水稻同質(zhì)滲粳恢復(fù)系R100的選育與配合力分析

陳能剛， 鄢小青， 陳啟剛， 謝應(yīng)平， 雷云龍， 陳 鋒

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)作物品種資源研究所， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州省丹寨縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴州 丹寨 557500)

同質(zhì)恢復(fù)系和一般恢復(fù)系在雜種優(yōu)勢(shì)方面的作用相同。同質(zhì)恢復(fù)系在選育過程中可以快速有效鑒別具有完全恢復(fù)能力的純合個(gè)體，從而提高恢復(fù)系育種效率[1]。同質(zhì)滲粳是采用親緣漸滲的方式逐步聚合優(yōu)良基因[2]，豐富材料遺傳背景，探索雜種優(yōu)勢(shì)。R100是貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所以同質(zhì)滲粳恢復(fù)系Q431[3]為母本，與密穗型恢復(fù)系R749為父本雜交，經(jīng)過系譜法選育，以株型好、分蘗強(qiáng)、著粒密度較大為選育目標(biāo)，最終獲得穩(wěn)定的株系。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2019年正季在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所水稻試驗(yàn)田，同質(zhì)恢復(fù)系R100和R1638分別與3個(gè)水稻不育系品資5A、雅5A和雅康1A雜交，獲得6個(gè)雜交組合。

1.2 試驗(yàn)方法

于2019年4月20日在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所水稻試驗(yàn)基地播種，5月25日移栽。隨機(jī)排列，設(shè)置3次重復(fù)，以F優(yōu)498為對(duì)照品種。每小區(qū)種植10行，每行10株，株行距20.0 cm×26.7 cm，雙株栽插。田間管理按照常規(guī)管理。

1.3 性狀調(diào)查

在水稻成熟后，各小區(qū)隨機(jī)取5株水稻進(jìn)行株高、單株有效穗數(shù)、穗長、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等相關(guān)農(nóng)藝性狀和單株產(chǎn)量調(diào)查。

1.4 食味評(píng)分

收獲后曬干，用精米機(jī)進(jìn)行碾米，各小區(qū)獲得精米大于200 g，采用東孚久恒大米食味計(jì)JSWL進(jìn)行蛋白質(zhì)含量和食味值評(píng)分。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2013和DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行各農(nóng)藝性狀分析。采用隨機(jī)模型估算對(duì)6個(gè)參試組合的各性狀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、一般配合力和特殊配合力基因遺傳方差在總遺傳方差中的比重(Vgca、Vsca)，一般配合力遺傳方差中不育系、恢復(fù)系所占的比重Vgca1和Vgca2進(jìn)行分析。根據(jù)配合力方差分析結(jié)果估算不同性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力。

2 結(jié)果與分析

2.1 選育過程

R100是貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所2013年夏季用同質(zhì)滲粳恢復(fù)系Q431為母本，與密穗型恢復(fù)系R749雜交，同年冬季在海南三亞種植F1代，2014年正季在貴陽種植F2，在F2代選擇株型好、生長繁茂、著粒密度較大的優(yōu)良單株。2015年春在海南在優(yōu)良株系中選擇，2015年正季在貴陽種植F4，并進(jìn)行優(yōu)中選優(yōu)。2016年春在海南三亞優(yōu)系中選單株用中9A進(jìn)行測(cè)配，2016年正季在貴陽種植F6和雜交組合。2016年冬用中9A、成豐A、雅5A、雅1A進(jìn)行小制種。2017年正季從多點(diǎn)試驗(yàn)中篩選優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、株型好的組合，同年篩選出配合力強(qiáng)、株型好、農(nóng)藝性狀整齊一致的優(yōu)良株系R100(圖1)。

2.2 特征特性

2.2.1 農(nóng)藝性狀 R100全生育期為148 d，株高約110 cm，主莖葉片數(shù)為16～17片，葉片半瓦卷直立，劍葉適中，株型好，穗位整齊，稈粗壯，抗倒性好，分蘗適中。穎殼稈黃、茸毛較多，穗型下垂、二次枝梗較多，粒形為橢圓形、長寬比為2.6。穗長24.1 cm，每穗總粒數(shù)218粒，每穗實(shí)粒數(shù)180粒，結(jié)實(shí)率83.2%，千粒重25.5 g。前期生長繁茂，后期轉(zhuǎn)色好。成花期較集中，花粉量大，日盛花時(shí)間為11:30—12:30。

圖1 同質(zhì)滲粳恢復(fù)系R100表型

2.2.2 恢復(fù)力及組合表現(xiàn) 2019年在貴陽試驗(yàn)田種植R100與3個(gè)水稻不育系(品資5A、雅5A和雅康1A)組配的雜交組合。各組合均表現(xiàn)出較對(duì)照品種矮，穗粒數(shù)多，著粒密度大，結(jié)實(shí)率均大，平均結(jié)實(shí)率高，分蘗中等，其中品資5A/R100、雅5A/R100和雅康1A/R100組合的小區(qū)產(chǎn)量均高于對(duì)照F優(yōu)498(表1)。

2.2.3 食味品質(zhì) 各組合的蛋白質(zhì)含量較對(duì)照低，雅5A/R100<品資5A/R100<雅康1A/R100雅康1A/R100>F優(yōu)498(表2)，食味值評(píng)分與蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)r=-0.9932)。

表1 恢復(fù)系R100與3個(gè)不育系組配組合的主要農(nóng)藝性狀

2.3 配合力分析

2.3.1 相關(guān)性狀和配合力的方差分析 由表3可見，在不同組合間除單株有效穗和小區(qū)產(chǎn)量的遺傳達(dá)到顯著差異水平以外，其余性狀的遺傳差異均達(dá)到極顯著水平。恢復(fù)系的一般配合力方差只有千粒重達(dá)到顯著差異水平。各組合的特殊配合力方差除小區(qū)產(chǎn)量以外，其他性狀均達(dá)到顯著或極顯著水平，說明這些農(nóng)藝性狀受加性和非加性效應(yīng)的共同影響。

表2 恢復(fù)系R100與3個(gè)不育系組配組合的蛋白質(zhì)含量及食味評(píng)價(jià)

表3 產(chǎn)量相關(guān)性狀的配合力方差(F值)

2.3.2 相關(guān)性狀的群體配合力方差 由表4可見，一般配合力基因型遺傳方差在株高、穗長、千粒重和小區(qū)產(chǎn)量等性狀中所占比重大于60%，說明在這些性狀中，親本的基因加性效應(yīng)對(duì)雜種一代的性狀表達(dá)起主導(dǎo)作用。不育系和恢復(fù)系的一般配合力基因型遺傳方差所占的比重因性狀而異，不育系基因型遺傳方差在株高、穗長、每穗粒數(shù)、著粒密度和小區(qū)產(chǎn)量等性狀上較恢復(fù)系的一般配合力方差貢獻(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?；謴?fù)系基因型遺傳方差在結(jié)實(shí)率、千粒重和單株有效穗等性狀上比不育系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。特殊配合力基因型遺傳方差分析發(fā)現(xiàn)，每穗粒數(shù)、著粒密度、結(jié)實(shí)率、單株有效穗均大于50%，說明這些性狀同時(shí)受不育系和恢復(fù)系雙親互作影響最大。

表4 產(chǎn)量相關(guān)性狀父母本及其互作的基因型方差

2.3.3 相關(guān)性狀的一般配合力 由表5可見，同一性狀的一般配合力效應(yīng)值在不同親本間和同一親本不同性狀的GCA效應(yīng)值均存在明顯差異。說明不同親本不同性狀的加性效應(yīng)大小有所不同，同一親本不同性狀及同一性狀在不同親本中的遺傳均存在較大差異。不育系品資5A不同性狀的一般配合力效應(yīng)平均值最高，即4.786 5；恢復(fù)系中R100不同性狀的一般配合力效應(yīng)平均值為1.438 4。

表5 相關(guān)性狀的一般配合力效應(yīng)值(GCA)

2.3.4 遺傳力的估算 由表6可見，在調(diào)查的各性狀中均有較高的廣義遺傳力，其中株高、穗長、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和單株有效穗的廣義遺傳力均>70%；而每穗粒數(shù)、著粒密度和單株有效穗的狹義遺傳力均小于20%，表明這些性狀的非加性遺傳作用較顯著，易受環(huán)境的影響，株高、穗長、千粒重和小區(qū)產(chǎn)量的狹義遺傳力均大于60%，說明這些性狀主要受加性遺傳影響。

表6 產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳力 %

3 結(jié)論與討論

秈稻恢復(fù)系中增加適當(dāng)?shù)木狙壥钱a(chǎn)生新雜種優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)。同質(zhì)恢滲粳+耐冷性部分利用秈粳雜種優(yōu)勢(shì)選育方法育成的恢復(fù)系組配的雜交組合產(chǎn)量高，耐冷性強(qiáng)，稻瘟病抗性好[4]。試驗(yàn)中選育的R100是采用現(xiàn)有的同質(zhì)滲粳恢復(fù)系Q431為母本，利用密穗型親本雜交，聚合優(yōu)良的基因，豐富了遺傳基礎(chǔ)。在不同組合間各個(gè)性狀主要受加性效應(yīng)的影響，也有基因加性與非加性效應(yīng)共同作用。參試材料中品資5A的一般配合力最高，其次是R100，說明不育系品資5A和恢復(fù)系R100在雜交水稻的組配中具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的應(yīng)用潛力。本研究采用同質(zhì)恢滲粳選育方法對(duì)稻米的食味品質(zhì)也有一定的提高。