何克榮,柳新菊,祝新榮,陳 詩,夏建國,孟智啟,俞碧華
(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所,浙江杭州310021)
關(guān)于家蠶雜種優(yōu)勢率的表現(xiàn),前人有過眾多的研究,得出了許多有用的結(jié)論[1~3],但是這些結(jié)果很少有通過綜合多次試驗得出的。另外,對于育種者來講,如何正確把握家蠶主要經(jīng)濟(jì)性狀的雜種優(yōu)勢,來指導(dǎo)實用蠶品種的選育以及優(yōu)良雜交組合的選配,仍是一個深感迷惑的難題。這主要是因為2個最優(yōu)秀的親本雜交后往往不能產(chǎn)生最優(yōu)秀的雜種一代。同時雜種優(yōu)勢也易受環(huán)境條件影響,因而要對其進(jìn)行預(yù)測和估算,雖然前人進(jìn)行了大量研究,但結(jié)果均不很理想[4,5]。可見研究雜種優(yōu)勢與環(huán)境條件的關(guān)系具有重要的意義。本文利用我們曾經(jīng)在不同年份和季節(jié)進(jìn)行的5次試驗結(jié)果,調(diào)查了家蠶主要的15個經(jīng)濟(jì)性狀的雜種優(yōu)勢率,得出了一些具有意義的結(jié)果,并針對這些結(jié)果提出了一些在生產(chǎn)上應(yīng)用的看法,作了探討,由于作者水平有限,存在不正之處望各位學(xué)者指正。
本試驗收集了5個不同季節(jié)飼養(yǎng)試驗,每期試驗在同一蠶室中飼養(yǎng)原種和對應(yīng)的雜交種,供試蠶品種的原種名列于表1。
1.2.1 試驗設(shè)置
試驗1:選取8個中系原種與7個日系原種,按不完全雙列雜交形式,組成7×8=56個雜交組合,每組合正反交各飼養(yǎng)3個重復(fù);15個原種每品種飼養(yǎng)4個重復(fù),合計396區(qū),在1982年夏季飼養(yǎng)。
試驗2:選取8個中系原種和10個日系原種,再從中組配40個雜交組合,每組合正反交各飼養(yǎng)2個重復(fù),18個原種每品種飼養(yǎng)3個重復(fù),合計214區(qū),在1985年夏季飼養(yǎng)。
試驗3:選取7個中系原種與6個日系原種,在從中組配40個雜交組合,每組合正反交各飼養(yǎng)2個重復(fù),13個原種每品種飼養(yǎng)3個重復(fù),合計199個試驗區(qū),在1987年夏季飼養(yǎng)。
試驗4與試驗5:選取8個原種按完全雙列雜交形式,組配成8×8=64個雜交型式(包括8個原種),每型式飼養(yǎng)3個重復(fù),合計192區(qū)。試驗4在1988年早秋飼養(yǎng),試驗5在1988年中秋飼養(yǎng)。
1.2.2 飼養(yǎng)與調(diào)查方法
每試驗均按隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計,在同室飼養(yǎng)。上蔟采繭后,每品種隨機(jī)選取840粒普通繭,供繅絲試樣。每試驗按桑蠶新品種審定規(guī)程[4],調(diào)查四齡起蠶幼蟲結(jié)繭率(簡稱結(jié)繭率)、死籠率、四齡起蠶蟲蛹統(tǒng)一生命率(簡稱蟲蛹率)、全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量、萬蠶產(chǎn)繭層量、繭絲長、解舒絲長、解舒率、繭絲量(試驗3缺)、纖度、鮮毛繭出絲率(簡稱出絲率)、凈度等15個主要經(jīng)濟(jì)性狀。得到原種和雜交種的性狀值后,按照中親雜種優(yōu)勢率公式:
V.R.(%)= (F1-MP)/MP × 100%
計算每雜交組合和雜交優(yōu)勢率,其中F1:雜種一代成績(本文采用正反交平均成績);MP:為雙親的中親值成績,即2親成績之和除以2。
5個試驗15個經(jīng)濟(jì)性狀的平均雜種優(yōu)勢率列于表2。從表2可以看出,總體來看15個性狀中,死籠率、萬蠶產(chǎn)繭量、萬蠶產(chǎn)繭層量以及解舒絲長的雜種優(yōu)勢最大,平均在50%以上。其中等程度的有結(jié)繭率、蟲蛹率、全繭量、繭層量、繭絲長和繭絲量等。這些性狀具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢,我們在組配雜交組合時,對于這些性狀可以不必過分酷求其親本的成績,利用雜種優(yōu)勢有可能獲得較理想的雜種一代成績。然而困難的是在選育親本時,就難以把握這些性狀。因為它們具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢,所以當(dāng)雙親成績最優(yōu)良時,組配的雜種一代往往并不是最優(yōu)良的,因為大家知道,一般來講,雙親成績最優(yōu)秀者,其雜種優(yōu)勢并不高。另外,從表2可見,繭層率和凈度這2性狀的雜種優(yōu)勢率最低,一般很少有超過10%的,特別是凈度。對于這種性狀我們在組配雜交組合時,必須充分考慮雙親的成績,就是說一般來講,對于這些性狀,只有雙親成績都優(yōu)良時,雜種一代才有可能獲得理想的成績。從表2的標(biāo)準(zhǔn)該一列可以看出各經(jīng)濟(jì)性狀雜種優(yōu)勢的波動情況,總體來講雜種優(yōu)勢強(qiáng)的性狀其變化范圍也要大些,但也有例外,如同樣是生命力性狀,死籠率的雜種優(yōu)勢率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)繭率和蟲蛹率,但其標(biāo)準(zhǔn)項即均小于這2個性狀。我們把雜種優(yōu)勢率與其標(biāo)準(zhǔn)誤組合起來看,一類是雜種優(yōu)勢率大,其標(biāo)準(zhǔn)誤也大,如:萬蠶產(chǎn)繭量、萬蠶產(chǎn)繭層量等。這類性狀雜種優(yōu)勢的利用前途最大,因如果選配適當(dāng),有可能獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中親值水平的一代雜交種。第2類是雜種優(yōu)勢率適中,但其標(biāo)準(zhǔn)誤差大,如結(jié)繭率、蟲蛹率、解舒絲長和繭絲長,在選配雜交組合時,對這類性狀我們也可以利用雜種優(yōu)勢獲得較優(yōu)良的雜種一代。對于上述2類性狀雖然可以獲得優(yōu)良的組合,但如何選配,即是一個難題。因為我們?nèi)菀椎玫降耐怯H本的成績,而這些性狀的雜種一代成績,很難根據(jù)雙親成績來直接估算。配合力分析為我們提供一些由親本來組配雜種一代的有用信息,但是遺憾的是計算配合力往往需要雜種一代的成績。第3類性狀是雜種優(yōu)勢平均成績較大,但標(biāo)準(zhǔn)誤較小,如全繭量、繭層量、繭絲量等,這類性狀的雜種優(yōu)勢率變動較小,我們可以利用歷史的雜種優(yōu)勢率數(shù)據(jù)和當(dāng)代雙親的成績,粗略地估算出雜種一代的可能成績。第4類性狀是雜種優(yōu)勢率和標(biāo)準(zhǔn)誤都很小,如凈度和繭層率等,在組配雜交組合時,對于這一類性狀,就可以利用雙親成績直接預(yù)測其雜種一代的成績。
表1 5期試驗的原種名
表2 5個試驗15個經(jīng)濟(jì)性狀的平均雜種優(yōu)勢率(%)
數(shù)量性狀易受環(huán)境條件的影響,有時其環(huán)境影響要大于遺傳效應(yīng)本身。由于中親雜種優(yōu)勢率是用F1代的成績減去雙親的平均成績,再除以中親值,所以其中消除了一部分環(huán)境條件的作用,至少純環(huán)境效應(yīng)應(yīng)該是去掉了,所以講雜種優(yōu)勢是由基因雜合型及其與環(huán)境的互作效應(yīng)與對應(yīng)的純合型效應(yīng)及其與環(huán)境的互作效應(yīng)之差。本文的第1至第3個試驗是同在夏季進(jìn)行的,盡管其中所采用的品種有些不同,但各性狀的平均優(yōu)勢率還是存在著很大差異的,只有雜種優(yōu)勢率小的性狀,其差異較小。而試驗4與試驗5是同一組品種在不同季節(jié)飼養(yǎng)的結(jié)果,從表1可以看出,試驗4的生命力和繭質(zhì)性狀的雜種優(yōu)勢率均大于試驗5的,但絲質(zhì)性狀除解舒絲長和解舒率這2個受環(huán)境影響大的性狀外,其他性狀2試驗差異不很大。這可能是由于早秋期桑葉質(zhì)量較好,即飼料效應(yīng)好,對原種的影響較小,但雜交種對于葉質(zhì)要求不如原種高,所以相對雜種優(yōu)勢力較低,但是中秋期的桑葉質(zhì)量相對較差,其對原種生命力和繭質(zhì)影響要大于雜交種,而對于絲質(zhì)性狀原種與雜交種的相對變化差異要小些。
人們雖然對雜種優(yōu)勢的形成機(jī)制還不很清楚[6,7],但對雜種優(yōu)勢的預(yù)測已有很多學(xué)者從各方面進(jìn)行了大量研究4,5,8],至今仍未得出較為理想的方法。本文利用歷史上多年的資料,對家蠶經(jīng)濟(jì)性狀雜種優(yōu)勢性狀表現(xiàn)作了進(jìn)一步分析,其目的是希望在深入了解家蠶主要經(jīng)濟(jì)性狀雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上,為其預(yù)測方法探討出一些有用的結(jié)果。例如對于雜種優(yōu)勢率小的性狀,我們利用雙親中親值就能較理想的預(yù)測雜交一代成績,因為雜種優(yōu)勢率V.R.=(F1-MP)/MP,如果V.R.≈0(很?。?,即 F1∝MP。因而我們設(shè)想,是否能人為尋找一些虛擬性狀,這些性狀的雜種優(yōu)勢率較小,或者雖然其雜種優(yōu)勢率不小,但其標(biāo)準(zhǔn)差較小。用這些性狀來預(yù)測雜種優(yōu)勢,然后通過虛擬性狀與主要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性,來估算有用性狀的F1代成績。
本文比較了家蠶不同性狀的雜種優(yōu)勢率的大小,雜種優(yōu)勢率雖然是一個百分比數(shù)字,消除了測量單位,但是其中親值的大小也是影響其相對大小的因素之一,比如就結(jié)繭率和死籠率這2個性狀來講,從表面看,死籠率的雜種優(yōu)勢率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)繭率,但是結(jié)繭率的中親值一均在70%以上,而死籠率的中親值一般小于20%。所以當(dāng)雜種效果(F1-MP)接近時,死籠率的雜種優(yōu)勢率就顯得很大了,所以我們在比較不同性狀的雜種優(yōu)勢率時,也應(yīng)考慮中親值的比較。
最近人們對數(shù)量遺傳提出了調(diào)控網(wǎng)絡(luò)學(xué)說,這種學(xué)說來自2個基礎(chǔ):①基因的表達(dá),是由調(diào)控因子與結(jié)構(gòu)基因相結(jié)合,然后激活基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,而調(diào)控因子又是受環(huán)境條件影響的;②數(shù)量性狀的微效多基因作用并不是相互獨立的,它們是相互聯(lián)系,協(xié)同作用的,這些基因的互作構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而互相影響的,特別是一些復(fù)雜性狀[9,10]。
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