雜交水稻親本產(chǎn)量相關(guān)性狀的配合力分析

李云　鐘琚　肖林長　席建才　謝建萍　連?！≈苄l(wèi)營　黎為兵

摘要[目的]分析雜交水稻親本產(chǎn)量相關(guān)性狀的配合力。[方法]以5個三系不育系和5個恢復(fù)系采用不完全雙列雜交（NCⅡ）設(shè)計，對產(chǎn)量相關(guān)性狀進行了配合力分析。[結(jié)果]F₁產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳同時受加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)控制；在單株產(chǎn)量上，不育系一般配合力由大到小依次為301A.421A.606A、五豐A、貢A，恢復(fù)系一般配合力由大到小依次為R208、R615、玉桂、華占、R319；狹義遺傳力的由大到小依次為千粒重、穗頸長、穗長、穗總粒數(shù)、穗實粒數(shù)、劍葉長、單株有效穗、株高、結(jié)實率、播始歷期。[結(jié)論]該研究為親本材料的合理利用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 水稻；不育系；恢復(fù)系；配合力

中圖分類號 S511 文獻標識碼A 文章編號0517-6611（2018）11-0024-03

水稻是我國重要的糧食作物之一，有一半以上的人以稻米為主食。自20世紀70年代三系雜交水稻配套成功以來，雜交水稻的研究取得了世界矚目的成就。近年來，育種工作者選育出了一大批綜合性狀優(yōu)良的不育系和恢復(fù)系，為雜種優(yōu)勢的利用提供了更加廣闊的前景。配合力作為衡量親本利用價值的重要指標，對雜交組合的選育具有重要的指導(dǎo)價值。鑒于此，筆者以生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的親本和江西紅一種業(yè)科技股份有限公司選育的4個不育系和1個恢復(fù)系為材料，對親本產(chǎn)量相關(guān)性狀的配合力進行分析，以期為親本材料的合理利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料 不育系材料為301A、貢A、606A、421A、五豐A；恢復(fù)系材料為R208、R615、R319、玉桂、華占。

1.2方法 2015年3月在海南三亞采用p×q不完全雙列雜交的方法配制25個新組合，并分別收獲其F₁代種子。于2016年正季在江西紅一種業(yè)科技股份有限公司奉新試驗基地種植親本及雜種F₁代。試驗用隨機區(qū)組設(shè)計方法，設(shè)置3個重復(fù)，6月20日播種，7月11日移栽，每小區(qū)100株，單本栽插，規(guī)格20cm×20cm，移栽后采用大田管理方法。成熟后選10株，分別考察穗長、穗頸長、劍葉長、千粒重、每穗總粒數(shù)、單株有效穗、結(jié)實率、株高、每穗實粒數(shù)、單株重和播始歷期等產(chǎn)量相關(guān)性狀。

1.3數(shù)據(jù)處理 采用Excel2013進行數(shù)據(jù)整理；采用DPS（v7.05版）軟件進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量相關(guān)性狀的配合力方差分析 對25個雜交組合產(chǎn)量相關(guān)性狀的方差分析及配合力方差分析表明（表1），產(chǎn)量相關(guān)性狀在組合間存在顯著或極顯著差異，說明各個雜交組合間存在明顯的遺傳差異。穗頸長、劍葉長、株高、穗實粒數(shù)和千粒重等5個性狀在區(qū)組間呈顯著或極顯著差異，說明這幾個性狀容易受環(huán)境因素的影響。一般配合力和特殊配合力方差分析表明，特殊配合力明顯小于一般配合力，說明雜交組合的表現(xiàn)由加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同決定，以加性效應(yīng)為主。單株產(chǎn)量、劍葉長、單株有效穗、株高、穗總粒數(shù)、穗實粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率等性狀上，恢復(fù)系高于不育系的一般配合力，說明在這些性狀上，恢復(fù)系的遺傳對雜交組合起主要作用。雜交組合選育時，對這些性狀應(yīng)注重恢復(fù)系的選擇。

2.2一般配合力分析 親本產(chǎn)量相關(guān)性狀的一般配合力分析表明（表2），不同親本問及同一親本不同性狀間的一般配合力存在較大差異。如606A在穗頸長上的一般配合力效應(yīng)值在5個母本中是最大的，說明以該不育系配組，穗頸長受母本影響較大，應(yīng)選擇與其在該性狀上互補的恢復(fù)系配組。301A在單株產(chǎn)量和千粒重2個性狀上的一般配合力效應(yīng)值比其他不育系大，說明雜交組合在這2個性狀上受301A影響較大。301A在播始歷期上的一般配合力效應(yīng)值最小，表明該不育系對雜交組合在播始歷期上的影響較小。421A在單株有效穗上的一般配合力效應(yīng)值比其他母本高，該不育系對雜交組合的單株有效穗有較大的影響?；謴?fù)系玉桂在穗長和千粒重上有較大的一般配合力效應(yīng)值，雜交組合在這2個性狀上受該親本影響較大?；謴?fù)系R319在單株有效穗上的一般配合力效應(yīng)值在所有恢復(fù)系親本中最大，表明R319對雜交組合單株有效穗有較大的影響。在單株產(chǎn)量上，不育系一般配合力從大到小依次為301A、421A、606A、五豐A、貢A，恢復(fù)系一般配合力從大到小依次為R208、R615、玉桂、華占、R319。

2.3特殊配合力分析 25個雜交組合產(chǎn)量相關(guān)性狀的特殊配合力分析表明，不同組合間及同一組合不同性狀間特殊配合力效應(yīng)值均存在較大的差異，性狀受基因非加性效應(yīng)、環(huán)境以及環(huán)境和基因互做的影響。606A/玉桂和貢A/華占在單株產(chǎn)量上特殊配合力的效應(yīng)值較大。301A/1t208和421A/玉桂在單株有效穗上有較大的特殊配合力效應(yīng)值。301A/R319和606A/玉桂在千粒重上特殊配合力效應(yīng)值較大。

2.4遺傳效應(yīng)分析 對父本、母本、互作基因型方差對產(chǎn)量相關(guān)性狀的貢獻率分析表明（表4），穗總粒數(shù)、穗實粒數(shù)和千粒重受恢復(fù)系影響大，穗長和穗頸長2個性狀受不育系影響較大，基因互做對播始歷期影響大，劍葉長、單株有效穗、株高、結(jié)實率和單株產(chǎn)量等5個性狀受環(huán)境影響較大。

遺傳力分析表明（表4），播始歷期、株高、穗總粒數(shù)、穗實粒數(shù)、結(jié)實率和單株產(chǎn)量等6個性狀的狹義遺傳力和廣義遺傳力有較大差異。千粒重和穗頸長2個性狀有較大的狹義遺傳力，狹義遺傳力從大到小依次為千粒重、穗頸長、穗長、穗總粒數(shù)、穗實粒數(shù)、劍葉長、單株有效穗、株高、結(jié)實率、播始歷期。

3結(jié)論與討論

3.1配合力在育種中的指導(dǎo)作用 為研究玉米的雜種優(yōu)勢，SpragLle和Tatum于1942年首次提出了配合力的概念。配合力是指一個親本（純系自交系或被測材料）與另一系列具有遺傳差異的親本所產(chǎn)生的雜種一代或后代的產(chǎn)量或其他性狀的表現(xiàn)中所起作用對大小的度量。分為一般配合力和特殊配合力。遺傳學上認為一般配合力是由基因的加性效應(yīng)引起的，是可遺傳的；特殊配合力是由非加性效應(yīng)引起的，不可遺傳。對水稻不育系和恢復(fù)系配合力進行研究，深入了解不育系和恢復(fù)系在遺傳中作用的大小，對雜交組合的選育具有重要的指導(dǎo)意義。目前，受限于材料和種植環(huán)境的不同，國內(nèi)外學者對雜交水稻親本配合力的研究結(jié)果存在較大差異。但不同研究材料得出的結(jié)論，對該育種材料的育種應(yīng)用價值評價具有重要意義，對于利用該研究材料進行組合選配具有重要的指導(dǎo)作用。

3.2性狀互補在組合選育中的意義 雜交水稻組合的選配離不開不育系和恢復(fù)系，同一不育系與不同恢復(fù)系配組，不同不育系與同一恢復(fù)系配組所產(chǎn)生的雜種優(yōu)勢有較大差異。對不同親本的配合力進行深入分析研究，充分利用這些親本之間的性狀互補選配出綜合性狀優(yōu)良的雜交組合。如一個不育系或者恢復(fù)系在某一個性狀上有較強的一般配合力，而與其配組的親本在這方面的一般配合力不強，兩者組配，即可產(chǎn)生性狀互補，配組出較強的雜交組合?，F(xiàn)生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的恢復(fù)系華占，其分蘗力很強，與許多分蘗力略差的不育系配組，組合均表現(xiàn)出較強的分蘗力。通過對配合力的研究，在選育雜交稻親本時可以保留在某一方面有較強配合力或在某一方面有缺陷，而其他性狀配合力較強的材料，利用性狀互補，實現(xiàn)雙方優(yōu)點的有利結(jié)合，從而組合出強優(yōu)勢的雜交組合。

3.3親本資源的評價 421A在選配組合時，應(yīng)選擇大穗、劍葉短挺、穗粒數(shù)多、千粒重略高、穗頸短的恢復(fù)系與其配組；301A應(yīng)選擇著粒密，劍葉短挺、穗粒數(shù)多的恢復(fù)系與其配組；貢A應(yīng)選擇穗頸短，單株有效穗多，千粒重略高，結(jié)實率高的恢復(fù)系與其配組；606A應(yīng)選擇穗頸長、單株有效穗多、結(jié)實率高、著粒密的恢復(fù)系與其配組；玉桂應(yīng)選擇單株有效穗高，劍葉短挺，株高矮，著粒密的不育系與其配組。