家蠶限性卵色品種的配合力研究＊

于少芳，王紅芬，邵云華，何克榮，祝新榮＊

（1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶桑與茶葉研究所，浙江 杭州 310021； 2.杭州蠶種場，浙江 杭州 310021）

1996年浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院從俄羅斯引進(jìn)了平衡致死系、限性卵色系等系列家蠶種質(zhì)資源，開始專養(yǎng)雄蠶技術(shù)研究，通過對平衡致死系的轉(zhuǎn)育改良與利用研究，在專養(yǎng)雄蠶研究領(lǐng)域取得了可喜研究成果［1］。同時(shí)，通過20余年來對限性卵色品種的轉(zhuǎn)育改良，本所構(gòu)建了較為豐富的限性卵色種質(zhì)資源，但目前尚未對這些限性卵色種質(zhì)資源作較為深入的利用研究。

根據(jù)限性卵色品種雌雄蠶卵的不同卵色［1］，可利用光電自動色選機(jī)在卵期進(jìn)行雌雄蠶卵的分選，從而在種場實(shí)現(xiàn)原蠶的雌雄分養(yǎng)，免去在制種環(huán)節(jié)的雌雄鑒別，為種場節(jié)約大量人力物力。同時(shí)，利用雄蛾可多次交配的特性，通過調(diào)節(jié)對交雌雄原種的飼養(yǎng)比例，多養(yǎng)雌蠶、少養(yǎng)雄蠶，可提高種場單位飼養(yǎng)量的蠶種繁育系數(shù)，有利于提高種場的制種效益與生產(chǎn)積極性。

目前很少有雙限性卵色蠶品種的利用研究，對雙限性卵色品種間的遺傳力和配合力研究則更為缺乏。王永強(qiáng)［2］等利用14個(gè)雌蠶無性克隆系與6個(gè)限性卵色系組配雜交組合的不完全雙列雜交試驗(yàn)，對萬蠶繭層量進(jìn)行一般配合力分析，獲得了優(yōu)良的“單交制種”雜交組合。通過不同家蠶品種間的配合力、遺傳力等參數(shù)分析，對選配優(yōu)良雜交組合具有重要的指導(dǎo)意義。

本研究以4個(gè)中系限性卵色品種為親本，以5個(gè)日系限性卵色品種為親本，按不完全雙列雜交形式，配制成20個(gè)雙限性卵色品種雜交組合（正反交共40個(gè)組合，下同），希望通過對雜交組合的配合力等遺傳參數(shù)的分析，找到對雙限性卵色雜交組合選配具有實(shí)際指導(dǎo)意義的親本，并優(yōu)化雙限性卵色品種雜交組合的選配方法。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇飼養(yǎng)過程中蠶期和繭質(zhì)成績較好的雙限性卵色品系作為親本，組配雜交組合。其中4個(gè)中系限性卵色品種為：“卵 11”“卵 13”“卵 15”“卵 17”5個(gè)日系限性卵色品種為：“卵 82B”“卵 22”“卵虎”“卵玉白”“卵皓B”。以上材料均由浙江省農(nóng)科院蠶桑研究所育成。

1.2 研究方法

2019年春期按不完全雙列雜交法，將4個(gè)中系限性卵色品種與5個(gè)日系限性卵色品種組配成20個(gè)雙限性卵色雜交組合。當(dāng)年秋期飼養(yǎng)各雜交組合，每個(gè)組合正反交各設(shè)2個(gè)重復(fù)。每個(gè)組合的蟻蠶來自14個(gè)卵圈，收蟻0.6 g左右，4齡起蠶24 h后分區(qū)，每區(qū)500頭，在相同條件下飼養(yǎng)、上蔟。上蔟后3 d采繭，上蔟后7 d調(diào)查4齡起蠶結(jié)繭率（簡稱結(jié)繭率）、全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量和萬蠶產(chǎn)繭層量等5個(gè)性狀指標(biāo)，取每個(gè)組合的正反交平均成績進(jìn)行配合力等遺傳參數(shù)分析。

1.3 不完全雙列雜交配合力分析

參照文獻(xiàn)［3］報(bào)道的不完全雙列雜交分析方法，首先對上述5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行20個(gè)雜交組合的隨機(jī)區(qū)組方差分析。當(dāng)5個(gè)性狀在組合間的方差均達(dá)到極顯著水平時(shí)，則進(jìn)一步進(jìn)行其配合力的方差分析，并估算其一般配合力相對效應(yīng)值和特殊配合力相對效應(yīng)值，以及各性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力。數(shù)據(jù)分析時(shí)，對結(jié)繭率數(shù)據(jù)進(jìn)行100倍換算后再計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2019年春期利用雙限性卵色系品種配制雜交組合20個(gè)，2019年秋期飼養(yǎng)各雜交組合，每個(gè)組合正反交各2個(gè)重復(fù)，在相同條件下進(jìn)行飼養(yǎng)。在蠶期調(diào)查了5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀，即結(jié)繭率、全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量、萬蠶產(chǎn)繭層量。各雜交組合的平均成績?nèi)绫?所示。以下計(jì)算以表1為基礎(chǔ)。

表1 雙限性卵色品種雜交組合平均飼養(yǎng)成績（2019年秋）Table 1 Average Rearing Performance of 5 Economic Characters of Sex-limited Egg Color Varieties by Different Crossing Combination（In autumn of 2019）

2.1 組合間配合力方差分析

通過對20個(gè)組合5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀的方差分析可知，組合間的各性狀方差均達(dá)到極顯著水平，說明各性狀內(nèi)均存在極顯著的遺傳差異。如表2所示，各性狀的中、日系親本一般配合力方差和組合的特殊配合力方差均存在極顯著差異，說明基因加性效應(yīng)及基因互作的非加性效應(yīng)對性狀的表現(xiàn)具有重要影響。5個(gè)性狀指標(biāo)的親本一般配合力方差均大于組合的特殊配合力方差，而母本的一般配合力方差均大于父本的一般配合力方差，誤差的方差最低。組合間方差極顯著，說明基因型效應(yīng)間存在顯著差異。

表2 雙限性卵色品種雜交組合5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的方差分析結(jié)果（%）Table 2 Variance Analysis of 5 Economic Characters of Sex-limited Egg Color Varieties with Tetra-crossing Combination（%）

2.2 親本的一般配合力效應(yīng)分析

一般配合力（General combining ability，簡稱GCA）是親本配成雜交組合后的平均表現(xiàn)與所有組合的群體均值之間的差異，主要由基因的加性效應(yīng)決定，它反映特定親本平均交配效應(yīng)的強(qiáng)弱［4］，GCA高的親本對組合后代的影響較大。根據(jù)各親本的一般配合力分析（表3）可知，相同性狀的不同親本和同一親本不同性狀間的一般配合力存在較大差異。中系親本中，結(jié)繭率GCA效應(yīng)值最高的為“卵15”（0.568），最低的為“卵 11”（-0.643）。全繭量GCA效應(yīng)值最高的為“卵13”（3.839），最低的為“卵17”（-3.118）。繭層量GCA效應(yīng)值最高的為“卵11”（2.948），最低的為“卵15”（-2.736）。萬蠶產(chǎn)繭量GCA效應(yīng)值最高的為“卵13”（3.527），最低的為“卵15”（-2.749）。萬蠶產(chǎn)繭層量GCA效應(yīng)值最高的為“卵11”（2.328），最低的為“卵15”（-2.394）。如表3所示，中系親本品種“卵11”“卵13”具有較好的綜合單品系一般配合力效應(yīng)值，除了結(jié)繭率，其他四項(xiàng)性狀指標(biāo)的一般配合力效應(yīng)值均較高?！奥?1”和“卵13”是兩個(gè)具有較強(qiáng)一般配合力的限性卵色中系親本材料。

表3 雙限性卵色品種中系原種5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的一般配合力相對效應(yīng)值（%）Table 3 The General Combining Ability Effect Values of 5 Economic Characters from Chinese Parents of Sex-limited Egg Color Varieties with Tetra-crossing Combination（%）

在日系親本中（表4），結(jié)繭率GCA效應(yīng)值最高的為“卵 82B”（0.564），最低的為“卵皓 B”（-0.535）。全繭量GCA效應(yīng)值最高的為“卵22”（1.725），最低的為“卵玉白”（-2.569）。繭層量GCA效應(yīng)值最高的為“卵皓B”（1.658），最低的為“卵玉白”（-1.982）。萬蠶產(chǎn)繭量GCA效應(yīng)值最高的為“卵82B”（1.451），最低的為“卵玉白”（-1.576）。萬蠶產(chǎn)繭層量GCA效應(yīng)值最高的為“卵皓B”（1.616），最低的為“卵22”（-1.280）。如表4所示，日系親本限性卵色品種的5個(gè)單品種中一般配合力綜合較好的有“卵82B”和“卵虎”這2個(gè)品種，其中“卵82B”表現(xiàn)最為突出。

表4 雙限性卵色品種日系原種5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的一般配合力相對效應(yīng)Table 4 The General Combining Ability Effect Values of 5 Economic Characters from Japanese Paternal Stocks of Sex-limited Egg Color Varieties with Tetra-crossing Combination（%）

在雙雜交分析中，親本單品系的一般配合力效應(yīng)值表示加性效應(yīng)的總和。表3、4中，親本中一般配合力效應(yīng)值高的品系說明其相應(yīng)性狀中包含較多的加性基因，可能是因?yàn)槠浠蚣兒隙容^高，也可能是因其加性累積基因效應(yīng)較高。總之，在選配雜交組合的過程中，選擇一般配合力效應(yīng)值較高的品系，能夠獲得相應(yīng)性狀較好的雜交后代［5］。

2.3 組合的特殊配合力比較

特殊配合力（Special combining ability，簡稱SCA）是指雜交組合的實(shí)測值與根據(jù)親本GCA所計(jì)算的理論值的離差，主要由基因的非加性效應(yīng)決定，包括顯性效應(yīng)、上位效應(yīng)等，它反映了雜交組合的具體配合效應(yīng)［6］，是雜交組合選配的參考依據(jù)。通過對20個(gè)組合的5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀的SCA效應(yīng)值分析（表5）可知，結(jié)繭率SCA效應(yīng)值變異范圍在1.377～-1.613，表現(xiàn)為正的組合共10個(gè)，其中“卵15×卵皓B”、“卵11×卵82B”、“卵11×卵虎”、“卵11×卵22”的效應(yīng)值較高，分別為1.377、0.911、0.505、0.426。全繭量SCA效應(yīng)值變異范圍在1.970～-2.107，表現(xiàn)為正的組合共7個(gè)，其中“卵13×卵22”、“卵11×卵虎”、“卵13×卵82B”、“卵17×卵皓B”的效應(yīng)值較高，分別為1.970、1.848、1.754、1.674。繭層量SCA效應(yīng)值變異范圍在2.550～-3.734，表現(xiàn)為正的組合共10個(gè)，其中“卵 17×卵皓 B”、“卵 15×卵玉白”、“卵 13×卵82B”、“卵 11×卵”虎效應(yīng)值較高，分別為 2.550、2.302、2.072、1.719。萬蠶產(chǎn)繭量SCA效應(yīng)值變異范圍在2.040～-2.150，表現(xiàn)為正的組合共8個(gè)，其中“卵15×卵皓B”、“卵11×卵虎”、“卵13×卵82B”、“卵15×卵玉白”效應(yīng)值較高，分別為 2.040、1.955、1.637、1.328。萬蠶產(chǎn)繭層量SCA效應(yīng)值變異范圍在2.153～-2.678，表現(xiàn)為正的組合共11個(gè)，其中“卵15×卵玉白”、“卵17×卵皓B”、“卵13×卵82B”、“卵11×卵82B”效應(yīng)值較高，分別為2.153、2.080、1.941、1.922。綜合上述5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)來看，5項(xiàng)特殊配合力效應(yīng)值均為正值的有“卵11×卵虎”、“卵13×卵82B”、“卵17×卵虎”、“卵17×卵皓B”。其中特殊配合力效應(yīng)值均在最優(yōu)范圍內(nèi)的組合有“卵11×卵虎”、“卵17×卵皓B”。

表5 雙限性卵色品種雜交組合5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的特殊配合力相對效應(yīng)值（%）Table 5 The Special Combining Ability Effect Values of 5 Economic Characters of Sex-limited Egg Color Varieties with Tetra-crossing Combination（%）

2.4 雜交組合的主要經(jīng)濟(jì)性狀配合力方差和遺傳力估算

為了解親本對雜交組合優(yōu)勢的影響，以不完全雙列雜交試驗(yàn)為模型對限性卵色品種雜交組合的5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的配合力相對方差以及相關(guān)遺傳力進(jìn)行估算（表6）。結(jié)果表明，親本結(jié)繭率的一般配合力基因型方差和相對方差遠(yuǎn)低于組合特殊配合力基因型方差和相對方差，SCA基因型方差貢獻(xiàn)率達(dá)60%以上，表明結(jié)繭率需要更多注重組合特殊配合力的篩選。結(jié)繭率的廣義遺傳力在50%以上，且遠(yuǎn)高于狹義遺傳力，說明在雜交后代中結(jié)繭率易受環(huán)境影響。母本的全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量、萬蠶產(chǎn)繭層量的基因型方差遠(yuǎn)高于父本，且一般配合力的相對方差占比高于特殊配合力相對方差占比，表明雜交組合的這4個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)更多的依賴母本。從遺傳角度來看，除了萬蠶產(chǎn)繭層量的遺傳力較低，其他3個(gè)繭質(zhì)性狀的遺傳力均高于50%左右，廣義遺傳力大于狹義遺傳力，說明全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量主要受基因遺傳作用影響，并能穩(wěn)定遺傳給后代。萬蠶產(chǎn)繭層量也主要受基因遺傳作用影響，但在后代中不穩(wěn)定。

表6 雙限性卵色品種雜交組合5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的配合力基因型方差及遺傳力估算結(jié)果（%）Table 6 Genotypic variance and heritability of the 5 economic characters of sex-limited egg color varieties with tetra-crossing combination（%）

3 討論

本試驗(yàn)采用不完全雙列雜交法選配雙限性卵色品種雜交組合，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立了雙限性卵色雜交組合的不完全雙列雜交分析模型，并對配合力與遺傳力等遺傳參數(shù)進(jìn)行估算，以此找到能夠組配出優(yōu)良后代的親本品種。通過對結(jié)繭率、全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量、萬蠶產(chǎn)繭層量這5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀的綜合分析，一般配合力較高的母本有“卵11”“卵13”父本有“卵82B”“卵虎”。特殊配合力較高的組合有“卵11×卵虎”“卵13×卵82B”“卵17×卵虎”“卵17×卵皓B”選用一般配合力效應(yīng)值高的親本可用于指導(dǎo)組配優(yōu)良的雜交后代；特殊配合力效應(yīng)值是針對現(xiàn)已產(chǎn)生的某一特定組合而言，其對后期選配雜交組合的參考意義并不大。

從遺傳角度看，全繭量、繭層量、萬蠶產(chǎn)繭量遺傳力較高，其主要受基因遺傳作用影響，并能穩(wěn)定遺傳給后代。結(jié)繭率的特殊配合力相對方差貢獻(xiàn)高，其易受環(huán)境影響。這與雄蠶的配合力研究結(jié)果［7，8］一致，也與普通家蠶品種雜交組合相應(yīng)性狀的遺傳力分析結(jié)果［9］一致。

雜種優(yōu)勢的產(chǎn)生原因仍不明晰，為了組配出優(yōu)良的雜交組合，目前最常用的方法是利用雜交測定的方法，從大量的雜交組合中選取優(yōu)良組合。本試驗(yàn)最初是進(jìn)行雙限性卵色雜交組合的初交測試，將雜交組合配制成不完全雙列雜交的形式，按照遺傳模型進(jìn)行配合力分析，在篩選出優(yōu)良雜交組合的同時(shí)，也獲得了相關(guān)親本配合力的遺傳信息，有助于后期雙限性卵色雜交組合組配形式的優(yōu)化與親本選擇。