蘿卜自交系數(shù)量性狀的配合力分析

王 彬 林 超 李利斌 劉立峰 高 玲 高建偉

摘要:選用9個(gè)蘿卜自交系作親本,采用Griffing方法Ⅰ,利用9×9完全雙列雜交,對(duì)根質(zhì)量、根長(zhǎng)、根直徑3個(gè)主要性狀進(jìn)行研究。結(jié)果表明,蘿卜根質(zhì)量、根長(zhǎng)和根莖同時(shí)受基因加性效應(yīng)、非加性效應(yīng)及反交效應(yīng)的共同作用。以自交系P6作為親本配制的雜交組合,根質(zhì)量和根長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)較為明顯,P6×P8組合的特殊配合力效應(yīng)值最高。

關(guān)鍵詞:蘿卜;數(shù)量性狀;配合力分析

中圖分類號(hào):S631.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.06.011

Analysis of Combining Ability of Quantitative Traits of Radish Inbred Lines

WANG Bin1,2, LIN Chao1,2, LI Li-bin2, LIU Li-feng2, GAO Ling1, GAO Jian-wei1,2

(1.College of Life Science, Qingdao Agricultural University,Qingdao, Shandong 266109, China;2.Institute of Vegetable, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan, Shandong 250100, China)

Abstract:The three main quantitative characters( root weight, length,diametrer) in 9 inbred lines of radish were analyzed with the complete diallel cross design and Griffing method I. The results showed that these genetic characters were simultaneously influenced by gene additive effect,nonadditive effect and reciprocal-cross effect. In combinations crossed from the inbred line P6, the heterosis of root weight and length was relatively remarkeble, and the SCA value of the combination P6×P8 was the largest.

Key words:radish; quantative traits; combining ability analysis

蘿卜(Raphanus sativus L. )又名萊菔、蘆菔,十字花科蘿卜屬,居蔬菜作物種植面積第2位。我國(guó)是蘿卜的起源地之一,種質(zhì)資源十分豐富。近年來(lái),蘿卜雄性不育系的選育和利用取得了不少成就,培育出許多優(yōu)良品種[1,2]。雜交育種是蘿卜育種的重要途徑,親本的選擇是育種成敗的關(guān)鍵。因此,研究蘿卜重要性狀遺傳規(guī)律,預(yù)測(cè)親本的配合力,對(duì)正確配制組合、有效地進(jìn)行后代選擇和雜種優(yōu)勢(shì)利用具有重要的作用。配合力的概念由Sprague等[3]在玉米育種中首次提出,目前常用的是全雙列雜交和不完全雙列雜交兩種方法[4]。配合力高低是決定雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)弱的主要因素,是選配親本的主要指標(biāo),而配合力分析能為雜交育種正確評(píng)價(jià)親本和組合提供依據(jù)。本試驗(yàn)對(duì)9個(gè)優(yōu)良的高代自交系按照完全雙列雜交的方式對(duì)蘿卜的3個(gè)重要性狀根質(zhì)量、根長(zhǎng)、根直徑進(jìn)行配合力分析,測(cè)定各個(gè)親本的一般配合力和特殊配合力,以期選出優(yōu)良的雜交組合,并為今后的蘿卜育種工作提供參考。

1材料和方法

1.1供試材料

9個(gè)具有不同性狀的蘿卜高代自交系,其中包括白蘿卜和青蘿卜。9個(gè)自交系分別用P1、P2……P9表示。

1.2田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照蘿卜育種目標(biāo)及親本選配的原則,選擇綜合性好的9個(gè)蘿卜自交系作為親本,采用完全雙列雜交設(shè)計(jì)中的GriffingⅣ,方法Ⅰ配制雜交組合[5,6],共配制81個(gè)雜交組合(包括正反交)。各F1及其親本種植采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),重復(fù)3次,每小區(qū)15棵,株行距為0.7 m×0.2 m。試驗(yàn)地點(diǎn)在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所試驗(yàn)基地,土壤為粘壤土,肥力中等,每公頃施紅日阿康艷陽(yáng)天硫酸鉀復(fù)合肥170 kg。2007年8月15日播種,11月8日開始對(duì)各個(gè)性狀展開調(diào)查。

2結(jié)果與分析

2.13個(gè)主要性狀的方差分析

對(duì)完全雙列雜交組合的3個(gè)目標(biāo)性狀進(jìn)行方差分析(表1),結(jié)果表明,3個(gè)目標(biāo)性狀組合間均呈極顯著差異,這說(shuō)明完全雙列雜交的81個(gè)組合在根質(zhì)量、根長(zhǎng)、根直徑的性狀上存在著真實(shí)性的遺傳差異,表型受到一般配合力、特殊配合力和反交效應(yīng)的影響[7]。因而,可以進(jìn)一步進(jìn)行配合力方差分析。

2.2配合力方差分析

蘿卜雜交組合3個(gè)主要性狀的配合力方差分析見表2。可以看出,這3個(gè)性狀的一般配合力(GCA) 方差、特殊配合力(SCA) 方差及反交(R)方差都達(dá)極顯著水平,說(shuō)明各性狀的遺傳特性同時(shí)受基因加性效應(yīng)、非加性效應(yīng)及反交效應(yīng)共同作用,需要對(duì)其一般配合力效應(yīng)、殊配合力效應(yīng)及反交效應(yīng)分別進(jìn)行分析。

2.3 一般配合力分析

一般配合力是指某一親本的各個(gè)性狀對(duì)雜交組合影響的平均表現(xiàn),主要決定于基因的加性效應(yīng),是對(duì)基因加性效應(yīng)的度量,是可以遺傳的部分,其值的大小和正負(fù)表示各性狀加性基因遺傳作用的大小和方向。從表3結(jié)果看出,同一性狀的不同組合一般配合力相差較大,同一組合在不同性狀上的表現(xiàn)也存在很大差異,這是由于親本的遺傳特性所決定的。了解同一組合不同性狀配合力差異,有目的地選擇性狀間的一般配合力較高且能互補(bǔ)的雙親進(jìn)行雜交,有利于獲得綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的雜交種。

根質(zhì)量歷來(lái)是蘿卜育種過(guò)程中較為注重的性狀。由表3可見,9個(gè)親本的根質(zhì)量效應(yīng)方面存在差異,但是這種差異不如根長(zhǎng)效應(yīng)差異顯著?？偟膩?lái)說(shuō),根質(zhì)量的一般配合力效應(yīng)P6>P1>P8>P5>P3>P4>P7>P9>P2。其中親本P1、P5、P6、P8表現(xiàn)為正向效應(yīng),親本P2、P3、P4、P7和P9表現(xiàn)為負(fù)向效應(yīng)。

對(duì)于根長(zhǎng)一般配合力效應(yīng),親本P1、P5、P6、P7和P8的效應(yīng)值表現(xiàn)為正值,其余親本的一般配合力效應(yīng)值則表現(xiàn)為負(fù)值,各親本之間差異均達(dá)顯著或極顯著水平。其中,親本P6根長(zhǎng)性狀的一般配合力效應(yīng)值呈顯著正向優(yōu)勢(shì)。

蘿卜各親本在根直徑這一性狀上的一般配合力效應(yīng)值大小排列為P8>P4>P3>P2>P1>P6>P5>P9>P7,其中P8與P7分別占據(jù)了兩個(gè)極限,差異較為明顯,其中P8的正向效應(yīng)較為顯著。

2.4特殊配合力效應(yīng)分析

特殊配合力是指雜交組合與其雙親平均表現(xiàn)的預(yù)期結(jié)果的偏差。特殊配合力是由非加性效應(yīng)提供的度量值,它反映了兩親本之間的特殊關(guān)系。特殊配合力受環(huán)境影響較大,不能穩(wěn)定遺傳,但可用來(lái)指導(dǎo)雜種優(yōu)勢(shì)的利用和雜交種的選育。特殊配合力效應(yīng)包括等位基因的顯性效應(yīng)、上位性效應(yīng)及不同基因間的相互作用等非加性效應(yīng),是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)的主要因素。表4列出36個(gè)正交組合特殊配合力效應(yīng)值,以便了解這些非加性基因效應(yīng),掌握不同親本間雜交產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)的大小,有效的利用親本并篩選優(yōu)勢(shì)組合。

36個(gè)雜交組合中有24個(gè)為正向效應(yīng),12個(gè)為負(fù)向效應(yīng),其特殊配合力效應(yīng)值變化范圍為-0.208 6~0.336 2。在高特殊配合力效應(yīng)值雜交組合中,親本P6出現(xiàn)了2次,4個(gè)組合P6×P8、P6×P9、P2×P7、P1×P8的特殊配合力效應(yīng)值呈明顯的正向優(yōu)勢(shì)。

不同雜交組合根長(zhǎng)性狀的特殊配合力效應(yīng)值存在很大差異,其變異幅度為-7.958 4~8.800 8,表明對(duì)根長(zhǎng)性狀起作用的具有非加性效應(yīng)的基因在不同親本自交系配制組合時(shí),非加性基因間的相互作用及其所引起的性狀變異是不同的。在36個(gè)雜交組合中,特殊配合力為負(fù)值,即表現(xiàn)為負(fù)向效應(yīng)的組合有20個(gè),占全部組合的55.56%,表現(xiàn)為正向效應(yīng)的組合有16個(gè),占全部組合的44.44%。在所有雜交組合中,P6×P8組合的特殊配合力效應(yīng)值最高,P1×P3組合次之。

根直徑性狀特殊配合力效應(yīng)值的變異幅度為-1.15~2.059 3。其中表現(xiàn)正向效應(yīng)與負(fù)向效應(yīng)的組合各有18個(gè),分別占組合總數(shù)的50.0%。

2.5反交效應(yīng)分析

通過(guò)表2模型Ⅱ分析發(fā)現(xiàn),各性狀的反交效應(yīng)F值都達(dá)到極顯著水平,表明在F1代雜種組合中有反交效應(yīng)存在,細(xì)胞質(zhì)基因也影響各性狀的遺傳。

由表5可以看出,根質(zhì)量的反交效應(yīng)值變異幅度較大(-0.183 3~0.208 3),反交效應(yīng)為正值的組合有16個(gè),占全部組合的44.44%,反交效應(yīng)為負(fù)值的組合有20個(gè),占55.56%。其中,組合P9×P6

(0.208 3)的反交效應(yīng)值最高,其次是P2×P1(0.131 7)、P6×P4(0.131 7)、P8×P7(0.118 3)。這些組合具有較大的反交效應(yīng),表明這些組合正交的根質(zhì)量高于反交的根質(zhì)量,使用時(shí)應(yīng)選用正交組合。

根長(zhǎng)的反交效應(yīng)值變異幅度為-6.066 7~12.500 0,反交效應(yīng)為正值的有22個(gè),占61.11%,

其中,組合P6×P1(12.500 0)、P7×P1(8.750 0)、P6×P4(4.983 3)的反交效應(yīng)值較大,而P5×P1(-5.783 3)、P8×P1(-6.066 7)反交效應(yīng)值為絕對(duì)值較大的負(fù)值,組合P8×P2(0.150 0)、P9×P3(-0.316 7)反交效應(yīng)的絕對(duì)值較小 。

根直徑的反交效應(yīng)值變異幅度為-1.666 7~1.900 0,反交效應(yīng)為正值的有18個(gè),占50.0%,其中,組合P3×P2(1.900 0)、P9×P6(1.183 3 )的反交效應(yīng)值較大,而P2×P1(-1.666 7)、P8×P4(-1.55)反交效應(yīng)值為絕對(duì)值較大的負(fù)值,組合P9×P8(0)、P5×P4(-0.033 3)、P6×P4(0.033 3)、P6×P1(0.033 3)反交效應(yīng)的絕對(duì)值較小。

3討論

3.1一般配合力和特殊配合力的相對(duì)獨(dú)立性

本結(jié)果表明,蘿卜在配合力方面有如下規(guī)律,即同一親本不同性狀的一般配合力效應(yīng)值有很大的差異,同一性狀不同親本之間一般配合力也有很大的差異,通常一般配合力高的親本容易產(chǎn)生特殊配合力高的組合。要想獲得特殊配合力高的組合,其雙親中至少有一親本具有較高的一般配合力。很多學(xué)者認(rèn)為一般配合力高的自交系不一定能組配出特殊配合力高的雜交組合,但特殊配合力高的雜交組合中一定有一般配合力高的親本。

3.2蘿卜3個(gè)親本的配合力分析

本試驗(yàn)選用9個(gè)親本的配合力分析表明,3個(gè)蘿卜性狀(根長(zhǎng)、根直徑、根質(zhì)量)的一般配合力、特殊配合力和反交效應(yīng)方差分析均達(dá)到了極顯著水平,說(shuō)明這3個(gè)性狀的遺傳特性同時(shí)受基因加性效應(yīng)、非加性效應(yīng)及反交效應(yīng)的共同作用。親本配合力是決定雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)弱的主要因素,是選配親本的主要指標(biāo)。不同材料的配合力存在著很大的差異,只有選出高配合力自交系,才能組配出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種[8-13]。

根據(jù)親本一般配合力效應(yīng)值高低,還可了解親本對(duì)雜種貢獻(xiàn)的大小,以便對(duì)親本作出評(píng)價(jià)。從蘿卜肉質(zhì)根質(zhì)量來(lái)看,親本P1、P6和P8的一般配合力較高,雜種后代有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),如P1×P2、P3×P8、P6×P9、P6×P8等,而且P6作母本和父本都有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),P6作父本時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交組合的可能性更大(P3×P6、P9×P6、P7×P6)。因此,在選擇親本時(shí)可以優(yōu)先考慮P6作為雜交育種父本。

特殊配合力受具有非加性效應(yīng)的基因控制,了解特殊配合力的高低可以為雜交種優(yōu)良組合的配制提供依據(jù)。根質(zhì)量的特殊配合力高低與一般配合力有一定關(guān)系,一般配合力較高的親本為P6和P8,其正交和反交的根質(zhì)量效應(yīng)都較高,優(yōu)勢(shì)組合主要有P1×P8、P3×P6、P3×P8、P6×P9、P6×P8等。一般配合力較低的P2和P9,其特殊配合力有高有低,P2×P1、P9×P2、P9×P6、P6×P9、P1×P2、P2×P7較高,P4×P2、P9×P8較低。所以,在蘿卜雜種優(yōu)勢(shì)利用中,可以優(yōu)先考慮一般配合力和特殊配合力都較高的P6和P8作為親本。

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