仇秀麗，王洪飛，王乃元

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研管理處，福建 福州350003;2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建 福州

350018;3.福建農(nóng)林大學(xué)作物遺傳育種與綜合利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州350002)

雜交水稻選育研究為大幅度提高我國(guó)乃至世界糧食產(chǎn)量做出了重大的貢獻(xiàn)［1］。水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育(cytoplasm male sterile，CMS)材料的發(fā)掘和利用為雜交水稻在生產(chǎn)上的大面積推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［2］。當(dāng)前，我國(guó)生產(chǎn)上比較常用的雜交秈稻CMS 以野敗型(WA)為主，雜交粳稻以BT 型較多。普通野生稻(Oryaz rufipogon)蘊(yùn)藏著豐富的遺傳資源，福建農(nóng)林大學(xué)采用野生稻核置換回交，獲得了一種新型野生稻雄性不育細(xì)胞質(zhì)，稱為FA 型細(xì)胞質(zhì)(新質(zhì)源CMS-FA)［3］，并育成新質(zhì)源系列優(yōu)質(zhì)米不育系，進(jìn)而采用雜交與多次回交的轉(zhuǎn)育方法將新質(zhì)源恢復(fù)基因成功轉(zhuǎn)移到水稻優(yōu)良栽培品種的遺傳背景中育成了新質(zhì)源恢復(fù)系［4］，用新質(zhì)源不育系與新質(zhì)源恢復(fù)系組配出新質(zhì)源雜交水稻新組合［5］。

金農(nóng)2A 是福建農(nóng)林大學(xué)利用新質(zhì)源CMS-FA 培育的水稻不育系之一。該不育系具有良好的株葉形態(tài)，大穗，不育性好、不育度高而穩(wěn)定，較抗稻瘟病，稻米品質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn)［6］，于2005年通過(guò)鑒定(閩科教鑒字［2005］第17 號(hào))［4］。新不育系所配制組合的配合力、雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)該不育系能否在生產(chǎn)上應(yīng)用的重要標(biāo)準(zhǔn)。為充分了解金農(nóng)2A 配制組合的雜種優(yōu)勢(shì)，本研究于2009年3月利用金農(nóng)2A 與5 個(gè)父本進(jìn)行配組，以汕優(yōu)63 作對(duì)照進(jìn)行品比試驗(yàn)，考查了所配制組合的生育期、株高、穗長(zhǎng)、穗粒結(jié)構(gòu)等性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)，并對(duì)所配制組合產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行相關(guān)和通徑分析。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料包括不育系金農(nóng)2A、保持系金農(nóng)2B、恢復(fù)系金恢1 －5 號(hào)(生育期122 d 左右)以及汕優(yōu)63，均由福建農(nóng)林大學(xué)新質(zhì)源雜交稻育種研究課題組提供。

1.2 試驗(yàn)方法

2009年春季在海南三亞以金恢1 －5 號(hào)為父本與金農(nóng)2A 雜交配制5 個(gè)組合，6月5日在福建農(nóng)林大學(xué)教學(xué)科研育種基地沙縣洋坊良種場(chǎng)試驗(yàn)田播種該5 個(gè)組合、父母本(金農(nóng)2A 以金農(nóng)2B 保持系代替)以及汕優(yōu)63(CK)。6月27日移栽，行株距20 cm ×20 cm。單本種植，3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，各組合和CK 種植面積2.52 m2，親本種植面積1.08 m2。實(shí)行統(tǒng)一的田間肥水管理，施肥水平同一般大田。生長(zhǎng)期間記載親本和組合始穗、抽穗、齊穗和成熟日期，并計(jì)算全生育期。成熟時(shí)，親本和組合每區(qū)定點(diǎn)取樣中間5 株進(jìn)行室內(nèi)考種，調(diào)查株高、穗長(zhǎng)和穗粒結(jié)構(gòu)，并對(duì)組合進(jìn)行實(shí)割測(cè)產(chǎn)。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2003 匯總數(shù)據(jù)，并計(jì)算所配制組合產(chǎn)量相關(guān)性狀的平均優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。利用DPS 7.05［7］對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

平均優(yōu)勢(shì)/% =(F1－MP)/MP×100;競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)/% =(F1－CK)/CK×100。其中，MP 為組合父母本的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

金農(nóng)2A 與5 個(gè)父本所配制組合及CK 產(chǎn)量相關(guān)性狀表現(xiàn)見(jiàn)表1。從表1 可見(jiàn)，金農(nóng)2A 具有較好的產(chǎn)量配合力和較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。

2.1.1 生育期、株高和穗長(zhǎng) 所配制的5 個(gè)組合平均生育期123.1 d，比CK(120.3 d)長(zhǎng)2.8 d，5 個(gè)組合生育期表型值與各自的父本接近，與CK 差異均達(dá)到極顯著水平，表現(xiàn)出明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。其中，金農(nóng)2A/金恢4 號(hào)的生育期最長(zhǎng)，極顯著長(zhǎng)于CK 和其他4 個(gè)組合，而其他4 個(gè)組合之間的生育期差異不顯著。

5 個(gè)組合平均株高124.4 cm，比CK(117.2 cm)高7.2 cm。5 個(gè)組合的株高均超過(guò)各自的父本，與CK有顯著差異，表現(xiàn)出較強(qiáng)的超親優(yōu)勢(shì)和明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。其中，金農(nóng)2A/金恢2 號(hào)株高最高，達(dá)128.9 cm，比CK 高11.7 cm，與金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)差異不顯著，與其他3 個(gè)組合差異顯著。

5 個(gè)組合平均穗長(zhǎng)24.2 cm，與CK(23.4 cm)有極顯著差異。除金農(nóng)2A/金恢4 號(hào)(22.4 cm)的穗長(zhǎng)最短外，其他4 個(gè)組合的穗長(zhǎng)均超過(guò)24 cm，表現(xiàn)出較強(qiáng)的超親優(yōu)勢(shì)和明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。金農(nóng)2A/金恢2 號(hào)穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，為25.3 cm。

表1 金農(nóng)2A 配制組合及其親本的產(chǎn)量相關(guān)性狀表現(xiàn)1)Table 1 Performance of yield-related traits of parents and hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A

2.1.2 穗粒結(jié)構(gòu) 單株有效穗數(shù)以CK(13.3 穗·叢－1)最多，極顯著高于該5 個(gè)組合。5 個(gè)組合平均單株有效穗數(shù)10.0 穗·叢－1，且組合間無(wú)顯著差異。5 個(gè)組合平均穗粒數(shù)為160.9 粒·穗－1，均與CK 達(dá)到極顯著差異水平，其中，金農(nóng)2A/金恢2 號(hào)和金農(nóng)2A/金恢5 號(hào)都達(dá)到了175 ?！に耄?以上。5 個(gè)組合結(jié)實(shí)率與CK 無(wú)明顯差異，但金農(nóng)2A/金恢1 號(hào)、金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)和金農(nóng)2A/金恢5 號(hào)與金農(nóng)2A/金恢2 號(hào)結(jié)實(shí)率差異顯著，而與金農(nóng)2A/金恢4 號(hào)差異不顯著。其中，金農(nóng)2A/金恢1 號(hào)和金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)都超過(guò)了90%。千粒重除金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)(30.1 g)和CK 極顯著較高外，其他4 個(gè)組合間的千粒重差異較小，介于26.0 －27.6 g 之間。

2.1.3 產(chǎn)量 5 個(gè)組合與CK 間的產(chǎn)量差異均達(dá)到了極顯著水平。其中，金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)產(chǎn)量最高，為9299.0 kg·hm－2，金農(nóng)2A/金恢1 號(hào)、金農(nóng)2A/金恢2 號(hào)和金農(nóng)2A/金恢5 號(hào)產(chǎn)量較高，均達(dá)8705 kg·hm－2以上。

2.2 雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)

金農(nóng)2A 配制組合產(chǎn)量相關(guān)性狀的平均優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表2。從表2 可見(jiàn)，金農(nóng)2A 配制組合存在明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，5 個(gè)組合均比CK 增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為2.99% －14.36%，平均增產(chǎn)7.96%。不同產(chǎn)量相關(guān)性狀雜種優(yōu)勢(shì)有明顯差異，尤其生育期、株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率等性狀，不論是平均優(yōu)勢(shì)還是競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)均較強(qiáng)，平均優(yōu)勢(shì)依次為:株高(21.30%)＞穗粒數(shù)(16.86%)＞生育期(4.78%)＞穗長(zhǎng)(4.51%)＞結(jié)實(shí)率(2.62%)，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)依次為:穗粒數(shù)(47.44%)＞株高(6.11%)＞穗長(zhǎng)(3.59%)＞結(jié)實(shí)率(2.63%)＞生育期(2.36%)。而有效穗數(shù)和千粒重表現(xiàn)為正向的平均優(yōu)勢(shì)和負(fù)向的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

從表1、2 可以看出，金農(nóng)2A 配制的5 個(gè)組合雜種優(yōu)勢(shì)都較強(qiáng)，但各組合增產(chǎn)原因各不相同。金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)產(chǎn)量最高，雜種優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)，產(chǎn)量的增加主要得益于千粒重最大、結(jié)實(shí)率最高、穗粒數(shù)較多、穗長(zhǎng)較大以及株高較高，是一個(gè)產(chǎn)量性狀比較協(xié)調(diào)、穗粒兼顧型的優(yōu)良組合。金農(nóng)2A/金恢5 號(hào)產(chǎn)量高，雜種優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，以穗粒數(shù)發(fā)揮的作用最大。金農(nóng)2A/金恢1 號(hào)增產(chǎn)主要由于結(jié)實(shí)率較高，但穗粒數(shù)則限制產(chǎn)量的提高。金農(nóng)2A/金恢2 號(hào)增產(chǎn)以穗粒數(shù)的作用最大，但結(jié)實(shí)率削弱了產(chǎn)量的提高。金農(nóng)2A/金恢4號(hào)的雜種優(yōu)勢(shì)較差主要由于穗長(zhǎng)最短、穗粒數(shù)較少所致。

2.3 相關(guān)和通徑分析

為進(jìn)一步明確各組合產(chǎn)量相關(guān)性狀之間的關(guān)系和對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，進(jìn)行了相關(guān)和通徑分析。相關(guān)分析(表3)表明，金農(nóng)2A 配制組合的產(chǎn)量與株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率呈顯著或極顯著正相關(guān)，與有效穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與生育期和千粒重的相關(guān)不顯著。在產(chǎn)量相關(guān)性狀之間，生育期與穗粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，株高與穗長(zhǎng)、株高與穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)與穗粒數(shù)均呈極顯著正相關(guān);生育期與有效穗數(shù)、株高與有效穗數(shù)、有效穗數(shù)與穗粒數(shù)以及穗粒數(shù)與千粒重之間呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)?？梢?jiàn)，適當(dāng)降低有效穗數(shù)，增加株高、穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)，對(duì)產(chǎn)量有正向作用。但株高太高，在生產(chǎn)上易倒伏造成減產(chǎn)。因此，在金農(nóng)2A 配組栽培上，適當(dāng)降低有效穗數(shù)、控制株高、增加穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)有利于提高產(chǎn)量。

表2 金農(nóng)2A 配制組合的產(chǎn)量相關(guān)性狀的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)Table 2 Heterosis performance of yield-related traits of hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A %

表3 金農(nóng)2A 配制組合產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀間的簡(jiǎn)單相關(guān)1)Table 3 Simple coefficient of relationships between yield and yield-related traits of hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A

通徑分析(表4)表明，7 個(gè)性狀中，穗長(zhǎng)和結(jié)實(shí)率的直接通徑系數(shù)最大，分別為0.5341、0.5410，對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別達(dá)31.11%和29.05%，因此穗長(zhǎng)和結(jié)實(shí)率對(duì)產(chǎn)量的直接作用最強(qiáng)。其次是穗粒數(shù)，直接通徑系數(shù)為0.4122，對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為25.73%。雖然生育期對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為8.95%，但兩者之間相關(guān)不顯著，對(duì)產(chǎn)量的直接作用不大。株高與產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)(r =0.5465*)，但對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)最小且為負(fù)值，對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為－2.84%，即削弱產(chǎn)量，但作用較小。此外，有效穗數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量的作用也不大?？梢?jiàn)，金農(nóng)2A 配制組合產(chǎn)量的高低主要取決于穗長(zhǎng)的長(zhǎng)短、結(jié)實(shí)率的高低以及穗粒數(shù)的多寡。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，金農(nóng)2A 測(cè)配的5 個(gè)組合均比CK 增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度達(dá)2.99% －14.36%，平均比CK 增產(chǎn)7.96%。汕優(yōu)63 是我國(guó)水稻育種史上推廣時(shí)間最長(zhǎng)、推廣面積最大的三系雜交水稻［8］，由此可見(jiàn)，金農(nóng)2A 具有較高的產(chǎn)量配合力。金農(nóng)2A 配制組合的生育期比CK 長(zhǎng)2 －5 d，在生產(chǎn)應(yīng)用上較符合晚稻或中稻的生育期要求。5 個(gè)組合的株高比CK 略高，在不倒伏的前提下，適當(dāng)提高雜種的株高有利于雜交水稻產(chǎn)量的提高。相關(guān)和通徑分析表明，金農(nóng)2A 配制組合產(chǎn)量的高低主要取決于穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和穗粒數(shù)。

表4 金農(nóng)2A 配制組合產(chǎn)量相關(guān)性狀對(duì)產(chǎn)量的通徑分析1)Table 4 Path analysis of yield-related traits concerning to rice yield of hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A

在5 個(gè)組合中，金農(nóng)2A/金恢3 號(hào)產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)最強(qiáng)，該組合的各性狀優(yōu)勢(shì)均較明顯，是一個(gè)穗粒兼顧型組合，為本試驗(yàn)中的優(yōu)良組合。該組合參加福建省晚稻區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)，表現(xiàn)為產(chǎn)量高(2年區(qū)試平均產(chǎn)量比CK 增產(chǎn)9.03%，生產(chǎn)試驗(yàn)比CK 增產(chǎn)16.49%)、米質(zhì)優(yōu)(達(dá)部頒三等食用秈稻品種品質(zhì)規(guī)定要求)、稻瘟病抗性較強(qiáng)(中感稻瘟病)，于2010年通過(guò)福建省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(閩審稻2010005)，是集產(chǎn)量、抗性、優(yōu)質(zhì)于一身的新品種［9］，具有良好的生產(chǎn)應(yīng)用前景。

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