不同高產(chǎn)性狀恢復(fù)系和不變系產(chǎn)量的配合力和遺傳力分析

不同高產(chǎn)性狀恢復(fù)系和不變系產(chǎn)量的配合力和遺傳力分析

中國是世界上水稻生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，種植面積大，平均產(chǎn)量高。自1973年水稻三系雜交水稻成功應(yīng)用于該系以來，種植面積不斷擴(kuò)大。自20世紀(jì)90年代以來，雜交水稻種植總面積占水稻種植總面積的近50%，占水稻總面積的60%左右。水稻雜種優(yōu)勢的利用在提高我國水稻產(chǎn)量方面發(fā)揮著極其重要的作用。同時，考慮到不同組合水稻的親屬，優(yōu)良品種的培養(yǎng)不僅具有良好的農(nóng)業(yè)品質(zhì)，而且具有較高的配合力。因此，研究雜交水稻及其遺傳規(guī)律對國內(nèi)親屬的選拔和組合的選擇具有重要意義。已經(jīng)過幾次報告，結(jié)論不同。作者認(rèn)為，這些差異主要與檢測材料和環(huán)境有關(guān)。因此，在實(shí)際育種工作中，應(yīng)考慮使用材料的遺傳特征。因此，在本研究中，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選擇了17個三系水稻育種和聯(lián)合用藥的父母，采用了不同的雜交設(shè)計，研究了主要農(nóng)業(yè)性狀的配合力和遺傳能力，并為選擇雜交水稻后代及其優(yōu)勢組合提供了依據(jù)。1材料和方法1.1內(nèi)香及恢復(fù)系不育系包括EBC502(A1)、Ⅱ-32A(A2)、菲A(A3)、福伊A(A4)、瀘香90A(A5)、川香A(A6)、宜香A(A7)、岡46A(A8)、天豐A(A9)、龍?zhí)馗(A10)和內(nèi)香2A(A11).恢復(fù)系包括?；?64(R1)、R527(R2)、福恢633(R3)、TR157(R4)、N175(R5)和TR239(R6).1.2群體遺傳模型的建立采用不完全雙列雜交試驗(yàn)設(shè)計(NCⅡ),2005年春在海南通過人工雜交共獲得66個組合.2005年夏,將各組合的F1和17個親本(不育系用同型保持系代替)按完全隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),種植于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所試驗(yàn)場.2005年5月10日播種,6月12日移栽,每個小區(qū)種植5行,每行7株,單本插,行距20cm,株距16.67cm,常規(guī)管理.成熟時每小區(qū)去除偽雜種,取中間行有代表性的5株進(jìn)行考種.考查株高(cm)、單株有效穗、穗長(cm)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率(%)、千粒重(g)、單株產(chǎn)量(g)8個性狀.分別利用NCⅡ雜交模型Ⅰ(固定模型)和模型Ⅱ(隨機(jī)模型)進(jìn)行配合力的方差分析及群體遺傳參數(shù)的估計.2結(jié)果與分析2.1復(fù)配合力方差分析從表1可知,8個性狀組合間遺傳差異均達(dá)極顯著水平,說明組合間確實(shí)存在遺傳差異.進(jìn)一步對其作配合力分析,結(jié)果表明,不育系和恢復(fù)系一般配合力方差和不育系×恢復(fù)系特殊配合力方差的差異均達(dá)顯著或極顯著水平,說明這些性狀的遺傳同時受基因加性和非加性效應(yīng)的影響.2.2不同性狀的一般配合力17個親本的一般配合力分析結(jié)果表明(表2),同一親本不同性狀間及同一性狀不同親本間的一般配合力效應(yīng)存在明顯差異,說明不同親本的不同性狀的加性效應(yīng)不同.如不育系A(chǔ)1(EBC502)的有效穗、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量等6個性狀的一般配合力效應(yīng)值較大,A7(宜香A)的株高、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株產(chǎn)量等6個性狀的一般配合力效應(yīng)值較大,R2(R527)的有效穗、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單株產(chǎn)量等7個性狀的一般配合力效應(yīng)值較大.表明不育系A(chǔ)1(EBC502)、A7(宜香A)和恢復(fù)系R2(R527)的一般配合力表現(xiàn)較好.2.3變化幅度:3.5.42結(jié)果表明,同一親本不同組合間及同一組合不同性狀間的特殊配合力效應(yīng)差異顯著.組合A11(內(nèi)香2A)×R2(R527)的結(jié)實(shí)率最高,組合A11(內(nèi)香2A)×R5(N175)的結(jié)實(shí)率最低,特殊配合力效應(yīng)值變化幅度為-9.6135-11.1479;組合A1(EBC502)×R1(福恢964)的單株產(chǎn)量最高,組合A1(EBC502)×R3(?；?33)的單株產(chǎn)量最低,特殊配合力效應(yīng)值變化幅度為-35.8724-45.451;組合A1(EBC502)×R1(?；?64)的株高、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單株產(chǎn)量等性狀的特殊配合力效應(yīng)值較高;組合A10(龍?zhí)馗)×R5(N175)的株高、有效穗、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株產(chǎn)量等性狀的特殊配合力效應(yīng)值較高;而組合A1(EBC502)×R3(福恢633)的株高、有效穗、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單株產(chǎn)量等性狀的特殊配合力效應(yīng)值較低.此外,對親本一般配合力和組合特殊配合力效應(yīng)值進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)利用一般配合力高的親本配制出的組合的特殊配合力不一定高,表明這兩者間沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系.將這2組親本一般配合力效應(yīng)值劃分為高、中、低3種類型,以一般配合力相對效應(yīng)值>2為高,在-2與2之間為中,<-2為低.取產(chǎn)量及其相關(guān)性狀的特殊配合力最高和最低的3個雜交組合,根據(jù)上述分類標(biāo)準(zhǔn),分析比較特殊配合力和一般配合力的關(guān)系.結(jié)果表明(表3),特殊配合力相對效應(yīng)值高的組合,其雙親的一般配合力可以為高×高、高×中、高×低、中×高、中×中、中×低、低×高、低×中或低×低.在特殊配合力相對效應(yīng)值低的組合中,情況亦然.表明雜交組合特殊配合力與雙親一般配合力組合沒有必然聯(lián)系,雙親一般配合力均高的組合,其特殊配合力并不一定高.2.4性狀間相關(guān)性狀的vg1、vg2和基因型方差的基因型方差的基因型方差和vg/繼續(xù)教為了更深入地了解雙親及其互作對雜種后代性狀的影響,根據(jù)隨機(jī)模型估算各性狀的一般配合力基因型方差(Vg)和特殊配合力基因型方差(Vs),以及一般配合力和特殊配合力基因型方差在總方差中所占的比重,一般配合力方差中父母本所占的比重(Vg1、Vg2).從表4可以看出,Vg在株高、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重等性狀中所占比重均達(dá)70%以上,說明在這些性狀中,親本的基因加性效應(yīng)對雜種一代性狀的形成起主導(dǎo)作用.Vs在有效穗、穗長、單株產(chǎn)量等性狀中所占比重較大(>58%),說明在這些性狀中親本基因的非加性效應(yīng)起主導(dǎo)作用.而雙親在結(jié)實(shí)率這個性狀上所做的貢獻(xiàn)較接近(Vg=49.9157%,Vs=50.0843%).從表4還可以看出,在Vg中不同性狀間不育系和恢復(fù)系所占比重不同.恢復(fù)系基因型方差在株高、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重等性狀上對Vg所作貢獻(xiàn)比不育系大,表明恢復(fù)系對雜種一代的性狀形成起主要作用.同時,有效穗、穗長、結(jié)實(shí)率、單株產(chǎn)量的Vs均在50%以上,說明雙親的互作對這些性狀有顯著影響.2.5狹義、狹義遺傳力根據(jù)配合力方差分析結(jié)果估算8個性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力(表5).從表5可知,各性狀的狹義遺傳力大小有很大差異.不同性狀間的狹義遺傳力大小:千粒重>株高>結(jié)實(shí)率>單株產(chǎn)量>每穗實(shí)粒數(shù)>有效穗>穗長>每穗總粒數(shù).從表5還可看出,有效穗、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株產(chǎn)量等性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力相差較大,表明這些性狀的非加性遺傳作用較顯著.3結(jié)論和討論3.1性狀間競爭對vg、蘇氏原螯蝦多態(tài)型的響應(yīng)根據(jù)本研究結(jié)果,8個性狀的一般配合力和特殊配合力差異均達(dá)顯著或極顯著水平,說明這些性狀的遺傳是由加性和非加性基因共同控制的.但在不同性狀間一般配合力和特殊配合力的作用程度不同.本試驗(yàn)結(jié)果顯示,Vg在株高、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重等性狀中所占比重較大,說明在這些性狀中,親本的基因加性效應(yīng)對雜種一代的性狀形成起主導(dǎo)作用.Vs在有效穗、穗長、單株產(chǎn)量等性狀中所占比重較大,說明在這些性狀中,親本基因的非加性效應(yīng)起主導(dǎo)作用.3.2對穗、單株產(chǎn)量、穗長和穗長、單株產(chǎn)量的性狀進(jìn)行改良對不育系、恢復(fù)系及其互作對F1的貢獻(xiàn)率的分析結(jié)果表明,考查的8個性狀中,大多數(shù)性狀受恢復(fù)系的影響要比受不育系的影響大,僅穗長、單株產(chǎn)量受不育系的影響較大.說明在秈型三系雜交水稻育種中,應(yīng)特別重視對恢復(fù)系的改良和選擇.但有效穗、結(jié)實(shí)率等性狀受不育系影響較大,因此改進(jìn)不育系的這些性狀,有利于進(jìn)一步提高雜交水稻雜種優(yōu)勢水平.3.3配合力的綜合評價優(yōu)良的親本應(yīng)不但具有較高的一般配合力,同時也要有較高的特殊配合力.對8個性狀一般配合力和特殊配合力相對效應(yīng)值的綜合評價結(jié)果表明,11個不育系中A1(EBC502)、A7(宜香A)、A9(天豐A)、A10(龍?zhí)馗)、A11(內(nèi)香2A)較好,6個恢復(fù)系中R2(R527)、R5(N175)、R6(TR239)較好.3.4雜交水稻組合特殊配合力與親本配合力的關(guān)系雜交水稻親本的一般配合力和特殊配合力共同影響著雜種后代各個性狀的表現(xiàn),其間的相互關(guān)系,前人的一些研究結(jié)果并不完全一致.有的研究表明一般配合力高的親本,其特殊配合力也高.有的研究表明雜交水稻組合特殊配合力與親本的一般配合力之間既有相統(tǒng)一的一面又有相互獨(dú)立的一面;但也有研究表明,這2者是相對獨(dú)立的,沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系.本研究結(jié)果表明,親本的一般配合力和組合的特