6個(gè)秈型兩系不育系的主要農(nóng)藝性狀配合力分析

吳爽 李曉兵 杜士云 江建華 王輝 王德正

摘要 [目的]通過對6個(gè)秈型兩系不育系的配合力及遺傳率分析，探討其育種利用情況。[方法]以6個(gè)秈型不育系與6個(gè)恢復(fù)系為材料，采用不完全雙列雜交（NCⅡ）設(shè)計(jì)，配制36個(gè)F1，對8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行配合力及遺傳率分析。[結(jié)果]不育系的各性狀一般配合力方差均達(dá)顯著或極顯著水平，這6個(gè)不育系對所配組合的株高、單株谷重等8個(gè)性狀的影響均有明顯差異；WA918S是一個(gè)較理想的不育系，新二S可利用其一般配合力，廣茉S、1892S可利用特殊配合力，從而選育出強(qiáng)優(yōu)勢組合。[結(jié)論]該研究為合理利用這些不育系提供理論支持。

關(guān)鍵詞 水稻；兩系不育系；配合力；遺傳率

中圖分類號(hào) S511.2+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）06-0022-02

Combining Abilitys Analysis of Main Agronomic Traits for Six Two-line indica Sterile Lines

WU Shuang1， LI Xiao-bing2， DU Shi-yun1， WANG De-zheng1* et al

（1.Rice Research Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031；2.Agricultural Technology Extending Station in Hengbu Town of Zongyang County， Zongyang， Anhui 246701）

Abstract [Objective] To discuss the breeding value of 6 two-line indica sterile lines through analyzing combining ability and heritability. [Method] 36 F1，originated from 6 sterile lines and 6 restorer lines with incomplete diallel design （NCⅡ）， were used to analyze the combining ability and heritability of 8 agronomic traits. [Result]There were significant difference among the 6 sterile lines in all traits because general combining ability（GCA） variance reached significant difference at 5% or 1% level. WA918S was an ideal sterile line to breed high-yield combinations. On the other hand， utilization of higher GCA such as Xiner S or higher special combining ability（SCA） as Guangmo S and 1892S could also obtain high-yield combinations. [Conclusion] The results provide theoretical support effectively for utilizing these sterile lines.

Key words Rice；Two-line sterile line；Combining ability；Heritability

配合力是親本材料的一種內(nèi)在屬性，受多種基因效應(yīng)支配，配合力高低和遺傳率的大小直接關(guān)系到雜交組合優(yōu)勢的強(qiáng)弱。配合力在親本選育和組合選配中十分關(guān)鍵，探討雜交水稻親本農(nóng)藝性狀配合力及其遺傳規(guī)律具有重要意義[1]。雜交稻主要性狀的表現(xiàn)與其親本的配合力有極為密切的關(guān)系[2-3]。一般配合力（GCA）是可遺傳的，其大小反映了各性狀基因加性效應(yīng)的作用程度，即親本對后代影響的程度，是評價(jià)親本優(yōu)劣的重要依據(jù)[4]。親本的GCA高，其所配組合的優(yōu)勢也強(qiáng)，GCA較差的不育系即使有較高的特殊配合力（SCA）也難以應(yīng)用[3，5]。

SCA由基因非加性效應(yīng)決定，是不能遺傳的。SCA與雜種優(yōu)勢的關(guān)系甚為密切，就產(chǎn)量而言，SCA效應(yīng)值較高的組合，一般雜種優(yōu)勢較強(qiáng)，產(chǎn)量亦較高，但雜種產(chǎn)量的高低并不完全取決于SCA，僅那些SCA效應(yīng)和GCA作用大的不育系、恢復(fù)系才可能產(chǎn)生實(shí)際應(yīng)用的雜種優(yōu)勢，配合力總效應(yīng)與雜交稻主要農(nóng)藝性狀間有密切的關(guān)系[2]。魏耀林等[6]認(rèn)為GCA和SCA對選擇雜交組合重要性相近。羅彥長等[7]認(rèn)為在秈稻產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢中，SCA具有重要作用，在生產(chǎn)上利用價(jià)值較高的秈雜組合GCA和SCA都較高。為探索新育成不育系的配組優(yōu)勢，筆者進(jìn)行了遺傳交配設(shè)計(jì)并進(jìn)行配合力研究，以期為合理利用這些不育系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試6個(gè)不育系為生產(chǎn)上大面積使用或安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所新選育品系，有新二S（S1）、廣茉S（S2）、廣占63-4S（S3）、1892S（S4）、Y58S（S5）、WA918S（S6），其中S1、S2、S4、S6為安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育，6個(gè)恢復(fù)系為紫恢100選（R1）、R998（R2）、R727（R3）、R1128（R4）、揚(yáng)稻6號(hào)（R5）、wh26（R6）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2013年冬季在海南以6×6不完全雙列雜交設(shè)計(jì)配制36個(gè)雜交組合，2014年夏季在合肥市廬江縣隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，5月7日播種，6月7日單本移栽，密度16.7 cm×16.7 cm。每小區(qū)有5行，每行9株，共45株。小區(qū)間走道33.3 cm，區(qū)組間走道50.0 cm。田間管理同一般大田，成熟時(shí)，每小區(qū)取10株有代表性單株進(jìn)行考種，項(xiàng)目有株高、分蘗數(shù)、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單株谷重等。

1.3 數(shù)據(jù)處理

以小區(qū)平均數(shù)為單位，按照劉來福等[4]固定模型進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)整理在Microsoft Excel 進(jìn)行，百分率經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采用DPS 7.05軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀配合力方差分析

對36個(gè)組合的8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行配合力方差分析，結(jié)果表明，區(qū)組間差異不顯著，表明試驗(yàn)條件控制較均衡，結(jié)果較可靠；組合間各性狀的方差均達(dá)極顯著水平，說明基因型存在顯著遺傳差異。對組合間的遺傳差異進(jìn)一步分解可知，不育系的GCA方差均達(dá)顯著或極顯著水平，表明這6個(gè)不育系對所配組合的株高、分蘗數(shù)等8個(gè)性狀的影響都有明顯差異；父本對分蘗數(shù)、穗長、每穗總粒數(shù)這3個(gè)性狀有顯著影響。所有性狀的SCA方差均達(dá)顯著或極顯著水平，表明親本間互作對F1雜種的表現(xiàn)有明顯作用。母本的GCA方差明顯大于SCA方差，說明加性效應(yīng)對組合的農(nóng)藝性狀表達(dá)相對重要，不同親本組配也影響組合的表現(xiàn)。

2.2 主要性狀的配合力和遺傳率

由表1可知，株高、穗長、每穗總粒數(shù)、千粒重的GCA占優(yōu)勢，加性效應(yīng)達(dá)65.54%～93.76%，非加性效應(yīng)占6.24%～34.46%，且相應(yīng)的狹義遺傳率較大，在這些性狀中通過親本性狀的選配對配組F1有較好的預(yù)見性，在育種上以選擇親本較為重要。每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株谷重的SCA大于GCA，則難以預(yù)測F1的表現(xiàn)。分蘗數(shù)、每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)、單株谷重的環(huán)境方差占比較大，這些性狀易受環(huán)境影響。各性狀的狹義遺傳率由大到小依次為穗長、株高、每穗總粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率、每穗實(shí)粒數(shù)、分蘗數(shù)、單株谷重。

2.3 不育系主要性狀GCA相對效應(yīng)分析

在試驗(yàn)中，由于隨機(jī)誤差使SCA方差出現(xiàn)負(fù)值，這些負(fù)值可等價(jià)于0，即該親本的SCA方差和隨機(jī)誤差同義。

由表2可知，對于株高而言，1892S、WA918S的GCA相對效應(yīng)較低，表明用這2個(gè)不育系所配組合普遍較矮，有利于提高抗倒伏性；新二S的GCA最高，所配組合普遍偏高，Y58S的SCA較大，可以組配出株高較矮的組合；新二S、WA918S單株分蘗的GCA相對效應(yīng)較高，以這些材料配組能產(chǎn)生較多的分蘗，而廣茉S、廣占63-4S的F1分蘗偏少；Y58S、廣茉S穗長的GCA較高，所配組合穗較長；對于每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)，廣茉S的GCA和SCA都較高，易組配出大穗型組合，Y58S在這2個(gè)性狀上的GCA都偏低，所配組合穗型不大，1892S雖GCA較低，可以利用其SCA獲得大穗型組合；新二S、廣占63-4S結(jié)實(shí)率的GCA較高，1892S雖GCA偏低，但SCA較大，選擇合適的父本能獲得較高的結(jié)實(shí)率；1892S、WA918S千粒重的GCA較高，F(xiàn)1粒型較大，Y58S的F1粒型則偏?。粚τ趩沃戤a(chǎn)量而言，新二S、WA918S的GCA較高，較易組配出高產(chǎn)組合，Y58S則偏低，1892S、廣茉S較高的SCA特性可選配強(qiáng)優(yōu)勢組合。

36個(gè)組合的SCA與性狀值存在一定的相關(guān)性，以單株谷重的相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)0.758，其次為結(jié)實(shí)率和分蘗數(shù)，分別為0.690、0.689，最低的為穗長，為0.337。以單株谷重為例，廣茉S/wh26、WA918S/R727、1892S/R998、WA918S/wh26這4個(gè)組合的SCA分別為27.8、23.7、22.8、14.2，其對應(yīng)的單株谷重為38.1、43.7、37.3、37.7 g，分列2、1、4、3位，表明當(dāng)兩親本或親本之一具有較高的GCA且組合的SCA也較高時(shí)，才具有較高的產(chǎn)量潛力。

WA918S的GCA和SCA均較高，且株高GCA較低，易組配出株高較矮、產(chǎn)量優(yōu)勢強(qiáng)的組合，屬于Ⅰ類不育系，新二S的GCA較大，但SCA偏小，用其配組產(chǎn)量均值都較高，屬于Ⅱ類不育系，廣茉S、1892S、廣占63S的GCA不大但SCA較大，通過廣泛測配可選出優(yōu)勢強(qiáng)的組合，屬于Ⅲ類不育系，Y58S的GCA及SCA均偏小，屬于Ⅳ類不育系。

3 結(jié)論與討論

該研究結(jié)果顯示，大多數(shù)性狀的GCA和SCA方差間均達(dá)顯著或極顯著水平，受加性和非加性效應(yīng)共同控制，但在不同性狀間兩者所占比例存在明顯差異。株高、穗長、每穗總粒數(shù)、千粒重以加性效應(yīng)為主，且相應(yīng)的狹義遺傳率較大，而每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株谷重和分蘗數(shù)的遺傳變異主要來自于基因的非加性效應(yīng)，與前人研究結(jié)果基本一致[8-9]。在該試驗(yàn)中，當(dāng)雙親或其一具有較高的GCA且組合的SCA也較高時(shí)，才具有較高的產(chǎn)量潛力，與多數(shù)研究結(jié)果一致[2，7，9-10]，在玉米上也得到相似的結(jié)果[11]，而與王守海等[12]認(rèn)為產(chǎn)量性狀主要受SCA影響不一致，可能與試驗(yàn)材料的遺傳背景不同有關(guān)。該研究對不育系的遺傳特性進(jìn)行了探討，但由于存在基因型和環(huán)境的互作，對生產(chǎn)實(shí)踐而言，則需要在不同環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)才可對不育系的表現(xiàn)作出更全面的判斷。

參考文獻(xiàn)

[1] 張利華，王建軍，李旭晨，等.秈型三系雜交水稻主要農(nóng)藝性狀的配合力分析[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003，15（1）：1-7.

[2] 周開達(dá)，黎漢云，李仁端，等.雜交水稻主要性狀配合力、遺傳力的初步研究[J].作物學(xué)報(bào)，1982，8（3）：145-152.

[3] 廖伏明，周坤爐，盛孝邦，等.秈型三系雜交水稻主要農(nóng)藝性狀配合力研究[J].作物學(xué)報(bào)，1999，25（5）：622-631.

[4] 劉來福，毛盛賢，黃遠(yuǎn)樟.作物數(shù)量遺傳[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1984.

[5] 龔光明，周國鋒，尹楚球，等.秈型兩用核不育系主要農(nóng)藝性狀的配合力分析[J].中國水稻科學(xué)，1993，7（3）：137-142.

[6] 魏耀林，趙迎春，張忠旭，等.光溫敏核不育水稻的遺傳與選育[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999（1）：18-21.

[7] 羅彥長，李成荃，張端品，等.秈型水稻光、溫敏核不育系配合力研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，29（1）：1-3，11.

[8] 呂建群，陳林，戴懷根，等.5個(gè)越南水稻恢復(fù)系主要農(nóng)藝性狀的配合力及遺傳力[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，28（4）：415-420.

[9] 占新春，汪登松，王國朝，等.雜交粳稻主要農(nóng)藝性狀的配合力及遺傳力分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（6）：2409-2412.

[10] 陳云風(fēng)，余秋英，傅軍如，等.5個(gè)水稻新不育系配合力分析[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（6）：1140-1146.

[11] 仲義，焦仁海，徐艷榮，等.玉米雜交組合的配合力效應(yīng)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（2）：67-70.

[12] 王守海，羅彥長，王德正，等.兩系雜交秈稻親本配合力研究[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，22（S1）：11-17.