雜交水稻主要經(jīng)濟(jì)性狀配合力的研究

沈村義，蔡開炯，蔣 素，尋培之，劉建豐

（1. 瀏陽市農(nóng)業(yè)局，湖南 瀏陽 410300；2. 樂東黎族自治縣農(nóng)業(yè)局，海南 樂東 572500；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長沙 410128）

雜交水稻主要經(jīng)濟(jì)性狀配合力的研究

沈村義1，蔡開炯2，蔣 素3，尋培之1，劉建豐3

（1. 瀏陽市農(nóng)業(yè)局，湖南 瀏陽 410300；2. 樂東黎族自治縣農(nóng)業(yè)局，海南 樂東 572500；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長沙 410128）

為了研究5個(gè)水稻三系不育系的經(jīng)濟(jì)性狀配合力，試驗(yàn)選用5個(gè)三系不育系和7個(gè)恢復(fù)系，以不完全雙列雜交配組35個(gè)組合，針對(duì)8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行研究。結(jié)果表明：（1）恢復(fù)系的8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀一般配合力方差均達(dá)到極顯著水平，不育系一般配合力方差在植株高度、穗長、每穗總粒數(shù)、千粒重和平均結(jié)實(shí)率均達(dá)到了極顯著或顯著水平；特殊配合力（除每穗總粒數(shù)外）均達(dá)到了極顯著或顯著水平。（2）大部分經(jīng)濟(jì)性狀不同程度上受基因的加性和非加性效應(yīng)共同作用，并且加性效應(yīng)占主導(dǎo)地位。（3）各性狀親本的一般配合力與特殊配合力是相互獨(dú)立，沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。（4）在主要的經(jīng)濟(jì)性狀上，供試的5個(gè)不育系中G13A和榮豐A為較理想親本，諧A、五豐A和早豐A為具備利用價(jià)值親本；恢復(fù)系中，以14hz32、14hz29、14hz5較好。

水稻；三系不育系；經(jīng)濟(jì)性狀；配合力

稻米是世界四分之一人口賴以生存的主食，也是我國第一大糧食作物。我國在水稻雜種優(yōu)勢利用上一直處于世界領(lǐng)先水平，并取得了不錯(cuò)的成績［1-2］。高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)一直是我國水稻育種工作者的首要目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是加強(qiáng)雜種優(yōu)勢的利用。對(duì)于不育系的育性穩(wěn)定性和配合力的高低，恢復(fù)系的恢復(fù)力和配合力均極大影響所配組合的雜種優(yōu)勢［3］?？梢娕浜狭υ陔s種優(yōu)勢的利用中起重要作用，研究和探討雜交水稻親本經(jīng)濟(jì)性狀配合力及其遺傳規(guī)律具有重要指導(dǎo)意義。雜交水稻主要是利用水稻的雙親相結(jié)合的子一代雜種優(yōu)勢，將親本的優(yōu)良性狀通過雜交配組，使其優(yōu)良性狀在后代中穩(wěn)定表現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗的雜種優(yōu)勢，在雜交育種過程中選用高配合力的優(yōu)良親本是非常重要的前提［4］。水稻全生育期、株高、穗長、單株穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和單株粒重既是水稻經(jīng)濟(jì)性狀構(gòu)成因素，也是水稻產(chǎn)量決定因素。育種工作者就雜交水稻經(jīng)濟(jì)性狀配合力的問題，做了大量研究，但可能所用的親本材料或試驗(yàn)方法不同，得出的結(jié)果也不盡同。一般來說，水稻雜交組合的產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)性狀受親本一般配合力及特殊配合力共同影響，采用配合力高的親本選配出的組合可能有更強(qiáng)優(yōu)勢［6］。因此，研究不同三系不育系品種經(jīng)濟(jì)性狀配合力，對(duì)選出好的品種具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

不育系：G13A（武漢大學(xué)），榮豐A（廣東農(nóng)科院），諧A（婁底市農(nóng)科所），五豐A（廣東農(nóng)科院），早豐A（廣東農(nóng)科院）。

父 本：14hz2，14hz5，14hz6，14hz7，14hz29，14hz31，14hz32（所有父本由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所育成）。

1.2 試驗(yàn)方法

利用上述5個(gè)不育系與7個(gè)父本進(jìn)行不完全雙列雜交配組35個(gè)組合，獲得雜交當(dāng)代種子并種植雜種一代（F1）。雜交一代在長沙永安基地按雙季晚稻栽培季節(jié)要求于2014年6月18日播種，7月15日移栽。不育系G13A、榮豐A、諧A、五豐A和早豐A 2014年6月25日播種，7月15日移栽。父本14hz2、14hz5、14hz6、14hz7、14hz29、14hz31和 14hz32 2014年6月15日播種，7月13日移栽。

每小區(qū)種植100株，小區(qū)隨機(jī)排列，重復(fù)3次。移栽時(shí)，每穴單本，每小區(qū)10行，株行距為20 cm×20 cm，小區(qū)間留一行作走道。試驗(yàn)地肥力中上水平，田間管理一般水平進(jìn)行。

觀察和記錄各個(gè)組合及親本的株葉形態(tài)等特征特性，始穗齊穗期。成熟期，在各小區(qū)中間隨機(jī)取5株典型稻株，風(fēng)干考種，考察項(xiàng)目包括株高、有效穗、穗長、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和單株產(chǎn)量等。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

不育系配合力方差，親本產(chǎn)量及相關(guān)性狀的一般配合力和各組合特殊配合力方差分析均利用Excel和DPS 2000統(tǒng)計(jì)軟件完成。

親本的GCA效應(yīng)反應(yīng)親本一般配合力強(qiáng)度，GCA值越大，表明親本的一般配合力越強(qiáng)，反之，一般配合力越弱。

母本GCA 效應(yīng)值 GCAf=gi=Tf/（mr） -Tc/ （m fr）

父本GCA 效應(yīng)值 GCAm=gj=Tm/ （fr） -Tc/ （m fr）

f：母本數(shù)；m：父本數(shù)；r：重復(fù)數(shù)；Tf：第i個(gè)母本的觀察值總和；Tm：第j個(gè)父本的觀察值總和；Tc：組合的觀察值總和。

2 結(jié)果與分析

2.1 親本一般配合力和特殊配合力相關(guān)性研究

35個(gè)組合經(jīng)過8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行配合力方差分析，由表1可知，8個(gè)性狀組合間的差異均達(dá)到極顯著水平，說明參試組合間確實(shí)有明顯的差異，主要受親本遺傳因素控制。表1配合力方差分析結(jié)果表明組合間和恢復(fù)系一般配合力方差均達(dá)到極顯著水平，不育系一般配合力方差在株高、穗長、每穗總粒數(shù)和千粒重也達(dá)到了極顯著水平，結(jié)實(shí)率均達(dá)到顯著水平，有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、單株產(chǎn)量沒有達(dá)到顯著水平。特殊配合力（除每穗總粒數(shù)外）均達(dá)到了極顯著或顯著水平。這說明有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、單株產(chǎn)量主要受恢復(fù)系的加性效應(yīng)影響。其他經(jīng)濟(jì)性狀主要受加性和非加性效應(yīng)共同影響，且加性效應(yīng)起主導(dǎo)作用。在分析的8個(gè)性狀中，株高、有效穗、結(jié)實(shí)率和千粒重由不育系、恢復(fù)系的一般配合力效應(yīng)和組合特殊配合力共同決定。由有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)決定的單株產(chǎn)量由恢復(fù)系一般配合力效應(yīng)和組合特殊配合力效應(yīng)共同作用，受不育系一般配合力影響不大。每穗總粒數(shù)由不育系和恢復(fù)系的一般配合力效應(yīng)共同決定，受組合特殊配合力效應(yīng)影響不大。

表1 親本一般配合力及特殊配合力相關(guān)性方差分析

2.2 親本的一般配合力效應(yīng)分析

2.2.1 親本的一般配合力GCA效應(yīng)分析 5個(gè)不育系和7個(gè)恢復(fù)系共12個(gè)親本的8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀的一般配合力效應(yīng)如（表2）。一般配合力效應(yīng)在同一性狀不同親本間存在明顯的差異，各個(gè)親本在不同性狀上的加性效應(yīng)大小也不相同。 5個(gè)不育系中，各經(jīng)濟(jì)性狀的一般配合力相對(duì)效應(yīng)值最強(qiáng)的分別對(duì)應(yīng)的親本是：株高：G13A；有效穗：早豐A；穗長：G13A；每穗總粒數(shù)：G13A；每穗實(shí)粒數(shù)：諧A；結(jié)實(shí)率：榮豐A；千粒重：榮豐A；單株產(chǎn)量：榮豐A。各個(gè)性狀一般配合力效應(yīng)最弱分別對(duì)應(yīng)的是：株高：早豐A；有效穗：五豐A；穗長：早豐A；每穗總粒數(shù)：榮豐A；每穗實(shí)粒數(shù)：榮豐A；結(jié)實(shí)率：G13A；千粒重：諧A；單株產(chǎn)量：五豐A。綜上所述，G13A；榮豐A多數(shù)性狀一般配合力效應(yīng)較強(qiáng)，一般配合力都較好，綜合產(chǎn)量性狀較好，容易配組出好的雜交組合。7個(gè)恢復(fù)系中，8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀的一般配合力效應(yīng)最強(qiáng)的各對(duì)應(yīng)的親本分別是：株高：14hz5；有效穗：14hz2；穗長：14hz5；每穗總粒數(shù)：14hz32；每穗實(shí)粒數(shù)：14hz32；結(jié)實(shí)率：14hz29；千粒重：14hz29；單株產(chǎn)量：14hz29。8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀的一般配合力效應(yīng)最弱的各對(duì)應(yīng)的親本分別是：株高：14hz2；有效穗：14hz32；穗長：14hz2；每穗總粒數(shù)：14hz2；每穗實(shí)粒數(shù)：14hz2；結(jié)實(shí)率：14hz2；千粒重：14hz31；單株產(chǎn)量：14hz2。綜上所述，14hz5；14hz32；14hz29多數(shù)主要經(jīng)濟(jì)性狀一般配合力效應(yīng)都較強(qiáng)，說明這3個(gè)恢復(fù)系的綜合經(jīng)濟(jì)性狀較好，用它們配組較容易獲得綜合性狀好、產(chǎn)量高的雜交組合。

表2 親本主要經(jīng)濟(jì)性狀一般配合力GCA效應(yīng)值

2.2.2 親本特殊配合力方差分析 特殊配合力是衡量親本配組能力的重要指標(biāo)之一。親本特殊配合力越強(qiáng)，所配組合偏離平均表現(xiàn)的可能越大，選育出優(yōu)良雜交組合的可能也隨之增大。在參試的5個(gè)不育系中，各經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)應(yīng)特殊配合力效應(yīng)最強(qiáng)的分別是：株高：G13A、有效穗：榮豐A；穗長：早豐A；每穗總粒數(shù)：榮豐A；每穗實(shí)粒數(shù)：G13A；結(jié)實(shí)率：諧A；千粒重：早豐A；單株產(chǎn)量：早豐A；各經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)應(yīng)的特殊配合力效應(yīng)最低的分別是：株高：五豐A；有效穗：G13A；穗長：G13A；每穗總粒數(shù)：諧A；每穗實(shí)粒數(shù)：五豐A；結(jié)實(shí)率：榮豐A；千粒重：五豐A；單株產(chǎn)量：諧A?？傊?，這5個(gè)不育系在單株產(chǎn)量和每穗穗粒數(shù)上均表現(xiàn)出較高的特殊配合力，在千粒重、結(jié)實(shí)率等其他經(jīng)濟(jì)性狀上的表現(xiàn)各有優(yōu)勢，說明這5個(gè)不育系均可以配組出高產(chǎn)的雜交組合，可以依據(jù)其他性狀特殊配合力的差異選育出不同類型的雜交組合。參試的7個(gè)恢復(fù)系中，各經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)應(yīng)特殊配合力效應(yīng)最大分別是：株高：14hz32；有效穗：14hz31；穗長：14hz5；每穗總粒數(shù)：14hz5；每穗實(shí)粒數(shù)：14hz5；結(jié)實(shí)率：14hz2；千粒重：14hz32；單株產(chǎn)量：14hz6；不同性狀特殊配合力效應(yīng)最低的分別是：株高：14hz2；有效穗：14hz5；穗長：14hz2；每穗總粒數(shù)：14hz2；每穗實(shí)粒數(shù)：14hz6；結(jié)實(shí)率：14hz32；千粒重：14hz7；單株產(chǎn)量：14hz7。總體來說，親本一般配合力效應(yīng)值與特殊配合力不對(duì)應(yīng)。其中，G13A和榮豐A的一般配合力效應(yīng)高、特殊配合力好，諧A、五豐A和早豐A的一般配合力效應(yīng)低、特殊配合力差。

表3 各親本主要經(jīng)濟(jì)性狀特殊配合力方差

2.3 親本主要經(jīng)濟(jì)形狀利用價(jià)值評(píng)價(jià)

親本的利用價(jià)值大體上可分為4種類型。Ⅰ：一般配合力效應(yīng)高，特殊配合力好，這一類型的親本最為理想。Ⅱ：一般配合力效應(yīng)高，特殊配合力一般。這一類型的親本只能利用其一般配合力，但由于其一般配合力高具有廣泛的適應(yīng)性，仍是較好的親本。Ⅲ：一般配合力效應(yīng)低，特殊配合力好。這類親本只能利用其特殊配合力，個(gè)別的特定組合可能出現(xiàn)突出的性狀，有一定的利用價(jià)值。Ⅳ：一般配合力效應(yīng)低，特殊配合力差。這類親本無利用價(jià)值［7］。根據(jù)上述分類標(biāo)準(zhǔn)，將試驗(yàn)的親本在主要經(jīng)濟(jì)性狀上歸類（表4）。將親本各性狀對(duì)應(yīng)的類型轉(zhuǎn)換成數(shù)值后相加，按數(shù)值越少其利用價(jià)值越大來排名，不育系中，以G13A、諧A、榮豐A較好，早豐A次之，五豐A較差；恢復(fù)系中，以14hz32、14hz29、14hz5較好，14hz31、14hz6、14hz7次之，14hz2較差。這與一般配合力效應(yīng)分析結(jié)果類似，說明親本在表現(xiàn)優(yōu)勢的性狀上以一般配合力為主。

3 結(jié) 論

研究結(jié)果表明，親本的一般配合力與特殊配合力是相互獨(dú)立，沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。這對(duì)選育一般配合力高的親本和特殊配合力好的組合提供了可能，因此，在選配雜交組合時(shí)，不但要考慮親本一般配合力還應(yīng)進(jìn)行廣泛測交。參試5個(gè)不育系中G13A和榮豐A的一般配合力效應(yīng)高、特殊配合力方差較大，為較理想的親本；諧A、五豐A和早豐A的一般配合了效應(yīng)低、特殊配合力方差較大，為具備利用價(jià)值的親本。G13A所配的組合植株較高、穗大、實(shí)粒數(shù)多、千粒重和單株產(chǎn)量較好，但分蘗不強(qiáng)，結(jié)實(shí)率低。諧A所配的組合植株高，穗大，結(jié)實(shí)率較高，分蘗一般，千粒重和單株產(chǎn)量沒優(yōu)勢。榮豐A的產(chǎn)量性狀好，有效穗、千粒重、結(jié)實(shí)率且單株產(chǎn)量性狀好。五豐A結(jié)實(shí)率高。早豐A為矮稈品種，分蘗強(qiáng)，結(jié)實(shí)率較好，但穗小，千粒重、單株產(chǎn)量性狀一般。株高與配合力的大小不相關(guān)，株高適中，抗倒能力強(qiáng)，便于田間管理收割。因此，在配組過程中，可以根據(jù)不同的育種目標(biāo)選擇不育系?；謴?fù)系中，14hz32主要經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)勢突出，是用來配制高產(chǎn)組合很好的親本。總之，綜合性狀好的強(qiáng)優(yōu)勢組合，要求雙親主要經(jīng)濟(jì)性狀都好，或者是雙親優(yōu)勢互補(bǔ)。

表4 12個(gè)親本主要經(jīng)濟(jì)性狀類型

［1］ 袁隆平. 發(fā)展雜交水稻，保障糧食安全［J］. 雜交水稻，2010，（SI）：1-2.

［2］ 鄧華鳳，朱英國，肖承和，等. 強(qiáng)優(yōu)勢雜交水稻的研究進(jìn)展［J］. 雜交水稻，2010，25（4）：1-4.

［3］ 徐興偉，張利華，王建軍，等. 幾個(gè)秈型三系雜交水稻親本的配合力及遺傳力分析［J］. 種子，2003，（3）：1-4.

［4］ 李貴勇，袁平榮，楊天梅，等. 滇型雜交稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)性狀的配合力及遺傳力分析［J］. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，23（6）：1784-1789.

［5］ 周開達(dá)，黎漢云，李仁端，等. 雜交水稻主要性狀配合力、遺傳力的初步研究［J］. 作物學(xué)報(bào)，1982，（3）：145-152.

［6］ 廖伏明，周紳爐，盛孝邦，等. 秈型三系雜交水稻主要農(nóng)藝性狀配合力研究［J］. 作物學(xué)報(bào)，1999，（5）：622-631.

［7］ 莫惠棟. p×q交配模式的配合力分析［J］. 江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1982，3（3）：51-57.

［8］ 蔣開鋒，鄭家奎，曾德初，等. 雜交水稻穩(wěn)產(chǎn)性配合力初步研究［J］.中國水稻科學(xué)，1998，12（3）：134-138.

（責(zé)任編輯：肖彥資）

Study on Combining Ability of Main Econom ic Characters of Hybrid Rice

SHEN Cun-yi1，CAI Kai-jiong2，JIANG Su3，XUN Pei-zhi1，LIU Jian-feng3
（1. Liuyang Agricultural Bureau， Liuyang 410300， PRC； 2. Ledong Li Autonomous County Agricultural Bureau，Ledong 572500， PRC； 3.Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC）

In order to study the econom ic characters combining abilityof 5 sterile line from three-lines of rice， selected 5 sterile line and 7 restorer line， studied 8 main econom ic characters by 35 combinations with NC Ⅱ mating design.The results showed that： （1） the variance of the general combining ability of the 8 main economic characters of the restorer lines reached a very signif cant level，the variance of the general combining ability of thesterile line was in the p lant height， ear length， total grain number per spike， 1000 grain w eight and average seed setting rateall reached a very signif cant or signif cant level； the special combining ability （except the total grain number per spike）reached a very signif cant or signif cant level；（2） most of characters were both affected by the additive effects and non-additive effects，and additive effect was dom inant.（3） The general combining ability and the special combining ability of the parentsof each characters were independent， and there was no signif cant correlation.（4） In the main econom ic characters， the 5 sterile lines G13A and Rongfeng A were more ideal parents， and Xie A， Wufeng A and Zaofeng A were the valuable parents； in the recovery system， the 14hz32， 14hz29 and 14hz5 were better.

rice； sterile lines of three-lines； econom ic characters； combining ability

S511

A

1006-060X（2016）09-0017-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.09.006

2016-07-23

湘財(cái)農(nóng)指（2014年［121號(hào)］）

沈村義（1974-），男，湖南瀏陽市人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。

劉建豐