原、異位保存野生稻主要農(nóng)藝性狀的比較研究

原、異位保存野生稻主要農(nóng)藝性狀的比較研究

普通野生水稻是亞洲水稻的祖先，是改變水稻品種的重要資源。我國(guó)迄今發(fā)現(xiàn)野生稻的有8個(gè)省(區(qū)),東起臺(tái)灣省桃園縣(121°15′E),西至云南省盈江縣(97°56′E),南起海南省三亞市(18°09′N),北抵江西省東鄉(xiāng)縣(28°14′N)。東鄉(xiāng)野生稻屬普通野生稻,分布在28°14′N、116°36′E、海拔47.6m的紅壤小低丘地區(qū),是迄今世界分布最北的野生稻。1978-1982年先后在東鄉(xiāng)縣發(fā)現(xiàn)了9個(gè)野生稻群落,并于1982年在江西省農(nóng)科院水稻所內(nèi)建立了東鄉(xiāng)野生稻異位保存圃,對(duì)9個(gè)野生稻群落進(jìn)行采樣移栽保存。經(jīng)過(guò)20多年的種植,原、異位保存的東鄉(xiāng)野生稻主要農(nóng)藝性狀是否發(fā)生了變化呢?本文旨在通過(guò)對(duì)原、異位保存的普通野生稻的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較研究,探討野生稻異位保存中存在的問(wèn)題,為野生稻的異位保存和利用提供理論依據(jù)。1原、異形材料+抽穗原位保護(hù)的材料取自庵家山,異位保存材料取自1982年從庵家山保護(hù)點(diǎn)移栽到江西省農(nóng)科院水稻研究所東鄉(xiāng)野生稻異位保存圃中的材料。原、異位材料各定10株進(jìn)行觀察記載,前期主要考查原、異位材料的萌發(fā)時(shí)間、分蘗力及成穗率。因野生稻的分蘗特性是持續(xù)不斷的,分蘗數(shù)計(jì)算至抽穗時(shí)為止。種子成熟后進(jìn)行室內(nèi)考種,考種內(nèi)容包括株高、穗長(zhǎng)、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、百粒重等,然后利用10株材料考種結(jié)果的平均值對(duì)原、異位材料進(jìn)行分析比較。2結(jié)果與分析2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析20多年前,潘熙淦、饒憲章考察表明,東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)區(qū)自然群落一般于每年驚蟄前后(3月5日)開始由近地表莖節(jié)萌發(fā)長(zhǎng)出新的分蘗。本次考察結(jié)果表明,東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)區(qū)自然群落一般于每年2月底開始由近地表莖節(jié)萌發(fā)長(zhǎng)出新的分蘗;南昌異位保存圃中的群落則在3月初由近地表莖節(jié)開始萌發(fā)長(zhǎng)出新的分蘗,萌發(fā)時(shí)間比原位遲2~3d。分析原因主要是由于南昌(28°41′N)在野生稻萌發(fā)期日均溫度相對(duì)低于東鄉(xiāng)原位保護(hù)區(qū)(28°14′N)。此外,隨著溫室效應(yīng)的影響,全球氣溫升高變暖,東鄉(xiāng)野生稻的萌發(fā)期都有所提前。2.2原位使用人工林原、非流源、抽穗、灌漿生長(zhǎng)、分材料的變化東鄉(xiāng)野生稻萌發(fā)后,前期分蘗、生長(zhǎng)速度很慢,從3月5日萌發(fā)至7月1日,原、異位平均每株分蘗數(shù)僅為11.5和19.2穗;7月1日后,原、異位保護(hù)材料的分蘗速度開始加快,但南昌異位保存圃的分蘗速度明顯快于東鄉(xiāng)原位圃。這可能是由于東鄉(xiāng)野生稻異位保存圃在江西省農(nóng)科院水稻所內(nèi),栽插在水泥池中,種植的行株距為50cm×50cm,并按時(shí)進(jìn)行除草、灌水,使東鄉(xiāng)野生稻生長(zhǎng)環(huán)境較好,前期分蘗速度相對(duì)較快,最高分蘗每株達(dá)321.3穗;而原位保護(hù)區(qū)在東鄉(xiāng)樟塘,地勢(shì)低洼,有一大水塘,雖然可以滿足東鄉(xiāng)野生稻周年生長(zhǎng)的水源供應(yīng),但野生稻群落中有許多雜草和伴生植物相互混雜生長(zhǎng)在一起,與其競(jìng)爭(zhēng)共存,從而影響了原位保存東鄉(xiāng)野生稻的分蘗速度和分蘗力。原位東鄉(xiāng)野生稻的分蘗數(shù)最高為225穗,平均每株比異位減少了近100穗。東鄉(xiāng)野生稻原、異位株高相差不大,分別為146.6cm和148.9cm,見表1。2.3穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、百粒重的比較分析東鄉(xiāng)野生稻原位群落一般于8月下旬開始抽穗,南昌異位圃一般在8月底9月初開始抽穗。由于具有叢生特性,東鄉(xiāng)野生稻邊抽穗邊分蘗,抽穗持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。原位保護(hù)區(qū)群落抽穗、灌漿一直持續(xù)到11月上中旬,而異位圃群落則持續(xù)至11月上旬停止抽穗、灌漿。由此可見東鄉(xiāng)野生稻的生長(zhǎng)、分蘗、抽穗、灌漿與種植地的溫度緊密相關(guān),只要在適宜的溫度范圍內(nèi),東鄉(xiāng)野生稻就會(huì)不斷的生長(zhǎng)、分蘗、抽穗、成熟。從表2可知,原、異位保護(hù)在穗長(zhǎng)和百粒重上變化不大,而在每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等方面存在較大的差異,其結(jié)果分別為46.84粒、30.80粒、65.75%和58.28粒、20.91粒、35.88%。異位保護(hù)每穗總粒數(shù)比原位多11.44粒,但其每穗實(shí)粒數(shù)卻少9.89粒,結(jié)實(shí)率降低了45.43%。3討論3.1原位保護(hù)與聚類分析原位保護(hù)是在野生稻原始生態(tài)環(huán)境下,采取一定的人為設(shè)施,就地保存和保護(hù)野生稻種質(zhì)。這是一種動(dòng)態(tài)保護(hù),其主要目標(biāo)是保護(hù)物種或居群的進(jìn)化和適應(yīng)的潛在能力。因此,原位保護(hù)是保護(hù)東鄉(xiāng)野生稻自身特性和豐富其遺傳多樣性的重要手段。楊慶文,余麗琴等研究表明,異位保存群體的遺傳多樣性只有原位群體的71.1%,且異位保存材料在聚類圖中聚在一起,僅為原位群體聚類圖的一個(gè)小分枝。本研究的結(jié)果也表明,異位保存的東鄉(xiāng)野生稻主要農(nóng)藝性狀發(fā)生了較大的變化。因此,野生稻的原位保護(hù)意義更加重要,異位保存只能作為一種便于研究與利用的方式。3.2效能保存的自然環(huán)境異地保護(hù)是對(duì)野生稻遺傳資源的一種靜態(tài)保護(hù),其目的在于盡可能完整地保存遺傳資源在其原產(chǎn)地的遺傳多樣性和遺傳組成。野生稻異位圃的建立,為野生稻在育種與生物技術(shù)上的研究與利用提供了便利條件。種質(zhì)資源異位保存是目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的保存方法之一,但異位保存的周邊環(huán)境至關(guān)重要,直接影響到種質(zhì)資源的遺傳穩(wěn)定性和延續(xù)性。從東鄉(xiāng)野生稻異位種植的環(huán)境可以發(fā)現(xiàn),異位保存圃四周還有圍墻,其外是居民房,通風(fēng)狀況差且郁蔽,旁邊還有飼料廠,灰塵飄散,嚴(yán)重影響了東鄉(xiāng)野生稻正常的孕穗、開花、灌漿,這可能是影響異位保存圃內(nèi)東鄉(xiāng)野