不同甘藍(lán)型油菜品種磷素籽粒生產(chǎn)效率的配合力及遺傳參數(shù)分析

楊 光， 左青松， 晉 晨， 朱慶洋， 李苗苗， 冷鎖虎*

(1 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 江蘇省作物遺傳生理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育點(diǎn)，江蘇揚(yáng)州 225009; 2 蘇州市康綠農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展有限公司，江蘇蘇州 215155)

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.2 田間設(shè)計(jì)

1.3 考察性狀

成熟期每小區(qū)取樣5株，從子葉節(jié)處將根系剪掉，80℃恒溫烘干，分別測定莖枝、 果殼和籽粒干重。植株樣品粉碎后，用H2SO4-H2O2消化，采用釩鉬黃比色法測定葉片、 莖枝、 果殼和籽粒全磷含量。計(jì)算地上部磷素吸收總量和磷素籽粒生產(chǎn)效率，磷素籽粒生產(chǎn)效率=籽粒產(chǎn)量/磷素吸收總量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用劉來福[18]的方法對一般配合力和特殊配合力進(jìn)行估算，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步估算群體的遺傳參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 親本和雜交組合磷素籽粒生產(chǎn)效率的綜合表現(xiàn)

表1 親本和雜交種磷素吸收總量和磷素籽粒生產(chǎn)效率的差異

2.2 磷素籽粒生產(chǎn)效率的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)

磷素籽粒生產(chǎn)效率的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)如表2。P150和CK處理離中親優(yōu)勢的正向組合數(shù)分別為62和56個(gè)，分別比負(fù)向組合數(shù)多39和27個(gè), 雜交種磷素籽粒生產(chǎn)效率超過親本平均值的數(shù)量較多。P150和CK處理超親優(yōu)勢的正向組合數(shù)分別為51和38個(gè)，比負(fù)向組合數(shù)分別多40和16個(gè)，說明雜交種磷素籽粒生產(chǎn)效率超過高親的比例明顯高于低親的比例。結(jié)合表2結(jié)果，不論施用磷肥與否，雜交種的磷素籽粒生產(chǎn)效率都高于親本，顯示出多數(shù)雜交組合的磷素籽粒生產(chǎn)效率具有雜種優(yōu)勢。

表2 磷素籽粒生產(chǎn)效率呈現(xiàn)正、 負(fù)優(yōu)勢的雜交種的數(shù)量

2.3 磷素籽粒生產(chǎn)效率的一般配合力分析

GCA是對基因加性效應(yīng)的度量，由于加性效應(yīng)能夠穩(wěn)定地遺傳和固定，所以各性狀一般配合力大小在育種上具有重要的意義。表3結(jié)果表明，磷素籽粒生產(chǎn)效率的GCA 表現(xiàn)出正向和負(fù)向兩類效應(yīng)，不同處理?xiàng)l件下磷素籽粒生產(chǎn)效率的一般配合力表現(xiàn)存在差異。P150處理9(ZS-3)、 10(SL-1)和11(滬油15)一般配合力比較高，分別為10.06、 15.70和10.58， 而5(ZJ-3)和17(揚(yáng)0401)比較小，分別為-11.69和-9.89; CK處理中6(SY07)的一般配合力最高，為26.29， 7(南農(nóng)-1)、 8(揚(yáng)選215)和9(ZS-3)的比較高，分別為8.41、 10.83和15.14，12(蘇油4號(hào))、 15(揚(yáng)油6號(hào))和16(紅油3號(hào))比較小，分別為-10.43、 -14.32和-10.39。在兩個(gè)處理中， 9(ZS-3)的一般配合力表現(xiàn)都比較高，利用其作為親本在不同處理下都可能容易獲得高磷素籽粒生產(chǎn)效率組合，而5(ZJ-3)和7(南農(nóng)-1)的一般配合力都相對較低，利用其作為親本易獲得低磷素籽粒生產(chǎn)效率組合。

2.4 磷素籽粒生產(chǎn)效率的特殊配合力分析

特殊配合力SCA 是兩個(gè)自交系雜交后通過相互作用才能表現(xiàn)為非加性效應(yīng)，即基因的顯性和上位性效應(yīng)，它不能穩(wěn)定地遺傳，但可以為雜種優(yōu)勢的利用和雜交種的選育提供重要信息。表4可以看出， P150處理中1×18組合(滬5024×蘇油1號(hào))、 9×21組合(ZS-3×YY-7)、 11×22組合(滬油15×YC-1)和12×18組合(蘇油4號(hào)×蘇油1號(hào))的特殊配合力比較高，分別為18.86、 20.36、 29.31和18.47， 1×21組合(滬5024×YY-7)特殊配合力最小，為-19.35， 11×18組合(滬油15×蘇油1號(hào))、 12×21組合(蘇油4號(hào)×YY-7)和16×22組合(紅油3號(hào)×YC-1)的特殊配合力也比較小，分別為-14.02、 -15.95和-14.46。CK處理中9×18組合(ZS-3×蘇油1號(hào))的特殊配合力最高為39.21，1×20組合(滬5024×湘05499)、 6×22組合(SY07×YC-1)、 12×19組合(蘇油4號(hào)×ZJ-11)和13×20組合(NY-14×湘05499)的特殊配合力也比較高，分別為20.01、 29.25、 27.82和21.00， 6×18組合(SY07×蘇油1號(hào))和9×22組合(ZS-3×YC-1)特殊配合力較小，分別為-23.49和-23.90。

表3 不同處理下自交系磷素籽粒生產(chǎn)效率的一般配合力值

表4 不同處理磷素籽粒生產(chǎn)效率的特殊配合力值

2.5 磷素籽粒生產(chǎn)效率的遺傳參數(shù)分析

遺傳效應(yīng)包括加性和非加性效應(yīng)，加性效應(yīng)是基因位點(diǎn)內(nèi)等位基因的累加效應(yīng)，易被固定，能穩(wěn)定遺傳，非加性效應(yīng)(顯性和上位性)是等位基因或非等位基因的互作，較難穩(wěn)定遺傳，但對選配優(yōu)良的雜交組合有特殊的意義。遺傳效應(yīng)方差是反映某一遺傳變異程度的參數(shù)，可用來估計(jì)某一性狀效應(yīng)變化情況，從而確定某性狀的遺傳力。從表5可以看出，在P150處理和CK處理一般配合力方差相對較小，分別為20.18%和35.52%，特殊配合力相對較大，分別為79.82%和64.48%，說明其非加性效應(yīng)作用較大。遺傳力估算結(jié)果表明，P150處理和CK處理的狹義遺傳力分別為19.49%和35.05%。

表5 不同處理?xiàng)l件下磷素籽粒生產(chǎn)效率的遺傳參數(shù)估值

3 討論與結(jié)論

由于磷在植物生長發(fā)育過程中的重要作用，植物在進(jìn)化的過程中形成了一系列的適應(yīng)機(jī)制以應(yīng)對低磷脅迫，磷素在吸收利用方面存在基因型差異。馮曉英等[19]研究表明， 烤煙在苗期根系磷含量的雜種優(yōu)勢明顯，還具有超高親優(yōu)勢。李賓興等[20]研究表明， 小麥植株成熟期全磷量和旗葉酸性磷酸化酶活性的離中優(yōu)勢和超高親優(yōu)勢多為正向優(yōu)勢。本文研究結(jié)果表明，油菜磷素籽粒生產(chǎn)效率在兩個(gè)處理中雜交種的平均值均高于親本，P150和CK處理雜交種平均值與親本平均值相比增加幅度分別為6.41%和7.64%。離中親優(yōu)勢的正向組合數(shù)明顯多于負(fù)向組合數(shù)，其中P150處理正向組合數(shù)最多為62個(gè)，負(fù)向組合數(shù)最少為23個(gè)。超親優(yōu)勢中正向組合數(shù)(超高親)明顯多于負(fù)向組合數(shù)(超低親)，其中P150處理正向組合數(shù)最多的達(dá)51個(gè)，負(fù)向組合數(shù)最少的為11個(gè)。由此可以看出多數(shù)雜交組合的磷素籽粒生產(chǎn)效率存在雜種優(yōu)勢。

雜交水稻磷素性狀的遺傳分析顯示磷利用效率同時(shí)受基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)的影響[21]。本研究結(jié)果顯示磷素籽粒生產(chǎn)效率的遺傳參數(shù)在不同試驗(yàn)條件下存在差異，P150處理和CK處理一般配合力方差相對較小，分別為20.18%和35.52%，特殊配合力相對較大，分別為79.82%和64.48%，其非加性效應(yīng)作用較大。遺傳力估算結(jié)果表明，磷素籽粒生產(chǎn)效率廣義遺傳力較高，P150處理和CK處理的分別為96.60%和98.68%; 狹義遺傳力較小，P150處理和CK處理的分別為19.49%和35.05%。

關(guān)于油菜性狀的雜種優(yōu)勢和遺傳效應(yīng)的研究比較多，尤其是關(guān)于產(chǎn)量性狀方面的研究。由于不同的研究者所用材料的差異以及環(huán)境條件的不同其結(jié)果也不盡相同，例如李莓等[22]研究結(jié)果顯示油菜產(chǎn)量的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別為76.7%和10.1%，劉絢霞等[23]研究結(jié)果顯示產(chǎn)量的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別為 83.16%和63.00%。因此對來源于不同實(shí)驗(yàn)的遺傳力數(shù)據(jù)必須慎重加以比較，不能簡單從數(shù)據(jù)大小來比較。本試驗(yàn)結(jié)果顯示在兩個(gè)肥力水平下，品系9(ZS-3)的一般配合力都較高，利用其作為親本可能容易獲得高磷素籽粒生產(chǎn)效率組合，6×20(SY07×湘05499)、 13×20(NY-14×湘05499)、 14×21(湘05487×YY-7)三個(gè)組合的特殊配合力較高，可以為磷素籽粒生產(chǎn)效率雜種優(yōu)勢的利用提供種質(zhì)組合資源。

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