原、異位保存野生稻主要農藝性狀的比較研究

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。我國迄今發現野生稻的有8個省(區),東起臺灣省桃園縣(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),北抵江西省東鄉縣(28°14′N)。東鄉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,是迄今世界分布最北的野生稻。1978-1982年先后在東鄉縣發現了9個野生稻群落,并于1982年在江西省農科院水稻所內建立了東鄉野生稻異位保存圃,對9個野生稻群落進行采樣移栽保存。經過20多年的種植,原、異位保存的東鄉野生稻主要農藝性狀是否發生了變化呢?本文旨在通過對原、異位保存的普通野生稻的主要農藝性狀進行比較研究,探討野生稻異位保存中存在的問題,為野生稻的異位保存和利用提供理論依據。1原、異形材料+抽穗原位保護的材料取自庵家山,異位保存材料取自1982年從庵家山保護點移栽到江西省農科院水稻研究所東鄉野生稻異位保存圃中的材料。原、異位材料各定10株進行觀察記載,前期主要考查原、異位材料的萌發時間、分蘗力及成穗率。因野生稻的分蘗特性是持續不斷的,分蘗數計算至抽穗時為止。種子成熟后進行室內考種,考種內容包括株高、穗長、每穗實粒數、每穗總粒數、結實率、百粒重等,然后利用10株材料考種結果的平均值對原、異位材料進行分析比較。2結果與分析2.1實驗結果與分析20多年前,潘熙淦、饒憲章考察表明,東鄉野生稻原位保護區自然群落一般于每年驚蟄前后(3月5日)開始由近地表莖節萌發長出新的分蘗。本次考察結果表明,東鄉野生稻原位保護區自然群落一般于每年2月底開始由近地表莖節萌發長出新的分蘗;南昌異位保存圃中的群落則在3月初由近地表莖節開始萌發長出新的分蘗,萌發時間比原位遲2~3d。分析原因主要是由于南昌(28°41′N)在野生稻萌發期日均溫度相對低于東鄉原位保護區(28°14′N)。此外,隨著溫室效應的影響,全球氣溫升高變暖,東鄉野生稻的萌發期都有所提前。2.2原位使用人工林原、非流源、抽穗、灌漿生長、分材料的變化東鄉野生稻萌發后,前期分蘗、生長速度很慢,從3月5日萌發至7月1日,原、異位平均每株分蘗數僅為11.5和19.2穗;7月1日后,原、異位保護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原位圃。這可能是由于東鄉野生稻異位保存圃在江西省農科院水稻所內,栽插在水泥池中,種植的行株距為50cm×50cm,并按時進行除草、灌水,使東鄉野生稻生長環境較好,前期分蘗速度相對較快,最高分蘗每株達321.3穗;而原位保護區在東鄉樟塘,地勢低洼,有一大水塘,雖然可以滿足東鄉野生稻周年生長的水源供應,但野生稻群落中有許多雜草和伴生植物相互混雜生長在一起,與其競爭共存,從而影響了原位保存東鄉野生稻的分蘗速度和分蘗力。原位東鄉野生稻的分蘗數最高為225穗,平均每株比異位減少了近100穗。東鄉野生稻原、異位株高相差不大,分別為146.6cm和148.9cm,見表1。2.3穗長、每穗總粒數、每穗實粒數、結實率、百粒重的比較分析東鄉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,東鄉野生稻邊抽穗邊分蘗,抽穗持續時間長。原位保護區群落抽穗、灌漿一直持續到11月上中旬,而異位圃群落則持續至11月上旬停止抽穗、灌漿。由此可見東鄉野生稻的生長、分蘗、抽穗、灌漿與種植地的溫度緊密相關,只要在適宜的溫度范圍內,東鄉野生稻就會不斷的生長、分蘗、抽穗、成熟。從表2可知,原、異位保護在穗長和百粒重上變化不大,而在每穗總粒數、每穗實粒數、結實率等方面存在較大的差異,其結果分別為46.84粒、30.80粒、65.75%和58.28粒、20.91粒、35.88%。異位保護每穗總粒數比原位多11.44粒,但其每穗實粒數卻少9.89粒,結實率降低了45.43%。3討論3.1原位保護與聚類分析原位保護是在野生稻原始生態環境下,采取一定的人為設施,就地保存和保護野生稻種質。這是一種動態保護,其主要目標是保護物種或居群的進化和適應的潛在能力。因此,原位保護是保護東鄉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小分枝。本研究的結果也表明,異位保存的東鄉野生稻主要農藝性狀發生了較大的變化。因此,野生稻的原位保護意義更加重要,異位保存只能作為一種便于研究與利用的方式。3.2效能保存的自然環境異地保護是對野生稻遺傳資源的一種靜態保護,其目的在于盡可能完整地保存遺傳資源在其原產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上的研究與利用提供了便利條件。種質資源異位保存是目前國內外普遍采用的保存方法之一,但異位保存的周邊環境至關重要,直接影響到種質資源的遺傳穩定性和延續性。從東鄉野生稻異位種植的環境可以發現,異位保存圃四周還有圍墻,其外是居民房,通風狀況差且郁蔽,旁邊還有飼料廠,灰塵飄散,嚴重影響了東鄉野生稻正常的孕穗、開花、灌漿,這可能是影響異位保存圃內東鄉野