肖春光，譚美林， 羅招等，張家洪，胡繼田，馮明友，趙其安

秈型三系雜交水稻親本9個(gè)農(nóng)藝性狀配合力及遺傳力分析

肖春光，譚美林， 羅招等，張家洪，胡繼田，馮明友，趙其安

（安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 貴州 普定 562109）

采用5 ×5 不完全雙列雜交的方法，分析雜交水稻親本9個(gè)主要農(nóng)藝性狀的遺傳力、配合力及F1的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)， 得到如下結(jié)論：雜交組合各性狀競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)大小在母本方面以加性效應(yīng)為主，在父本方面除穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率以加性效應(yīng)為主外，其余性狀以非加性效應(yīng)為主，所以需用具有較高的一般配合力和特殊配合力的親本，才能配組出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的雜交組合；雜交稻配組強(qiáng)優(yōu)勢(shì)同時(shí)受到親本的一般配合力和特殊配合力控制。一般配合力與母本自身的表現(xiàn)值呈極顯著正相關(guān)；各性狀的狹義遺傳力由大到小的趨勢(shì)是： 播始?xì)v期＞穗長(zhǎng)＞千粒重＞每穗實(shí)粒數(shù)＞每穗總實(shí)粒數(shù)＞單株粒重＞結(jié)實(shí)率＞單株有效穗＞株高。

雜交水稻；農(nóng)藝性狀；配合力；遺傳力；優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)；親本

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.07.002

雜交水稻因其產(chǎn)量高，適應(yīng)性強(qiáng)，抗性好等優(yōu)點(diǎn)，迅速被人們認(rèn)可并大面積推廣，為中國(guó)乃至世界的糧食安全做出了極大的貢獻(xiàn)。從開(kāi)始推廣至今，為了雜交水稻組合各性狀與親本間存在的遺傳關(guān)系及親本各性狀對(duì)后代性狀的影響，以便縮小遺傳育種的工作量，有的放矢地快速配組出優(yōu)良組合，提高工作效率，縮短育種年限，針對(duì)雜交水稻親本性狀的配合力、遺傳力及其F1代的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)作了大量研究［1-6］。對(duì)雜交水稻新組合的選育過(guò)程，也就是對(duì)親本配合力、遺傳力及F1優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)篩選的過(guò)程［7-9］。安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院專(zhuān)家在近些年的雜交轉(zhuǎn)育過(guò)程中，育成大量表現(xiàn)穩(wěn)定的恢復(fù)系材料及少量不育系，為了弄清這些材料在農(nóng)藝性狀上的遺傳規(guī)律，對(duì)其農(nóng)藝性狀的遺傳力、配合力及F1代優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)進(jìn)行分析，為配組出優(yōu)勢(shì)組合及對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的運(yùn)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

以安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的1個(gè)不育系14H-64A （A1）和4個(gè)應(yīng)用面積較大的不育系安豐A（A2）、川谷A（A3）、中9A（A4）和13A（A5）為母本（P1），以安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院4個(gè)恢復(fù)系安恢1079（R1）、安恢833（R2）、安恢860（R3）、安恢858（R4）和1個(gè)大面積應(yīng)用的恢復(fù)系成恢177（R5）為父本（P2）。

1.2 設(shè)計(jì)與方法

采用P×q不完全雙列雜交的方法配制25個(gè)新組合，并分別收獲其F1代種子。于2014年正季在安順市農(nóng)科院試驗(yàn)田種植雜種F1代及對(duì)照品種香早優(yōu)2017（CK1）和中優(yōu)169（CK2）。試驗(yàn)用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法，設(shè)置3個(gè)重復(fù)， 4月24日播撒干谷，采用濕潤(rùn)育秧方法，6月18日移栽，單行區(qū)種植，每行插10株，株距16.5 cm，行距30 cm，移栽后采用大田管理方法。黃熟后選取中間6株，分別考察穗長(zhǎng)、千粒重、每穗總粒數(shù)、單株有效穗、結(jié)實(shí)率、株高、每穗實(shí)粒數(shù)、單株粒重和播始?xì)v期等主要農(nóng)藝性狀。

按照P×q不完全雙列雜交試驗(yàn)的要求完成分析。采用固定模型給出的算式估算出配合力效應(yīng)值，采用隨機(jī)模型來(lái)估算各方差分量及遺傳參數(shù)，結(jié)實(shí)率利用Excel 2007經(jīng)反正弦平方根轉(zhuǎn)換。用DPS（v7.05版）軟件進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 配合力方差分析及性狀值方差分析

對(duì)本批組合的9個(gè)農(nóng)藝性狀及其配合力進(jìn)行方差分析（表1），結(jié)果顯示9個(gè)農(nóng)藝性狀在組合間存在極顯著差異。可以斷定，性狀的遺傳在參試各組合間的表現(xiàn)明顯有著差異。接下來(lái)對(duì)農(nóng)藝性狀進(jìn)行配合力分析，除P2的單株有效穗方差外其余一般配合力（GCA）方差均存在極顯著差異，特殊配合力方差有5個(gè)達(dá)極顯著水平，并且特殊配合力（SCA）方差明顯小于一般配合力（GCA）方差。這說(shuō)明，試驗(yàn)涉及的親本材料各農(nóng)藝性狀在F1代的表現(xiàn)由加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同控制，且以加性效應(yīng)的影響為主。

2.2 一般配合力效應(yīng)分析

從表2中可以看出，在同一農(nóng)藝性狀的不同親本間及同一親本的不同性狀間一般配合力效應(yīng)均有明顯差異，說(shuō)明親本的加性效應(yīng)在同一農(nóng)藝性狀的不同組合間及不同農(nóng)藝性狀的同一組合間的影響有明顯差異。母本中A3（川谷A）在穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)2個(gè)性狀有較高的GCA值，A4（中9A）在株高、每穗實(shí)粒數(shù)、單株粒重3個(gè)性狀GCA值較大，A5（13A）在結(jié)實(shí)率、千粒重和播始?xì)v期等3個(gè)性狀的一般配合力值較高。父本中R1（安恢1079） 每穗總粒數(shù)、在穗長(zhǎng)、每穗實(shí)粒數(shù)等3個(gè)性狀有較高的GCA值，R4（安恢858）在單株有效穗、播始?xì)v期等2個(gè)性狀的GCA值較大，R5（成恢177）在株高、結(jié)實(shí)率和千粒重等3個(gè)性狀的GCA值較高。可以知道，由不同親本雜交，親本的農(nóng)藝性狀在其雜交后代的遺傳表現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)較明顯的差異。川谷A、中9A、13A、安恢1079、安恢858和成恢177一般配合力具有較好表現(xiàn)，其余親本自身各有優(yōu)勢(shì)，如在單株有效穗這一性狀的GCA值上A1（14H-64A）是5個(gè)母本中最高的，在單株粒重這一性狀上R2（R833）的一般配合力為5個(gè)父本中最高。

2.3 特殊配合力效應(yīng)分析

從表3中可以發(fā)現(xiàn)，特殊配合力效應(yīng)在不同新組合的同一農(nóng)藝性狀間及同一新組合的不同農(nóng)藝性狀間的表現(xiàn)有著顯著差異，說(shuō)明親本基因互作具有多樣性。A1×R2在株高、單株有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等農(nóng)藝性狀具有較高或最高的特殊配合力效應(yīng)值，但A1×R4在株高、穗長(zhǎng)、單株粒重、千粒重、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率等農(nóng)藝性狀的特殊配合力效應(yīng)值較低，類(lèi)似的結(jié)果也出現(xiàn)在不同新組合的其他農(nóng)藝性狀的特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值上。

2.4 GCA與SCA及F1代競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)系

比較雙親一般配合力效應(yīng)值與新組合特殊配合力效應(yīng)值發(fā)現(xiàn)，一般配合力效應(yīng)值高低與特殊配合力效應(yīng)值的高低沒(méi)有嚴(yán)格的相關(guān)關(guān)系，例如A2和R3這兩個(gè)親本，在每穗總粒數(shù)、株高、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率等農(nóng)藝性狀一般配合力（GCA）值較低的情況下，新配組合A2×R3卻有較高的特殊配合力（SCA）值。

表1　配合力方差分析及性狀值方差分析

表2　各農(nóng)藝性狀一般配合力（GCA）效應(yīng)值

表3　25個(gè)組合9個(gè)農(nóng)藝性狀的特殊配合力（SCA）相對(duì)效應(yīng)值

對(duì)親本一般配合力與競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行相關(guān)性分析，并用參試25個(gè)組合9個(gè)農(nóng)藝性狀的平均值同本試驗(yàn)設(shè)立的兩個(gè)對(duì)照的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)比較（表4），結(jié)果發(fā)現(xiàn)各組合性狀競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)值與母本一般配合力（GCA）值表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)性（P＜0.01），且相關(guān)系數(shù)高達(dá)1.000 0，而所配組合各性狀競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的大小與父本的相關(guān)系數(shù)大小不一，株高、穗長(zhǎng)、單株有效穗、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單株粒重和播始?xì)v期的相關(guān)系數(shù)分別為-0.550 0、-0.830 0、-0.610 0、-0.460 0、-0.740 0、1 .000 0、0.490 0、-0.640 0和-0.010 0，但組合的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的大小與特殊配合力的強(qiáng)弱表現(xiàn)不一定一致，如株高，母本A1和父本R2 的GCA效應(yīng)值都較低，而新配制的組合A1×R2的特殊配合力（SCA）值為組合中最高，其值高達(dá)5.55%，而與香早優(yōu)2017（CK1）和中優(yōu)169（CK2）的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分別為-3.62 %和-7.84%。因此，在配制雜交水稻新組合時(shí)，要想獲得強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的雜交組合，親本必須具有較高的一般配合力。

2.5 方差分析與遺傳力估算

采用固定模型給出的算式對(duì)各農(nóng)藝性狀的特殊配合力基因型方差（Vs）、一般配合力基因型方差（Vg）、一般配合力方差中父本和母本所占的比重、一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）基因型方差在總方差中的比重進(jìn)行估算（表5），理清雙親互作對(duì)其雜交后代農(nóng)藝性狀的影響力度，結(jié)果可以得出，一般配合力（GCA）基因型的方差在全部農(nóng)藝性狀中所占比遠(yuǎn)超過(guò)50%以上，說(shuō)明本次研究的性狀主要受加性效應(yīng)控制。

從表5還可以得出，在不同的農(nóng)藝性狀上，雙親一般配合力（GCA）基因型方差的作用不同。母本對(duì)穗長(zhǎng)、單株有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和單株粒重的貢獻(xiàn)率大于父本，而父本對(duì)株高、每穗總粒數(shù)和播始?xì)v期的貢獻(xiàn)率較大。與此同時(shí)，從特殊配合力（SCA）基因型方差所占的比重看，單株有效穗和單株粒重等性狀受較大的雙親互作作用。更進(jìn)一步說(shuō)明，要想獲得強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的雜交新組合，必須選用一般配合力和特殊配合力均較高的雙親進(jìn)行雜交。

從表6關(guān)于9個(gè)農(nóng)藝性狀遺傳力的結(jié)果可以看出，各農(nóng)藝性狀的狹義遺傳力有較大相差，9個(gè)農(nóng)藝性狀的狹義遺傳力由大及小依次為播始?xì)v期＞穗長(zhǎng)＞千粒重＞每穗實(shí)粒數(shù)＞每穗總實(shí)粒數(shù)＞單株粒重＞結(jié)實(shí)率＞單株有效穗＞株高。單株粒重、株高、單株有效穗和結(jié)實(shí)率等的廣義遺傳力（h2B）和狹義遺傳力（h2N）值相差較大，說(shuō)明本試驗(yàn)的這些性狀受非加性遺傳作用的控制。

表4　25個(gè)組合9個(gè)農(nóng)藝性狀的F1競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

表5　親本9 個(gè)主要性狀的基因型方差的貢獻(xiàn)率

表6　9個(gè)農(nóng)藝性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力

3 討論與展望

試驗(yàn)結(jié)果因受到環(huán)境因素的影響可能會(huì)造成一定的偏差，該分析只為試驗(yàn)所涉及的親本在配制新組合時(shí)提供依據(jù)，通過(guò)試驗(yàn)可以看出雙親間一般配合力的大小與其配制組合的特殊配合力的大小沒(méi)有嚴(yán)格的相關(guān)性，因此應(yīng)該更加注重組合的特殊配合力的表現(xiàn)，以期配制出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新組合，從試驗(yàn)中還可以看出，對(duì)于不同的雙親雜交而言，其F1代新組合在各農(nóng)藝性狀的遺傳表現(xiàn)上受加性和非加性基因共同作用。新配組合的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)與母本一般配合力之間均呈極顯著性正相關(guān)，據(jù)此，在進(jìn)行新組合的配制時(shí)，應(yīng)選擇具有較高的一般配合力的母本，并綜合考慮特殊配合力與親本農(nóng)藝性狀優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效應(yīng)。研究還表明，株高、單株有效穗、結(jié)實(shí)率、單株粒重等的廣義遺傳力（h2B）的值和狹義遺傳力（h2N）的值有較大差異，說(shuō)明這些農(nóng)藝性狀由于受到環(huán)境因素的影響較大，造成了性狀通過(guò)雙親直接遺傳給后代的能力較弱的情況。 隨著科研技術(shù)手段的提高，科研工作的目標(biāo)性越來(lái)越強(qiáng)，所考慮的外界因素會(huì)越來(lái)越多，對(duì)親本在F1代中性狀和品質(zhì)的遺傳研究越來(lái)越趨于合理，這將會(huì)大大縮短水稻的育種年限，提高科研人員的工作效率，為中國(guó)乃至世界的糧食安全和百姓生活質(zhì)量的提高做出重大的貢獻(xiàn)。

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（責(zé)任編輯：肖 亮）

Analysis of the Combining Ability and Heritability in Some Parents of Three-Line Indica Hybrid Rice Based on Nine Agronomic Characters

XIAO Chun-guang，TAN Mei-lin，LUO Zhao-deng，ZHANG Jia-hong，HU Ji-tian，F(xiàn)ENG Ming-you，ZHAO Qi-An
（Anshun Agricultural Institute， Puding 562109，PRC）

The combining ability and heritability of 9 major agronomic characters of 10 rice parents and their F1 heterosis were analyzed by the 5×5 NCⅡgenetic mating design .The results showed that the additive effect was principally played an important role in all characters in female parents， while the non-additive effect was larger in all characters but Panicle Length（PL） and Seeds Setting Rate（SSR） in male parent. Thus，to get the breeding strong advantage of hybrid combinations， must choose the parents with high general combining ability （GCA） and special combining ability （SCA）. The advantages of hybrid rice were influenced by both general combining ability （GCA）and special combining ability（SCA）， and the general combining ability （GCA） had significant positive correlation with the performance of the female parent. The narrow sense heritability ranged from high to low as following order as DIH， PL，TWG，PSP，SP，GWP，SSR，NETP and PH，respectively.

hybrid rice； agronomic character； combining ability； heritability； heterosis； parent

S511

A

1006-060X（2016）07-0004-05

2016-02-02

貴州省重大專(zhuān)項(xiàng)（黔科合重大專(zhuān)項(xiàng)字［2013］6023-4-3）

肖春光（1986-），男，貴州紫云縣人，研究實(shí)習(xí)員，在讀碩士生，研究方向?yàn)椋核具z傳育種與栽培。

羅招等