紫花苜蓿多元雜交后代產(chǎn)量和品質(zhì)一般配合力分析及遺傳參數(shù)的估算

王虹,師尚禮,張旭業(yè),張黎

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,中美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州730070)

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紫花苜蓿多元雜交后代產(chǎn)量和品質(zhì)一般配合力分析及遺傳參數(shù)的估算

王虹,師尚禮*,張旭業(yè),張黎

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,中美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州730070)

摘要：為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿新品種，以篩選出的16個(gè)苜蓿優(yōu)良株系的半同胞后代為材料，研究其產(chǎn)量和品質(zhì)的一般配合力，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，一般配合力高的株系有白花3號(hào)和速生4號(hào)，一般配合力中等的株系有速生15號(hào)、速生12號(hào)、白花1號(hào)、白花2號(hào)和速生1號(hào)等，這些株系都具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn)，均可作為優(yōu)良親本，參與下一步優(yōu)良株系雜交組合的配置育種應(yīng)用。16個(gè)株系組合的廣義遺傳力由大到小順序是：相對(duì)飼用價(jià)值>干草產(chǎn)量>葉莖比>粗蛋白>分枝數(shù)>節(jié)間長>株高>生長速度，其中，除了株高和生長速度，其余性狀的廣義遺傳力都較高，均在80%以上，可以作為進(jìn)行早代選擇的指標(biāo)。該研究可為雜交育種正確評(píng)價(jià)親本和組合提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；配合力；遺傳參數(shù)

紫花苜蓿(Medicagosativa)作為一種多年生豆科草本植物，其草產(chǎn)量高，營養(yǎng)價(jià)值好，分布廣，適口性強(qiáng)，素有“牧草之王”的美稱[1]。近年來，隨著國家農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和畜牧業(yè)的發(fā)展，苜蓿種植面積逐年擴(kuò)大，并逐步向規(guī)?；?、集約化方向發(fā)展，苜蓿產(chǎn)業(yè)己漸漸成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的新興產(chǎn)業(yè)[2]。目前我國苜蓿品種普遍存在品種單一老化，高產(chǎn)期速度慢，產(chǎn)量低，品質(zhì)差等問題，嚴(yán)重阻礙了苜蓿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿新品種具有十分重要的意義。

如何選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的紫花苜蓿新品種，一直是苜蓿育種工作中的重要內(nèi)容。紫花苜蓿為異源四倍體，在其品種內(nèi)和品種間存在著豐富的遺傳多樣性，利用雜種優(yōu)勢(shì)培育紫花苜蓿新品種始終是最基本也是最重要的途徑[3]。紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的選擇采用多元雜交法，這樣可以將多個(gè)親本的優(yōu)良性狀通過雜交集成到一個(gè)后代單株上并形成新品種。采用多元雜交時(shí)，選擇的親本必須具有代表性。如何正確地選擇親本，并予以合理組配，配合力在這方面是很有幫助的。親本的配合力是雜交組合中親本各性狀配合能力的一個(gè)指標(biāo)，是配制雜交組合的重要依據(jù)和參考指標(biāo)[4]。利用配合力選配親本組合，可以縮小處理材料的時(shí)間和范圍，提高育種效果，加快育種進(jìn)程。親本配合力效應(yīng)值的估算是通過對(duì)雜合狀態(tài)的F1群體進(jìn)行測(cè)定獲得的。苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的一般配合力測(cè)定是開展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)苜蓿新品種輪回選擇的重要環(huán)節(jié)。產(chǎn)量和品質(zhì)一般配合力高的株系相互雜交，會(huì)使高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基因更好地累加、重組[5]。遺傳力是親代性狀能遺傳給子代，造成子代類似其親本的程度和能力，是對(duì)不同世代的雜種后代群體進(jìn)行數(shù)量性狀選擇的可靠指標(biāo)[6]。遺傳力大，則說明雜種群體的變異主要是由遺傳造成的，反之，如果遺傳力很小，說明這個(gè)性狀的變異主要是由環(huán)境影響造成的。因此，培育紫花苜蓿新品種時(shí)，早期世代則可著重對(duì)遺傳力值較大的性狀進(jìn)行選擇。此外，還可由遺傳力預(yù)估育種群體的遺傳進(jìn)度，從而為制訂育種方案提供科學(xué)依據(jù)[7]。

對(duì)于苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)篩選的研究有很多報(bào)道[8]，但對(duì)于其產(chǎn)量和品質(zhì)一般配合力和遺傳力的分析尚未見過相關(guān)報(bào)道。為了培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的紫花苜蓿新品種，本研究以直立豐產(chǎn)型甘農(nóng)3號(hào)、高秋眠6～7級(jí)優(yōu)質(zhì)型抗薊馬甘農(nóng)5號(hào)、中度秋眠5～6級(jí)速生型游客紫花苜蓿為親本進(jìn)行多元雜交，以大田選擇得到的16個(gè)優(yōu)良株系半同胞后代為材料，對(duì)這16個(gè)株系的F1產(chǎn)量構(gòu)成因子及品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算16個(gè)株系各性狀的配合力，以便從中篩選高配合力的株系，為下一步常規(guī)雜交育種的親本利用和強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的選配提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州牧草試驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)站位于蘭州市西北部，地處黃土高原西端，海拔1517.3 m，屬溫帶半干旱大陸性氣候，年降水量200～320 mm，年蒸發(fā)量1664 mm，年均日照2770 h，年均氣溫9.7℃，最熱月平均氣溫29.1℃，最冷月平均氣溫-14.9℃，區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，肥力均勻，土壤類型為黃綿土，黃土層較薄，土壤有機(jī)質(zhì)含量0.84%，pH 7.5，土壤含鹽量0.25%，有效氮95.05 mg/kg，有效磷7.32 mg/kg，有效鉀182.8 mg/kg[9]。

1.2材料來源

選取灌區(qū)直立豐產(chǎn)型甘農(nóng)3號(hào)紫花苜蓿(M.sativacv. Gannong No.3)、中度秋眠5～6級(jí)速生型游客紫花苜蓿(M.sativacv. Eureka)和高秋眠8～9級(jí)速生抗薊馬甘農(nóng)5號(hào)紫花苜蓿(M.sativacv. Gannong No.5)為親本材料，2008年7月，三親本種子以1∶1∶1的比例在甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院榆中農(nóng)場(chǎng)(周邊無苜蓿)混合播種，2009年隔離外源花粉，群體開放授粉，收獲所有單株的第一代種子，于當(dāng)年7月中旬種植收獲的第一代雜交種子[10]。2010年通過大田表型選擇，篩選優(yōu)良單株248個(gè)，分株收種。2011年春季將收到的種子種植成株系行，經(jīng)過2012年和2013年連續(xù)兩年綜合評(píng)價(jià)篩選，得到了16個(gè)優(yōu)良株系。2013年8月，篩選出的16個(gè)優(yōu)良株系，隔離3個(gè)親本和周圍外源花粉，群體開放授粉，分系收種，這樣得到的每份株系種子的母本各不相同，而父本由于是16個(gè)株系群體中的任意花粉，因此，可近似看作父本相同[11]。本試驗(yàn)以入選的16個(gè)優(yōu)良株系所收獲得半同胞種子和甘農(nóng)3號(hào)、甘農(nóng)5號(hào)、游客苜蓿為材料進(jìn)行研究(表1)。

表1　供試苜蓿材料名稱及來源

GSAU:Gansu Agricultural University.

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理16個(gè)優(yōu)良株系的半同胞后代單株種子和3個(gè)對(duì)照甘農(nóng)3號(hào)、甘農(nóng)5號(hào)和游客播種采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)株系后代種子播種2行，行長3.5 m，行距 0.3 m，重復(fù) 3 次。2014 年4月18日播種，播量15 kg/hm2，均為條播。整個(gè)生育期不澆水，適時(shí)人工鋤草。

1.3.2測(cè)定指標(biāo)及方法草產(chǎn)量：在每茬初花期，每個(gè)株系隨機(jī)取樣1 m樣段，并做好標(biāo)記，齊地刈割后稱重量，重復(fù)3次，取平均值，根據(jù)鮮干比計(jì)算干草產(chǎn)量。測(cè)產(chǎn)時(shí)，每個(gè)株系稱鮮草200 g，自然風(fēng)干后稱重，計(jì)算鮮干比。年度產(chǎn)量為各茬草產(chǎn)量之和。

株高：第一茬初花期測(cè)產(chǎn)前，每個(gè)株系隨機(jī)選擇10株，測(cè)量其自然高度，3次重復(fù)，取平均值。

分枝數(shù)：第一茬初花期測(cè)產(chǎn)前，每個(gè)株系隨機(jī)取10株，測(cè)定從根莖直接長出的分枝，3次重復(fù)，取平均值。

葉莖比：在第一茬鮮草測(cè)產(chǎn)時(shí)，每個(gè)株系分別取有代表性的鮮草樣200 g，莖葉分離，測(cè)定莖重量和葉重量，計(jì)算葉莖比(葉重量/莖重量)，3次重復(fù)，取平均值。

生長速度：第一茬草從分枝期開始，每個(gè)株系隨機(jī)選取10個(gè)單株，做好標(biāo)記，每隔7 d測(cè)定一次生長高度，直到初花期，生長速度=生長高度/生長天數(shù)，3次重復(fù)，取平均值。

節(jié)間長：第一茬初花期測(cè)產(chǎn)前，每個(gè)株系隨機(jī)選擇10株，測(cè)量每個(gè)單株最長一節(jié)的長度，3次重復(fù)，取平均值。

營養(yǎng)品質(zhì)的測(cè)定：第一茬苜蓿獲得干草產(chǎn)量后，取部分干草，粉碎過 0.2 mm篩并保存。粗蛋白質(zhì)(CP，crude protein)采用凱氏定氮法測(cè)定，中性洗滌纖維(NDF，neutral detergent fiber)和酸性洗滌纖維(ADF，acid detergent fiber)分別按中性洗滌劑法和酸性洗滌劑法測(cè)定[12]。相對(duì)飼用價(jià)值(RFV，relative feeding value)以干物質(zhì)100%為基礎(chǔ)計(jì)算，相對(duì)飼用價(jià)值=(消化性干物質(zhì)×干物質(zhì)采食量)/1.29，消化性干物質(zhì)(DDM，digestible dry matter)=88.9-0.779×酸性洗滌纖維(干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù))，干物質(zhì)采食量(DMI，dry matter intake)=120/中性洗滌纖維(干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù))[13]，3次重復(fù)，取平均值。

1.3.3一般配合力計(jì)算與遺傳參數(shù)估算方法一般配合力(general combining ability, GCA)的計(jì)算方法，所測(cè)定的16個(gè)雜交后代株系組合的生產(chǎn)性能一般配合力，實(shí)際上是各母本株系生產(chǎn)性能的一般配合力。一般配合力計(jì)算公式：g=x-u。式中，g為親本株系的一般配合力，x為以其中一個(gè)株系為母本所配的組合在某個(gè)性狀的平均值，u為這個(gè)性狀的所有16個(gè)組合的總平均值[14]。

遺傳參數(shù)估算公式，廣義遺傳力：H2=[V1-V2]/[V1+(r-1)V2]；變異系數(shù)：GCV (%)=s/u。式中，H2為廣義遺傳力；V1為株系間均方，V2為株系內(nèi)環(huán)境誤差，r為樣本數(shù)；s為方差分析標(biāo)準(zhǔn)差，u為總平均值[15]。

1.4數(shù)據(jù)分析

利用 Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，用 SPSS 16.0軟件，采用單因素方差分析方法，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行不同株系間差異性分析，根據(jù)單因素方差分析結(jié)果，計(jì)算各性狀的一般配合力和遺傳力，用DPS軟件計(jì)算歐式距離，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一般配合力聚類分析，繪制聚類圖。

2結(jié)果與分析

2.1供試材料產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的方差分析

由表2可以看出，在干草產(chǎn)量性狀上，白花1號(hào)最高，為22.72 t/hm2，顯著高于對(duì)照和其他株系。速生12號(hào)的株高最高，為86.26 cm；分枝數(shù)白花2號(hào)顯著高于對(duì)照和其他株系，為21.67個(gè)。節(jié)間長性狀上，白花3號(hào)最高，為7.37 cm；速生15號(hào)的葉莖比最高，為0.95，顯著高于對(duì)照和其他株系；生長速度上速生1號(hào)最高，為2.30 cm/d，顯著高于對(duì)照和其他株系，剩余株系間差異不顯著；在粗蛋白質(zhì)性狀和相對(duì)飼用價(jià)值性狀上，速生4號(hào)最高，分別為22.74%和163.85%，顯著高于對(duì)照和其他株系。16個(gè)株系組合在8個(gè)性狀上差異均達(dá)顯著水平，表明 8個(gè)農(nóng)藝性狀在所配組合上表現(xiàn)差異較大。為此，對(duì)這 8個(gè)農(nóng)藝性狀之間的差異進(jìn)一步作配合力分析。

表2　供試苜蓿材料產(chǎn)量和品質(zhì)方差分析

注：表中不同小寫字母表示不同株系間差異顯著(P<0.05)。編號(hào)對(duì)應(yīng)株系見表1。下同。

Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different germplasms atP<0.05.The codes with related strain names were seen in table 1. The same below.

2.2供試苜蓿材料農(nóng)藝性狀一般配合力效應(yīng)值的分析

育種上，一般配合力高的親本，其雜交組合多數(shù)表現(xiàn)良好。表3列出了16個(gè)株系組合和3個(gè)對(duì)照8個(gè)農(nóng)藝性狀的一般配合力效應(yīng)值。 結(jié)果顯示，同一株系不同性狀間和同一性狀不同株系間一般配合力效應(yīng)值存在明顯差異。速生1號(hào)、速生4號(hào)和白花3號(hào)在8個(gè)性狀上的一般配合力均表現(xiàn)正值，說明這3個(gè)親本在雜種優(yōu)勢(shì)上的主要表現(xiàn)是對(duì)8個(gè)性狀的促進(jìn)改良作用，可作為提高產(chǎn)量和改善營養(yǎng)品質(zhì)的優(yōu)良親本。速生15號(hào)、速生12號(hào)、白花1號(hào)和白花2號(hào)的一般配合力總和較高，速生15號(hào)的葉莖比一般配合力最高(0.14)，速生12號(hào)的株高一般配合力最高(14.57)，白花1號(hào)的干草產(chǎn)量一般配合力最高(6.70)，白花2號(hào)的分枝數(shù)一般配合力最高(7.88)，即速生15號(hào)、速生12號(hào)、白花1號(hào)和白花2號(hào)與其他株系組配的雜交組合的葉莖比、株高、干草產(chǎn)量和分枝數(shù)的一般配合力效應(yīng)分別比各雜交組合在這4個(gè)性狀上一般配合力效應(yīng)增加了0.14，14.57，6.70和7.88。以上7個(gè)株系的一般配合力總和均顯著高于對(duì)照甘農(nóng)3號(hào)、甘農(nóng)5號(hào)和游客。速生26號(hào)、直立、速生17號(hào)、速生2號(hào)多數(shù)性狀的一般配合力效應(yīng)值都為負(fù)值，利用價(jià)值較小。

2.3供試苜蓿材料生產(chǎn)性能一般配合力的聚類分析

根據(jù)苜蓿8個(gè)性狀的一般配合力指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)每個(gè)株系組合的產(chǎn)量和品質(zhì)，應(yīng)用干草產(chǎn)量、株高、分枝數(shù)、節(jié)間長、葉莖比、生長速度、粗蛋白和相對(duì)飼用價(jià)值共8個(gè)指標(biāo)，對(duì)19個(gè)株系一般配合力進(jìn)行聚類分析，將其聚為3類(表4)。在表4中19個(gè)苜蓿株系的農(nóng)藝性狀一般配合力分為高、中、低3個(gè)類群。其中白花3號(hào)和速生4號(hào)聚為第Ⅰ類，生產(chǎn)性能一般配合力高，為37.705；白花2號(hào)、白花1號(hào)、速生15號(hào)、速生12號(hào)、速生1號(hào)、游客、速生20號(hào)和甘農(nóng)3號(hào)為第Ⅱ類，生產(chǎn)性能一般配合力中等，為12.419；速生19號(hào)、甘農(nóng)5號(hào)、速生5號(hào)、速生11號(hào)、大葉2號(hào)、速生2號(hào)、速生17號(hào)、直立和速生26號(hào)為第Ⅲ類，該類群的生產(chǎn)性能一般配合力低，為-19.395。

表4　供試苜蓿材料的生產(chǎn)性能一般配合力聚類結(jié)果

2.4供試苜蓿材料生產(chǎn)性能遺傳參數(shù)的估算

遺傳力是性狀遺傳方差占表型方差的大小，一定程度上反映了上一代性狀穩(wěn)定傳遞給下一代的相對(duì)能力[16]。根據(jù)方差分析結(jié)果估算了 8個(gè)性狀的遺傳力和變異系數(shù)，由表5可知，各性狀廣義遺傳力大小順序?yàn)橄鄬?duì)飼用價(jià)值>干草產(chǎn)量>葉莖比>粗蛋白>分枝數(shù)>節(jié)間長>株高>生長速度，其中除株高和生長速度外，其他性狀的廣義遺傳力均較高(80%以上)，說明這幾個(gè)性狀受遺傳作用比較大，特別是相對(duì)飼用價(jià)值的遺傳力最高(97.64)，受外界環(huán)境因素的影響最小，在雜種的早中期世代進(jìn)行選擇效果比較顯著。從遺傳變異系數(shù)來看，19個(gè)株系在8個(gè)性狀的變異系數(shù)差異較大，其中分枝數(shù)和干草產(chǎn)量的遺傳變異幅度最高，GCV分別為28.97和21.62，表明這兩個(gè)性狀的選擇潛力較大。

表5　供試苜蓿材料生產(chǎn)性能的遺傳力和遺傳變異系數(shù)

3討論

親本選配是雜交育種中一個(gè)十分復(fù)雜的問題，親本選配得當(dāng)，才有可能出現(xiàn)性狀良好的后代[17]。育種過程中的親本除了要符合優(yōu)點(diǎn)多、缺點(diǎn)少、性狀互補(bǔ)等選配原則外[18]，親本的優(yōu)良性狀還必須具有較強(qiáng)的遺傳傳遞力，不然即使都用最好的品系作親本也不一定能得到好的雜交種[19]。雜交育種實(shí)質(zhì)上是配合力育種，配合力是評(píng)定親本在雜交育種中利用價(jià)值的一個(gè)重要統(tǒng)計(jì)參數(shù)。配合力的應(yīng)用早已不僅僅局限在玉米(Zeamays)上，而是推廣到其他任何一種授粉方式的作物上和各種性狀上。國內(nèi)外學(xué)者從不同角度對(duì)紫花苜蓿的配合力進(jìn)行了研究。早在1991年，吳永敷和孟麗君[20]通過測(cè)定11個(gè)抗薊馬的苜蓿無性系的配合力，篩選出9個(gè)配合力高的無性系，為培育抗蟲品種提供了基礎(chǔ)材料；Riday和Brummer[21]研究表明，不同基因型或不同種群的苜蓿雜交可表現(xiàn)出顯著的特殊配合力效應(yīng)；楊青川等[11]對(duì)105個(gè)苜蓿單株的耐鹽性進(jìn)行一般配合力測(cè)定，通過雜交選擇育種，得到了70個(gè)耐鹽苜蓿新材料；孫彥等[15]對(duì)入選的高產(chǎn)優(yōu)株的一般配合力進(jìn)行了評(píng)價(jià)與分析，收到70株產(chǎn)量一般配合力較高的單株相互雜交的種子，完成一次篩選耐鹽苜蓿的輪回選擇；陳海玲等[22]以8個(gè)苜蓿雄性不育系和4個(gè)優(yōu)良苜蓿品種為親本，對(duì)其F1代的干草產(chǎn)量性狀進(jìn)行配合力分析，篩選出不育系2號(hào)、10號(hào)、12號(hào)一般配合力較高，可作為優(yōu)良的親本。Bhandari等[23]利用從USDA-ARS中篩選的9份高產(chǎn)材料研究了雜交種在產(chǎn)量上的遺傳配合力和雜種優(yōu)勢(shì)，發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)的紫花苜蓿種質(zhì)間的雜交種產(chǎn)量較高，一般配合力達(dá)到顯著水平。為了改善苜蓿的品質(zhì)和提高其產(chǎn)量，各國學(xué)者進(jìn)行了深入的研究[24]，然而大多數(shù)都是通過大田表型選擇和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法篩選優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)紫花苜蓿品種，具有較大的盲目性和主觀性。因此，評(píng)價(jià)參與雜交的入選株系在苜蓿優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)育種中的潛力，并盡早鑒別其優(yōu)劣，進(jìn)行一般配合力的測(cè)定無疑對(duì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)紫花苜蓿新品種的選育是非常有幫助的。本研究選用的16個(gè)苜蓿株系中，白花1號(hào)在干草產(chǎn)量上的GCA效應(yīng)值最大，可以推斷，在作為育種親本時(shí)，可將高干草產(chǎn)量性狀穩(wěn)定的遺傳給后代，是一個(gè)優(yōu)良的高產(chǎn)親本。速生12號(hào)、白花2號(hào)、白花3號(hào)和速生1號(hào)在后代遺傳改良中，分別對(duì)株高、分枝數(shù)、節(jié)間長和生長速度等性狀的改良有明顯優(yōu)勢(shì)作用，以上株系均可作為優(yōu)良的高產(chǎn)親本。以速生15號(hào)親本配組，平均會(huì)使F1的葉量豐富，營養(yǎng)價(jià)值升高；以速生4號(hào)親本配組，平均會(huì)使F1的粗蛋白質(zhì)和相對(duì)飼用價(jià)值增大，這兩個(gè)株系品質(zhì)性狀GCA效應(yīng)較好，可用作品質(zhì)改良的親本。親本速生4號(hào)和白花3號(hào)在產(chǎn)量和品質(zhì)性狀上均表現(xiàn)出了較強(qiáng)的配合力，其F1代的株系組合具有干草產(chǎn)量高，植株高大，分枝數(shù)多，葉量豐富，生長速度快，粗蛋白含量和相對(duì)飼用價(jià)值較好等特點(diǎn)，可見高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)在一定程度上是可以統(tǒng)一起來的。因此，在組合選擇方面，推薦組合白花3號(hào)和速生4號(hào)，產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)勢(shì)更明顯。

本研究以直立豐產(chǎn)型甘農(nóng)3號(hào)、高秋眠6～7級(jí)優(yōu)質(zhì)型抗薊馬甘農(nóng)5號(hào)、中度秋眠5～6級(jí)速生型游客紫花苜蓿為親本進(jìn)行多元雜交，通過對(duì)入選的16個(gè)雜交后代株系組合的生產(chǎn)性能一般配合力的綜合評(píng)價(jià)和聚類分析，篩選出一般配合力高的一類株系白花3號(hào)和速生4號(hào)，其產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)都較好，生產(chǎn)性能總配合力為37.705，一般配合力中等的株系有速生15號(hào)、速生12號(hào)、白花1號(hào)、白花2號(hào)和速生1號(hào)等，這類株系在單獨(dú)某一性狀上的配合力均最高，生產(chǎn)性能總配合力為12.419?？偱浜狭δ軌蛑庇^地反映雜交組合的利用價(jià)值，讓一般配合力中等或較高的株系相互雜交，可以完成一次輪回選擇，繼續(xù)進(jìn)行下一輪的統(tǒng)計(jì)分析。速生19號(hào)、甘農(nóng)5號(hào)、速生5號(hào)、速生11號(hào)、大葉2號(hào)、速生2號(hào)、速生17號(hào)、直立、速生26號(hào)的一般配合力較低，利用價(jià)值不大，建議重點(diǎn)考察，決定繼續(xù)選擇或淘汰。

遺傳力反映了親代性狀值傳遞給后代能力的大小，它可作為親代和子代相似程度的指標(biāo)[25]，體現(xiàn)了遺傳變異和環(huán)境變異的作用[26]。本研究表明，相對(duì)飼用價(jià)值、干草產(chǎn)量、葉莖比、粗蛋白質(zhì)、分枝數(shù)和節(jié)間長均有較高的廣義遺傳力，為高遺傳力性狀，說明這些性狀受環(huán)境影響相對(duì)較小，若進(jìn)行早代選擇，可達(dá)到顯著效果。株高和生長速度的廣義遺傳力均較小，說明受環(huán)境影響相對(duì)較大，宜進(jìn)行晚代選擇[27]。各個(gè)性狀的遺傳力對(duì)于栽培技術(shù)也有較重要的指導(dǎo)意義，本研究結(jié)果中株高和生長速度的廣義遺傳力較低，通過栽培技術(shù)手段來增加株高和生長速度是提高產(chǎn)量水平的一個(gè)重要改進(jìn)[28]。分枝數(shù)的遺傳變異率最大，說明苜蓿的主要變異來源于分枝數(shù)，與王運(yùn)濤等[29]的研究結(jié)果一致。

4結(jié)論

通過對(duì)入選的16個(gè)優(yōu)良株系組合雜種一代的產(chǎn)量和品質(zhì)一般配合力的分析和評(píng)價(jià)，篩選出一般配合力高的株系白花3號(hào)和速生4號(hào)，一般配合力中等的株系速生15號(hào)、速生12號(hào)、白花1號(hào)、白花2號(hào)、速生1號(hào)和速生20號(hào)，這些親本都有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn)，均可作為優(yōu)良親本，參與下一步優(yōu)良株系雜交組合的配置育種。

16個(gè)株系組合的廣義遺傳力排序?yàn)椋合鄬?duì)飼用價(jià)值>干草產(chǎn)量>葉莖比>粗蛋白>分枝數(shù)>節(jié)間長>株高>生長速度，其中，除了株高和生長速度，其余性狀的廣義遺傳力都較高，均在80%以上，可以作為早代選擇的指標(biāo)。

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Determination of general combining ability and estimation of genetic parameters for yield and quality in alfalfa

WANG Hong, SHI Shang-Li*, ZHANG Xu-Ye, ZHANG Li

CollegeofGrasslandScience,GansuAgriculturalUniversity,Sino-USCenterforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China

Abstract:To breed high yielding high quality alfalfa cultivars, seeds of 16 half-sib lines with good performance, obtained from the progeny of multiple crosses, were selected. General combining ability (GCA) and the broad-sense heritability (H2) for yield and quality were analyzed and evaluated. Cluster analysis was conducted based on GCA. Two genotypes with high GCA (White flower No. 3 and Fast-growing No.4) and eight strains with moderate GCA (Fast-growing No.15, Fast-growing No.12, White flower No.1, White flower No.2 and Fast-growing No.1 etc.). Strains with high yield and quality can be used as parents in the next crossing cycle. The estimated H2 values for attributes affecting relatively feeding value were in the order>hay yield>leaf-stem ratio>crude protein>branch number>internode length>plant height>growth rate. Most H2 values were >80%, which means they could be used as early generation selection indicators in a breeding programme.

Key words:alfalfa; general combining ability; genetic parameter

*通信作者

Corresponding author. E-mail: shishl@gsau.edu.cn

作者簡(jiǎn)介：王虹(1989-)，女，甘肅蘭州人，碩士。E-mail: 740666573@qq.com

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部“牧草種質(zhì)資源保種繁殖項(xiàng)目”(NB2130135)資助。

收稿日期：2015-04-01；改回日期：2015-06-11

DOI：10.11686/cyxb2015170

http://cyxb.lzu.edu.cn

王虹,師尚禮,張旭業(yè),張黎. 紫花苜蓿多元雜交后代產(chǎn)量和品質(zhì)一般配合力分析及遺傳參數(shù)的估算. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(3): 126-134.

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