小麥品種（系）主要農(nóng)藝性狀配合力分析

高燕,成東梅,彭濤,于金林,趙偉峰,陳坤

（濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南濟(jì)源459002）

目前,小麥常規(guī)雜交育種仍是育種的主流,親本選擇和雜交組合的選配尤為重要.育種實(shí)踐表明,親本的表現(xiàn)與雜交后代的表現(xiàn)并不一致.優(yōu)良的小麥品種間雜交后,由于遺傳效應(yīng)的復(fù)雜性,其后代材料不一定把其優(yōu)良性狀遺傳下來,因此優(yōu)良的品種不一定是優(yōu)良的親本.反之,本身并不優(yōu)越的親本雜交后,其后代可能分離出優(yōu)良的個(gè)體.在雜交育種中,親本性狀的優(yōu)劣及其遺傳傳遞力是親本選配時(shí)首先需要考慮的問題[1-3],一般配合力效應(yīng)和特殊配合力方差是評定親本在雜交育種中利用價(jià)值的最重要參數(shù).通過對親本主要農(nóng)藝性狀的配合力效應(yīng)進(jìn)行分析,明確親本的遺傳特性,根據(jù)育種目標(biāo)選配優(yōu)良親本,可以較大地提高育種工作效率.當(dāng)前小麥優(yōu)良品種繁多,通過加大對現(xiàn)有品種主要農(nóng)藝性狀的配合力和遺傳力研究分析工作,鑒定篩選出更多的優(yōu)良親本并廣泛應(yīng)用,對于提高當(dāng)前小麥育種效率意義重大.在小麥親本主要農(nóng)藝性狀的遺傳力、配合力等研究方面,前人也做了較多的研究工作.由于所選試材及研究側(cè)重點(diǎn)不同,研究結(jié)論也不同.如,歐俊梅等[4]對幾個(gè)矮稈小麥主要農(nóng)藝性狀的配合力和遺傳力進(jìn)行了分析,鑒定篩選出若干優(yōu)良高產(chǎn)育種材料、大粒型高產(chǎn)育種材料,優(yōu)良的降桿和致矮親本.何良榮等[5]對幾個(gè)大穗小麥產(chǎn)量性狀的配合力與遺傳力進(jìn)行了分析,鑒定篩選出3 個(gè)大穗多粒、早熟、矮稈密穗的優(yōu)良小麥親本.康明輝等[6]對幾個(gè)矮稈大穗多粒小麥親本的重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析,鑒定出2 個(gè)矮稈大穗多粒的優(yōu)良小麥親本.本文選用了濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院近年來高產(chǎn)育種中利用較多的5 個(gè)小麥品種（系）組配雜交組合,并對它們主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析和配合力效應(yīng)分析,為今后育種提供參考依據(jù).

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以5 個(gè)小麥品種為供試材料,分別為濟(jì)創(chuàng)9 號(hào)、豫教5 號(hào)、周麥16、矮抗58、豫農(nóng)416,均由濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供.

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥育種試驗(yàn)田進(jìn)行.試驗(yàn)前茬為玉米掩青,試驗(yàn)田地力均勻、地勢平坦、排灌方便.

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用不完全雙列雜交設(shè)計(jì),將供試材料配制成n（n-1）/2 共10 個(gè)雜交組合.2018 年在濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地種植,3 次重復(fù),雙行區(qū),行長1.5 m,行距30 cm,株距7 cm.

1.4 測定項(xiàng)目與方法

小麥成熟后,每小區(qū)取10 株,室內(nèi)對株高、主穗長、穗下節(jié)長、單株穗數(shù)、主穗粒數(shù)進(jìn)行測定.脫粒后測定千粒質(zhì)量和主穗產(chǎn)量.

1.5 遺傳統(tǒng)計(jì)分析方法

依據(jù)劉來福等[7]、莫惠棟[8]方法分析,利用DPS 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 各組合性狀的方差分析

各組合性狀的方差分析結(jié)果見表1.

表1 各組合農(nóng)藝性狀方差分析Tab.1 Analysis variance of agronomic traits in each combination

由表1 可知,株高、主穗長、主穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量4 個(gè)農(nóng)藝性狀基因型間均達(dá)到極顯著差異,而單株穗數(shù)、穗下節(jié)長、主穗產(chǎn)量的基因型間沒有顯著差異,表明各遺傳型間株高、主穗長、主穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量4 個(gè)農(nóng)藝性狀真實(shí)差異顯著,因此可進(jìn)一步對這4 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行配合力方差分析.

2.2 各組合配合力方差分析

各組合配合力方差分析結(jié)果見表2.

表2 小麥F1 代4 個(gè)農(nóng)藝性狀的配合力方差分析Tab.2 Combining ability analysis of variance for four agronomic traits in F1 generation

由表2 知,株高、主穗長、主穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量4 個(gè)農(nóng)藝性狀的一般配合力和特殊配合力的方差均達(dá)到極顯著水平.因此,可以進(jìn)一步對這4 個(gè)性狀的配合力效應(yīng)進(jìn)行比較.

2.3 一般配合力效應(yīng)分析與親本評價(jià)

一般配合力效應(yīng)分析結(jié)果見表3.

表3 親本4 個(gè)農(nóng)藝性狀的一般配合力效應(yīng)值Tab.3 Combining ability value of parents in four agronomic traits

一般配合力是指某一個(gè)親本在雜交后代中的平均表現(xiàn),是由親本的累加效應(yīng)基因決定的.親本性狀一般配合力高的,性狀向后代傳遞的能力強(qiáng),易于穩(wěn)定遺傳,且具有廣泛的適應(yīng)性[9],其雜交組合多數(shù)表現(xiàn)較好[10].因此,評價(jià)一個(gè)親本的利用價(jià)值,首先和一般配合力效應(yīng)密切相關(guān).一般來說,如果我們選用的親本一般配合力效應(yīng)高,特殊配合力方差大,那么我們就可以利用其特殊配合力,從而選出強(qiáng)優(yōu)勢組合.這類親本利用價(jià)值最大,其后代出現(xiàn)超親優(yōu)勢株的可能性更大,更容易選育出優(yōu)良小麥新品種.

由表3 可知,矮抗58 株高和主穗粒數(shù)的一般配合力在5 個(gè)親本中最好,表明矮抗58 不僅可以極顯著地降低雜種后代的株高,同時(shí)在提高穗粒數(shù)方面具有顯著的正向作用,是個(gè)很好的降桿提高穗粒數(shù)的親本.

豫教5 號(hào)在主穗長和主穗粒數(shù)方面的一般配合力均表現(xiàn)為較好的正值效應(yīng),表明豫教5 號(hào)可顯著地增加雜交后代的穗長和穗粒數(shù),在大穗多粒育種中是個(gè)很好的可用親本.

周麥16 號(hào)、濟(jì)創(chuàng)9 號(hào)和豫農(nóng)416 千粒質(zhì)量的一般配合力相對效應(yīng)值為正值,其中周麥16 號(hào)和濟(jì)創(chuàng)9 號(hào)千粒質(zhì)量的一般配合力表現(xiàn)為較大的正值效應(yīng),表明在提高千粒質(zhì)量方面,周麥16 號(hào)和濟(jì)創(chuàng)9 號(hào)能顯著提高雜種后代的千粒質(zhì)量.特別是周麥16 號(hào)千粒質(zhì)量的一般配合力效應(yīng)達(dá)3.07,說明利用周麥16號(hào)組配雜交組合,雜交后代中更容易選育出高粒重后代材料.

通過一般配合力效應(yīng)分析可見,矮抗58,豫教5 號(hào)、周麥16 號(hào)和濟(jì)創(chuàng)9 號(hào)都是理想的親本.遺傳改良中,應(yīng)對這些品種加以重點(diǎn)利用.

2.4 特殊配合力效應(yīng)分析

特殊配合力是指某些特定的組合在其雙親平均表現(xiàn)的基礎(chǔ)上與預(yù)期結(jié)果的偏差,受非累加效應(yīng)（基因的顯性作用和上位性作用）基因控制.特殊配合力用于表示一定組合的表現(xiàn)比之由其所包含的親本系的平均表現(xiàn)預(yù)期的要更好或更差.特殊配合力效應(yīng)值見表4.

表4 4 個(gè)農(nóng)藝性狀的特殊配合力效應(yīng)值Tab.4 SCA value of four agronomic traits

由表4 可知,每個(gè)組合的性狀間特殊配合力效應(yīng)值差異比較大,有正效應(yīng)值,也有負(fù)效應(yīng)值.組合特殊配合力的效應(yīng)值越大,說明其后代在該性狀上增大的趨勢越強(qiáng),越容易獲得更多的優(yōu)良個(gè)體.但是,性狀間的互作效應(yīng)導(dǎo)致配合力效應(yīng)值差異是不可避免的,每個(gè)性狀特殊配合力效應(yīng)值不是全為正向效應(yīng)值,或多或少都有負(fù)向效應(yīng)值,很難做到各個(gè)性狀都達(dá)到設(shè)定的育種目標(biāo).因此,不能只考慮單一性狀的效應(yīng)值,要把所有重要性狀結(jié)合在一起,盡量尋找各性狀間的平衡點(diǎn),把綜合選擇效應(yīng)值好的組合確定為優(yōu)良的雜交組合.小麥遺傳改良上,我們把低桿、大穗、大粒多粒作為育種目標(biāo).株高應(yīng)該選擇特殊配合力小的組合.對于主穗長、主穗粒數(shù)以及千粒質(zhì)量,應(yīng)該選擇特殊配合力大的組合.綜合以上各方面因素考慮,組合（P2/P3）,（P2/P4）各性狀特殊配合力效應(yīng)值較為平衡,可以作為優(yōu)良組合加以選擇利用.

此外,一般配合力一定時(shí),特殊配合力方差越大,雜種后代出現(xiàn)突破性材料的可能性越大[11].例如小麥親本豫農(nóng)416 株高的一般配合力效應(yīng)值高,但由于株高特殊配合力方差大,組合P1/P5 株高的特殊配合力效應(yīng)達(dá)-2.74,降桿效果好.這類親本通過利用其特殊配合力（個(gè)別特定組合可獲得較理想的目標(biāo)性狀值）進(jìn)行品種改良工作,可作為偏材利用.

3 結(jié)論與討論

本研究選用幾個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適親本小麥進(jìn)行兩兩雜交組配,并對其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行配合力分析：一是通過對這些優(yōu)良小麥親本遺傳規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié),為準(zhǔn)確選擇優(yōu)良親本并科學(xué)組配出高質(zhì)量的雜交組合提供理論依據(jù)；二是通過特殊配合力分析選育出最優(yōu)高產(chǎn)雜交組合,為小麥雜交組合的準(zhǔn)確有效選擇性鑒定提供理論依據(jù).

本研究一般配合力效應(yīng)分析表明,矮抗58 是綜合性狀優(yōu)良的降桿提高穗粒數(shù)的親本材料,豫教5號(hào)可顯著地增加雜種后代的穗長和穗粒數(shù),在大穗多粒育種中是個(gè)很好的可用親本.周麥16 號(hào)、濟(jì)創(chuàng)9號(hào)可作為小麥高產(chǎn)雜交育種中增千粒質(zhì)量的親本使用.

在小麥遺傳改良過程中,由于性狀間多存在負(fù)相關(guān),所獲材料各個(gè)性狀不可能都達(dá)到預(yù)期目標(biāo),要尋求各性狀間的平衡點(diǎn),就能達(dá)到所選材料的綜合性狀優(yōu)良[12].本研究表明組合（P2/P3、P2/P4）各性狀特殊配合力效應(yīng)值較為平衡,親本各性狀的一般配合力效應(yīng)值適宜,這兩個(gè)組合是較優(yōu)的矮稈高產(chǎn)的雜交組合,出現(xiàn)優(yōu)良品系的機(jī)率較高.