云瑞14系列甘蔗雜交組合的同異分析法評價(jià)

俞華先，經(jīng)艷芬，安汝東，董立華，桃聯(lián)安，孫有芳，郎榮斌，邊芯，周清明

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600）

云瑞14系列甘蔗雜交組合的同異分析法評價(jià)

俞華先，經(jīng)艷芬，安汝東，董立華，桃聯(lián)安，孫有芳，郎榮斌，邊芯，周清明*

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600）

為了科學(xué)、高效地篩選出符合育種目標(biāo)的甘蔗優(yōu)良雜交組合，提高育種效率。采用同異分析法，對2014—2015年度云瑞14系列的42個(gè)雜交組合，進(jìn)行了以株高、莖徑、錘度、有效徑、單莖重、產(chǎn)量6個(gè)目標(biāo)育種指標(biāo)的評價(jià)。評價(jià)結(jié)果表明：云瑞03-321×云蔗10-45、云瑞10-1055×德蔗07-36、云蔗05-51×云瑞05-770三雜交組合的綜合聯(lián)系度數(shù)值分別是0.8105、0.8097、0.8008（均＞0.8000），同異分析評語為優(yōu)秀，其中云瑞03-321×云蔗10-45這個(gè)雜交組合的綜合聯(lián)系度是42個(gè)材料中最大的。云瑞05-679×德蔗93-94、德蔗07-36×云瑞05-704兩雜交組合的綜合聯(lián)系度依次是0.7030、0.7008，綜合聯(lián)系度數(shù)值介于0.700～0.800之間，同異分析評語為良好。其余雜交組合表現(xiàn)一般。

甘蔗；雜交組合；同異分析；評價(jià)

目前甘蔗品種的遺傳基礎(chǔ)狹窄，育出的品種抗逆性和適應(yīng)性都不是很理想。如何篩選出育種潛力較強(qiáng)的種質(zhì)資源材料，是種質(zhì)創(chuàng)新和選育突破性甘蔗品種的前提[1]。親本組合評價(jià)是提高甘蔗育種效率的最重要環(huán)節(jié)之一[2]。為了科學(xué)評價(jià)甘蔗雜交組合的優(yōu)劣，了解甘蔗雜交親本的育種潛力及遺傳特性，不少育種專家對甘蔗雜交組合進(jìn)行分析評價(jià)[3-6]。在雜交組合評價(jià)中，同異分析法評價(jià)在其他作物中運(yùn)用的比較多，如大麥[7]、大豆[8]等，在甘蔗[9]上的運(yùn)用還比較少。同異評估方法[9]是郭瑞林2001年首次提出的，運(yùn)用同異理論對雜交組合F1多個(gè)育種目標(biāo)有關(guān)的性狀進(jìn)行綜合評估，從而確定重點(diǎn)組合或優(yōu)良雜種的過程。此過程以育種目標(biāo)或理想性狀為參照，對F1雜交組合逐一進(jìn)行考量。一般情況，某雜交組合各性狀越接近育種目標(biāo)或理想目標(biāo)，則該品種表現(xiàn)越好，反之亦然[9]。此理論有效地克服傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)育種的局限性，實(shí)現(xiàn)了作物育種工作的信息化、定量化、科學(xué)化。本文采用同異分析法，對云瑞14系列的42個(gè)甘蔗雜交組合從株高、莖徑、錘度、有效莖、單莖重、產(chǎn)量6個(gè)目標(biāo)育種指標(biāo)，進(jìn)行綜合評價(jià)甘蔗雜交組合的優(yōu)劣，為來年的進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)用組合

28個(gè)云瑞系列親本與4個(gè)外國品種（系），以及國內(nèi)13個(gè)甘蔗品種型親本材料，選配得到的42個(gè)云瑞14系列甘蔗雜交組合詳見表1。

表1 參試組合及其對應(yīng)代碼

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，布置3次重復(fù)。行距1.1m，行長6m，重復(fù)間走道兼排水溝寬1.2m，每個(gè)小區(qū)種1行，每行栽種30苗。試驗(yàn)安排在本單位站內(nèi)基地完成，前作甘蔗，地理位置：北緯24°01′，東經(jīng)97°51′，海拔高度780m。田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 田間數(shù)據(jù)的收集與處理

2013年12月下旬調(diào)查每個(gè)小區(qū)的蔗苗成活叢數(shù)。每個(gè)重復(fù)每行連續(xù)選取中間10叢，調(diào)查叢有效莖數(shù)、每叢取3株調(diào)查株高、莖徑、錘度、空心、有效莖、蒲心、梢腐病、黑穗病發(fā)病情況等。依據(jù)下面的公式計(jì)算單位面積的蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量和單莖重。蔗莖產(chǎn)量=莖徑2×株高×0.7854×叢有效莖/1000；糖產(chǎn)量=蔗莖產(chǎn)量×錘度× 0.69/100（0.69為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）；單莖重=株高×莖徑2×0.7854/1000。數(shù)據(jù)處理采用Excel2003及DPS軟件。

1.4 分析方法

參照郭瑞林[11]同異理論及其在小麥育種中的應(yīng)用中的同異分析方法，以株高、莖徑、錘度、有效莖、單莖重、產(chǎn)量6個(gè)性狀平均值為評價(jià)指標(biāo)（見表2）。

表2 試驗(yàn)組合各觀察性狀平均值

1.4.1 理想集設(shè)試驗(yàn)有n個(gè)參試品種，構(gòu)成評價(jià)對象集V=（ν1，ν2，…，νn）；有m個(gè)目標(biāo)性狀，構(gòu)成評判性狀集合X=（X1，X2，…，Xm）。各品種與性狀的二元組合構(gòu)成評價(jià)對象集A=V·X=（Vh·Xk）（h=1，2，3，…，n；k= 1，2，3，…，m）。其中，各性狀在評價(jià)對象中有一個(gè)理想值，構(gòu)成理想集B=（X01，X02，…，X0m）。根據(jù)糖料甘蔗育種目標(biāo)，各個(gè)性狀的理想值Xok均取各性狀的最大值，構(gòu)成理想集B=（X01，X02，…，X0m）。

1.4.2 構(gòu)建評價(jià)品系各性狀與理想性狀的同一度矩陣P依據(jù)公式ahk=Xok/Xhk（當(dāng)Xhk≥Xok時(shí)）及ahk=Xhk/Xok（當(dāng)Xhk＜Xok時(shí)），計(jì)算評價(jià)對象中各性狀Xhk與理想對象集中各對應(yīng)性狀Xok的同一度，構(gòu)成評價(jià)品系各性狀與理想性狀的同一度矩陣P（表3）。再依據(jù)公式其中Wk為各個(gè)性狀的權(quán)重值），求各雜交組合的綜合同一度（表4）。

1.4.3 求聯(lián)系度及優(yōu)劣評價(jià)在甘蔗品種區(qū)域試驗(yàn)背景下（設(shè)為W），品種與性狀構(gòu)成的集合A和理想對象集B構(gòu)成集對H（A，B）。定義A，B兩個(gè)集合的聯(lián)系度為：μ（W）h=Ah+iBh；Bh=1-Ah。式中，取i值為-1，Ah表示第h個(gè)品種各性狀的同一度；Bh表示各性狀在各品種中的理想集，結(jié)果見表4。一般來說，聯(lián)系度越大，品種表現(xiàn)越好，反之亦然。根據(jù)各品系聯(lián)系度的值域范圍，規(guī)定μ（W）≥0.8000為優(yōu)秀品系；0.7000≤μ（W）＜0.8000為良好品系；μ（W）＜0.7000為一般品系。

2 結(jié)果與分析

2.1 同異分析評價(jià)

從表4可以看出：云瑞03-321×云蔗10-45、云瑞10-1055×德蔗07-36、云蔗05-51×云瑞05-770三雜交組合的綜合聯(lián)系度數(shù)值分別是0.8105、0.8097、0.8008，均大于0.8000，同異分析評語為優(yōu)秀，其中云瑞03-321×云蔗10-45這個(gè)雜交組合的綜合聯(lián)系度是42個(gè)材料中最大的；云瑞05-679×德蔗93-94、德蔗07-36×云瑞05-704兩雜交組合的綜合聯(lián)系度依次是0.7030、0.7008，綜合聯(lián)系度數(shù)值介于0.700～0.800之間，同異分析評語為良好。其余雜交組合綜合聯(lián)系度數(shù)值均小于0.700，表現(xiàn)一般。

表3 試驗(yàn)組合各觀察性狀與理想性狀的矩陣P

表4 試驗(yàn)雜交組合綜合同一度、聯(lián)系度分析結(jié)果

2.2 優(yōu)良雜交組合材料的大田表現(xiàn)

云瑞03-321×云蔗10-45此雜交組合的大田性狀為中大莖、生勢較好、晚熟、輕蒲3節(jié)、有效莖一般、錘度中等偏上，遺傳到了云蔗10-45大莖、強(qiáng)生勢的特性；云瑞10-1055×德蔗07-36大田表現(xiàn)為中大莖、生勢好、錘度稍低、晚熟、不空輕蒲；云瑞05-679×德蔗93-94中莖、早期錘度較低后期上升快、不空蒲；德蔗07-36×云瑞05-704中大莖、錘度高、早熟、不空不蒲。

3 討論

3.1 同異分析的方法能夠客觀地評估作物品種優(yōu)劣，大大提高雜交組合篩選的效率，減少育種工作者的工作量，突出育種重點(diǎn)，避免盲目篩選[12]，對后代材料選種工作具有預(yù)見性。本研究中42個(gè)雜交組合篩選結(jié)果僅有5個(gè)組合材料評語優(yōu)秀，考慮進(jìn)入下一圃，入選率僅為11.90%不到20.0%。在實(shí)際大田選種工作中，還要綜合考慮空蒲心、脫葉難易、57號毛群、宿根性等情況，入選率會(huì)更低。探究其入選率低的原因，高錘度的材料，有效莖數(shù)量又少，有效莖多的錘度又不是太好，錘度和有效莖稍好的空蒲心又不是太理想。

3.2 同異評估分析能有效地克服傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)育種的局限性，實(shí)現(xiàn)了作物育種工作的信息化、定量化、科學(xué)化。同異評估分析可以考慮多個(gè)組合性狀指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多基因聚合，并且方法簡單快捷，因此該方法應(yīng)用前景廣，建議在以后的組合評價(jià)工作中要加強(qiáng)應(yīng)用。

[1]郎榮斌，邊芯，朱建榮，等．甘蔗野生血緣云瑞創(chuàng)新親本的遺傳力及配合力分析[J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，41（6）：582－589．

[2]彭紹光．甘蔗育種學(xué)[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1990．

[3]桃聯(lián)安，經(jīng)艷芬，董立華，等．云南甘蔗細(xì)莖野生種82－114測交后代主要性狀遺傳分析[J]．植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2011，12（3）：419－424．

[4]朱建榮，桃聯(lián)安，董立華，等．中國本土割手密血緣創(chuàng)新親本材料的利用潛力分析[J]．云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，26（1）：12－19．

[5]經(jīng)艷芬，邊芯，郎榮斌，等．云瑞創(chuàng)新親本選配32個(gè)甘蔗雜交組合的模糊綜合評判[J]．亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2015，11（4）：217－221．

[6]安汝東，周清明，俞華先，等．9個(gè)云南甘蔗創(chuàng)新親本作為父本的經(jīng)濟(jì)育種值分析[J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，41（2）：113－118．

[7]關(guān)立，韓勇，齊光榮，等．雜交組合同異評估方法在小麥育種中的應(yīng)用[J]．湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（7）：18－21．

[8]張楷歆，王鐸，吳晗，等．雜交組合同異評估法在大豆高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)育種中的應(yīng)用[J]．大豆科學(xué)，2016，35（3）：360－366．

[9]郎榮斌，邊芯，經(jīng)艷芬，桃聯(lián)安，等．甘蔗雜交組合同異分析法評價(jià)[J]．中國糖料，2015，37（4）：30－32．

[10]郭瑞林．作物育種同異理論與方法[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2011，135－168．

[11]郭瑞林，劉亞飛，王景順，等．同異理論及其在小麥育種中的應(yīng)用[J]．麥類作物學(xué)報(bào)，2010，30（5）：970－975．

[12]郭瑞林，楊春玲，關(guān)立，等．小麥品種區(qū)域試驗(yàn)的同異分析方法研究[J]．麥類作物學(xué)報(bào)，2001，21（3）：60－63．

Evaluation of Sugarcane Hybrid Combinations of YunRui 14 Series by Similarity-Difference Analysis

YU Hua－xian,JING Yan－fen,AN Ru－dong,DONG Li－h(huán)ua,TAO Lian－an,SUN You－fang,et al
(Ruili Breeding Station,Sugarcane Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Ruili 678600)

Aim to scientifically and effectively screen out the good cross combinations of sugarcane for improving the efficiency of breeding,6 agronomic traits of the 42 cross combinations of sugarcane derived from YunRui 14 series from 2014 to 2015 were evaluated by similarity－difference analysis,including plant height,stem diameter, degree of hammer,the effective diameter and weight of single stem．The evaluation results showed that three cross combinations,YunRui03－321×YunZhe10－45,YunRui10－1055×DeZhe07－36,YunZhe05－51×YunRui05－770,had high integrated connection degree value(0．8105,0．8097,0．8008,respectively,＞0．8000),so their estimation grade were excellent;YunRui05－679×DeZhe93－94,ZeZhe07－36×YunRui05－704 had medium integrated connection degree(0．700＜0．7030 and 0．7008,respectively,＞0．800),and estimation grade were well．Performance of the rest hybridized combinations were general．

sugarcane;cross combination;similarity－difference analysis;evaluation

S566.103

A

1007－2624（2016）06－0034－04

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.013

2016-06-27

云南省科技惠民專項(xiàng)（農(nóng)業(yè)）（2014RA059）；云南省重點(diǎn)新產(chǎn)品開發(fā)-農(nóng)業(yè)部分（2012BB014）；國家基金項(xiàng)目（31360358）；云南省農(nóng)科院專項(xiàng)資金（YAAS2014ZY012）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（CARS-20-1-1）；國家甘蔗重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金（2015DG015-05）。

俞華先（1984-），在讀碩士，研究實(shí)習(xí)員。研究方向：甘蔗遺傳育種。E-mail：yuhuaxian19841219@163.com。

周清明（1965-），副研究員。研究方向：甘蔗遺傳育種。E-mail：rlzqm665@163.com。