探讨野生稻异位保存中存在的问题,为野生稻的异位保存和利用提供理论依据。1原、异形材料+抽穗原位保护的材料取自庵家山,异位保存材料取自1982年从庵家山保护点移栽到江西省农科院水稻研究所东乡野生稻异位保存圃中的材料。原、异位材料各定10株进行观察记载,前期主要考查原、异位材料的萌发时间、分蘖力及成穗率。因野生稻的分蘖特性是持续不断的,分蘖数计算至抽穗时为止。种子成熟后进行室内考种,考种内容包括株高、穗长、每穗实粒数、每穗总粒数、结实率、百粒重等,然后利用10株材料考种结果的平均值对原、异位材料进行分析比较。2结果与分析2.1实验结果与分析20多年前,潘熙淦、饶宪章考察表明,东乡野生稻原位保护区自然群落一般于每年惊蛰前后(3月5日)开始由近地表茎节萌发长出新的分蘖。本次考察结果表明,东乡野生稻原位保护区自然群落一般于每年2月底开始由近地表茎节萌发长出新的分蘖;南昌异位保存圃中的群落则在3月初由近地表茎节开始萌发长出新的分蘖,萌发时间比原位迟2~3d。分析原因主要是由于南昌(28°41′N)在野生稻萌发期日均温度相对低于东乡原位保护区(28°14′N)。此外,随着温室效应的影响,全球气温升高变暖,东乡野生稻的萌发期都有所提前。2.2原位使用人工林原、非流源、抽穗、灌浆生长、分材料的变化东乡野生稻萌发后,前期分蘖、生长速度很慢,从3月5日萌发至7月1日,原、异位平均每株分蘖数仅为11.5和19.2穗;7月1日后,原、异位保护材料的分蘖速度开始加快,但南昌异位保存圃的分蘖速度明显快于东乡原位圃。这可能是由于东乡野生稻异位保存圃在江西省农科院水稻所内,栽插在水泥池中,种植的行株距为50cm×50cm,并按时进行除草、灌水,使东乡野生稻生长环境较好,前期分蘖速度相对较快,最高分蘖每株达321.3穗;而原位保护区在东乡樟塘,地势低洼,有一大水塘,虽然可以满足东乡野生稻周年生长的水源供应,但野生稻群落中有许多杂草和伴生植物相互混杂生长在一起,与其竞争共存,从而影响了原位保存东乡野生稻的分蘖速度和分蘖力。原位东乡野生稻的分蘖数最高为225穗,平均每株比异位减少了近100穗。东乡野生稻原、异位株高相差不大,分别为146.6cm和148.9cm,见表1。2.3穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、百粒重的比较分析东乡野生稻原位群落一般于8月下旬开始抽穗,南昌异位圃一般在8月底9月初开始抽穗。由于具有丛生特性,东乡野生稻边抽穗边分蘖,抽穗持续时间长。原位保护区群落抽穗、灌浆一直持续到11月上中旬,而异位圃群落则持续至11月上旬停止抽穗、灌浆。由此可见东乡野生稻的生长、分蘖、抽穗、灌浆与种植地的温度紧密相关,只要在适宜的温度范围内,东乡野生稻就会不断的生长、分蘖、抽穗、成熟。从表2可知,原、异位保护在穗长和百粒重上变化不大,而在每穗总粒数、每穗实粒数、结实率等方面存在较大的差异,其结果分别为46.84粒、30.80粒、65.75%和58.28粒、20.91粒、35.88%。异位保护每穗总粒数比原位多11.44粒,但其每穗实粒数却少9.89粒,结实率降低了45.43%。3讨论3.1原位保护与聚类分析原位保护是在野生稻原始生态环境下,采取一定的人为设施,就地保存和保护野生稻种质。这是一种动态保护,其主要目标是保护物种或居群的进化和适应的潜在能力。因此,原位保护是保护东乡野生稻自身特性和丰富其遗传多样性的重要手段。杨庆文,余丽琴等研究表明,异位保存群体的遗传多样性只有原位群体的71.1%,且异位保存材料在聚类图中聚在一起,仅为原位群体聚类图的一个小分枝。本研究的结果也表明,异位保存的东乡野生稻主要农艺性状发生了较大的变化。因此,野生稻的原位保护意义更加重要,异位保存只能作为一种便于研究与利用的方式。3.2效能保存的自然环境异地保护是对野生稻遗传资源的一种静态保护,其目的在于尽可能完整地保存遗传资源在其原产地的遗传多样性和遗传组成。野生稻异位圃的建立,为野生稻在育种与生物技术上的研究与利用提供了便利条件。种质资源异位保存是目前国内外普遍采用的保存方法之一,但异位保存的周边环境至关重要,直接影响到种质资源的遗传稳定性和延续性。从东乡野生稻异位种植的环境可以发现,异位保存圃四周还有围墙,其外是居民房,通风状况差且郁蔽,旁边还有饲料厂,灰尘飘散,严重影响了东乡野生稻正常的孕穗、开花、灌浆,这可能是影响异位保存圃内东乡野