若干秈型雜交稻親本的農(nóng)藝性狀配合力分析

劉龍欽，江文清，梁康逕，周仕全，謝冬容，邱慧明，饒溶暉，馬妙明 ，彭呂清

（1.福建省南平市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建建陽354200；2.福建農(nóng)林大學(xué)，福建福州350002）

水稻作為最重要的糧食作物之一，是全球近30億人賴以生存的糧食作物。自20世紀(jì)70年代成功培育出三系雜交稻以來，選育出大量雜交水稻新品種，大大促進(jìn)了雜交水稻生產(chǎn)的發(fā)展［1］。然而，雜交水稻研究面臨新的難題和挑戰(zhàn)，其中產(chǎn)量水平要取得顯著突破存在一定的困難［2-3］。種質(zhì)資源是育種的基礎(chǔ)，雜交水稻的發(fā)展得益于育種材料的突破［4］，配合力對于親本的選育及配組、對于雜交水稻育種起著至關(guān)重要的作用［5-11］。研究利用5個(gè)不育系和5個(gè)恢復(fù)系進(jìn)行不完全雙列雜交，配組了25個(gè)雜交組合，通過對親本以及雜交組合的一些重要性狀進(jìn)行研究與分析，分析了一般配合力和特殊配合力，探討親本的配合力以及數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律，為選育高產(chǎn)的秈型雜交水稻新組合提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的5個(gè)秈型三系不育系為天豐A、谷豐A、宜香1A、圣豐1A和圣豐2A，其中天豐A、谷豐A和宜香1A為生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的不育系，圣豐1A和圣豐2A為南平市農(nóng)科所新育成的2個(gè)不育系； 5個(gè)秈型恢復(fù)系為南恢716、南恢516、南恢125、南恢06和南恢5648，均由南平市農(nóng)科所育成，按照不完全雙列雜交，共配制25個(gè)組合。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2013年在福建省南平市農(nóng)科所的南山試驗(yàn)基地中進(jìn)行。試驗(yàn)田的肥力中等偏上，地力分布比較均勻。5月15日播種5個(gè)恢復(fù)系親本、25個(gè)雜交組合，6月15日移栽，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積是13.32 m2，株行距23.33 cm×23.33 cm，小區(qū)之間不留走道。田間管理方式與當(dāng)?shù)刂髟噪s交稻的管理方式一致。

農(nóng)藝性狀的測定：在水稻成熟期，測定其株高、穗長、單株有效穗、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率等8個(gè)農(nóng)藝性狀。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

配合力、遺傳率等的分析方法是參照劉來福［12］等人所介紹的方法，所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用excel、spss軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜種一代及其恢復(fù)系親本的農(nóng)藝性狀的表型值分析

雜種一代及其恢復(fù)系親本的農(nóng)藝性狀的平均表型值和變異系數(shù)列于表1。由表1的結(jié)果可以看出，雜種一代及其恢復(fù)系親本的8個(gè)農(nóng)藝性狀存在不小的差異，變異范圍較大。雜種一代的8個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)均大于恢復(fù)系親本。此結(jié)果說明，雜種一代農(nóng)藝性狀的變異程度較大。雜種一代的平均表型值在單株有效穗、單株產(chǎn)量和千粒重這3個(gè)農(nóng)藝性狀上表現(xiàn)優(yōu)異于親本的表現(xiàn)，其平均值分別為10.2穗、42.3 g 、29.0 g；而在穗長、穗總粒數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)這3個(gè)農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)，親本會(huì)優(yōu)于其雜種一代，分別為26.1 cm、179.9 粒、135.9粒，分別比雜種一代相應(yīng)性狀平均值增加0.5 cm、6.8粒、5.6粒，這可能是因?yàn)橛H本自身是屬于大穗型，而使得其雜種一代在穗長、穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)這3個(gè)農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)難以超過親本。

2.2 雜種一代農(nóng)藝性狀的方差和配合力分析

25個(gè)雜交組合的8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析和配合力方差分析（表2），8個(gè)農(nóng)藝性狀組合間的遺傳差異均達(dá)極顯著水平，進(jìn)一步對其進(jìn)行配合力分析，結(jié)果表明，不育系和恢復(fù)系一般配合力方差和不育系×恢復(fù)系特殊配合力方差在株高、穗長、單株有效穗、結(jié)實(shí)率等性狀上的差異均達(dá)顯著或極顯著水平，說明這些性狀均受加性和非加性效應(yīng)的影響。不育系和恢復(fù)系同一性狀的一般配合力方差都大于其特殊配合力方差，說明一般配合力對這些性狀的表現(xiàn)影響比特殊配合力的作用更大。

為了更深入地了解不育系、恢復(fù)系雙親及其互作對雜種一代各性狀的影響，根據(jù)隨機(jī)模型估算各性狀的一般配合力基因型遺傳方差和特殊配合力基因型遺傳方差，及一般配合力和特殊配合力基因型遺傳方差在總遺傳方差中的比重（Vg%，Vs%），一般配合力遺傳方差中不育系、恢復(fù)系所占的比重（Vg1%，Vg2%），結(jié)果見表3。從表3可以看出，一般配合力基因型遺傳方差在8個(gè)農(nóng)藝性狀中所占比重均在60%以上，說明在這些性狀中，親本的基因加性效應(yīng)對雜種一代的性狀表達(dá)起主導(dǎo)作用。在一般配合力基因型遺傳方差中不育系、恢復(fù)系所占的比重因性狀而異，通過對不育系、恢復(fù)系在雜種一代組合的一般配合力遺傳方差中所占比重的比較，恢復(fù)系基因型遺傳方差在株高、穗長、單株產(chǎn)量、穗總粒數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)這5個(gè)性狀上比不育系對一般配合力方差所作貢獻(xiàn)大，說明恢復(fù)系的一般配合力在這些性狀表達(dá)方面起主導(dǎo)作用。而不育系在單株有效穗數(shù)、千粒重這2個(gè)性狀中比恢復(fù)系對一般配合力方差所作貢獻(xiàn)大，說明不育系的一般配合力在這些性狀表達(dá)方面起主導(dǎo)作用。但不育系在結(jié)實(shí)率這一性狀上和恢復(fù)系所作貢獻(xiàn)相對接近。同時(shí)，從特殊配合力基因型遺傳方差所占比重（Vs%）來看，8個(gè)農(nóng)藝性狀均在20%以上，說明不育系、恢復(fù)系雙親的互作在這些性狀上所起的作用是不容忽視的。

2.3 一般配合力分析

由表4可知，對于母本來說，不育系天豐A的8個(gè)性狀在所有組合均表現(xiàn)出正效應(yīng)，谷豐A有7個(gè)表現(xiàn)出正效應(yīng)（穗實(shí)粒數(shù)上表現(xiàn)出負(fù)效應(yīng)）；對于父本來說，南恢716、南恢125、南恢5648在8個(gè)性狀上有7個(gè)組合表現(xiàn)出正效應(yīng)?？梢姡挥抵刑熵SA和谷豐A，恢復(fù)系中南恢716、南恢125和南恢5648在這8個(gè)農(nóng)藝性狀上表現(xiàn)出較好的一般配合力。

表1 雜種一代及親本的8個(gè)農(nóng)藝性狀的平均值

表2 所配組合的8個(gè)農(nóng)藝性狀的方差和配合力分析（均方值）

表3 所配組合農(nóng)藝性狀的基因型方差，恢復(fù)系、不育系及其互作對雜種一代各性狀方差的貢獻(xiàn)率

表4 親本的8個(gè)農(nóng)藝性狀的一般配合力相對效應(yīng)值

2.4 特殊配合力分析

由表5的分析結(jié)果可知，特殊配合力的相對效應(yīng)值（sca）就同一個(gè)不育系與不同恢復(fù)系雜交，或同一個(gè)恢復(fù)系與不同不育系雜交，組合的sca在不同性狀之間或同一性狀在不同組合之間都有較大的差異。如就單株有效穗而言，圣豐2A/南恢716組合的sca最高（16.17），而圣豐2A×南恢125組合的sca卻最低（-8.75）；又如，千粒重宜香1A×南恢516組合的sca較高（45.96），宜香1A×南恢716組合的sca卻較低（-11.62）。說明特殊配合力表現(xiàn)較為復(fù)雜。

此外，對親本一般配合力和組合特殊配合力效應(yīng)值進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)一般配合力高的親本配制出的組合其特殊配合力不一定高，表現(xiàn)出兩者之間沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。如一般配合力較好的不育系天豐A與恢復(fù)系南恢125配組，在株高、單株產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率和千粒重上表現(xiàn)較低的特殊配合力。但一般配合力較差的親本配組，其組合的特殊配合力也普遍較低，如一般配合力較差的不育系圣豐1A、圣豐2A與恢復(fù)系南恢516配組，其特殊配合力在多數(shù)性狀上表現(xiàn)較差的特殊配合力。由此可見，盡管特殊配合力在水稻雜種優(yōu)勢的利用中有重要的意義，但其表現(xiàn)與親本一般配合力之間沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。因此，在雜交組合選配時(shí)，廣泛測交配組是一項(xiàng)必不可少的工作。只有在選擇一般配合力較高的親本基礎(chǔ)上，通過廣泛測交配組，才能獲得特殊配合力較高的強(qiáng)優(yōu)勢組合。

表5 不同雜交組合的特殊配合力相對效應(yīng)值

3 結(jié)論與討論

研究中8個(gè)性狀一般配合力和特殊配合力差異均達(dá)顯著或極顯著水平，說明這些性狀的遺傳是由加性和非加性基因共同控制。一般配合力基因型遺傳方差在8個(gè)性狀中所占比重較大，在這些性狀中，親本的基因加性效應(yīng)對雜種一代的性狀形成起主導(dǎo)作用。而特殊配合力基因型方差在8個(gè)性狀中的比重較大（Vs%＞20%），說明這些性狀中，不育系、恢復(fù)系雙親的互作在這些性狀上所起的作用也是不容忽視的。

關(guān)于雜交稻親本的一般配合力與親本表現(xiàn)型的關(guān)系，前人也作過一些研究，但結(jié)論存在差異。本研究根據(jù)配合力的分析，表現(xiàn)出同一種性狀的一般配合力的方差均大于該性狀的特殊配合力的方差，這說明一般配合力在這些性狀上的表現(xiàn)作用比特殊配合力的作用影響更大。同一個(gè)組合在不同性狀之間、同一個(gè)性狀在不同組合之間的特殊配合力的相對效應(yīng)值存在明顯差異，這與前人研究的結(jié)果是一致的［7-9］。本研究在親本的利用上，優(yōu)先考慮親本的配合力的表現(xiàn)。其中，不育系的一般配合力在單株有效穗、千粒重這些性狀上起主導(dǎo)作用，而恢復(fù)系在株高、穗長、單株產(chǎn)量、穗總粒數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)等性狀上起重要作用，但親本基因互作對雜種一代性狀的影響不容忽視。

研究中產(chǎn)量及其相關(guān)性狀的一般配合力和特殊配合力不育系以天豐A和谷豐A較好，恢復(fù)系以南恢125、南恢5648和南恢716較好。

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