不同甘藍型油菜品種磷素籽粒生產效率的配合力及遺傳參數(shù)分析

楊 光， 左青松， 晉 晨， 朱慶洋， 李苗苗， 冷鎖虎*

(1 揚州大學農學院， 江蘇省作物遺傳生理國家重點實驗室培育點，江蘇揚州 225009; 2 蘇州市康綠農產品發(fā)展有限公司，江蘇蘇州 215155)

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.2 田間設計

1.3 考察性狀

成熟期每小區(qū)取樣5株，從子葉節(jié)處將根系剪掉，80℃恒溫烘干，分別測定莖枝、 果殼和籽粒干重。植株樣品粉碎后，用H2SO4-H2O2消化，采用釩鉬黃比色法測定葉片、 莖枝、 果殼和籽粒全磷含量。計算地上部磷素吸收總量和磷素籽粒生產效率，磷素籽粒生產效率=籽粒產量/磷素吸收總量。

1.4 統(tǒng)計分析

采用劉來福[18]的方法對一般配合力和特殊配合力進行估算，在此基礎上進一步估算群體的遺傳參數(shù)。

2 結果與分析

2.1 親本和雜交組合磷素籽粒生產效率的綜合表現(xiàn)

表1 親本和雜交種磷素吸收總量和磷素籽粒生產效率的差異

2.2 磷素籽粒生產效率的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)

磷素籽粒生產效率的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)如表2。P150和CK處理離中親優(yōu)勢的正向組合數(shù)分別為62和56個，分別比負向組合數(shù)多39和27個, 雜交種磷素籽粒生產效率超過親本平均值的數(shù)量較多。P150和CK處理超親優(yōu)勢的正向組合數(shù)分別為51和38個，比負向組合數(shù)分別多40和16個，說明雜交種磷素籽粒生產效率超過高親的比例明顯高于低親的比例。結合表2結果，不論施用磷肥與否，雜交種的磷素籽粒生產效率都高于親本，顯示出多數(shù)雜交組合的磷素籽粒生產效率具有雜種優(yōu)勢。

表2 磷素籽粒生產效率呈現(xiàn)正、 負優(yōu)勢的雜交種的數(shù)量

2.3 磷素籽粒生產效率的一般配合力分析

GCA是對基因加性效應的度量，由于加性效應能夠穩(wěn)定地遺傳和固定，所以各性狀一般配合力大小在育種上具有重要的意義。表3結果表明，磷素籽粒生產效率的GCA 表現(xiàn)出正向和負向兩類效應，不同處理條件下磷素籽粒生產效率的一般配合力表現(xiàn)存在差異。P150處理9(ZS-3)、 10(SL-1)和11(滬油15)一般配合力比較高，分別為10.06、 15.70和10.58， 而5(ZJ-3)和17(揚0401)比較小，分別為-11.69和-9.89; CK處理中6(SY07)的一般配合力最高，為26.29， 7(南農-1)、 8(揚選215)和9(ZS-3)的比較高，分別為8.41、 10.83和15.14，12(蘇油4號)、 15(揚油6號)和16(紅油3號)比較小，分別為-10.43、 -14.32和-10.39。在兩個處理中， 9(ZS-3)的一般配合力表現(xiàn)都比較高，利用其作為親本在不同處理下都可能容易獲得高磷素籽粒生產效率組合，而5(ZJ-3)和7(南農-1)的一般配合力都相對較低，利用其作為親本易獲得低磷素籽粒生產效率組合。

2.4 磷素籽粒生產效率的特殊配合力分析

特殊配合力SCA 是兩個自交系雜交后通過相互作用才能表現(xiàn)為非加性效應，即基因的顯性和上位性效應，它不能穩(wěn)定地遺傳，但可以為雜種優(yōu)勢的利用和雜交種的選育提供重要信息。表4可以看出， P150處理中1×18組合(滬5024×蘇油1號)、 9×21組合(ZS-3×YY-7)、 11×22組合(滬油15×YC-1)和12×18組合(蘇油4號×蘇油1號)的特殊配合力比較高，分別為18.86、 20.36、 29.31和18.47， 1×21組合(滬5024×YY-7)特殊配合力最小，為-19.35， 11×18組合(滬油15×蘇油1號)、 12×21組合(蘇油4號×YY-7)和16×22組合(紅油3號×YC-1)的特殊配合力也比較小，分別為-14.02、 -15.95和-14.46。CK處理中9×18組合(ZS-3×蘇油1號)的特殊配合力最高為39.21，1×20組合(滬5024×湘05499)、 6×22組合(SY07×YC-1)、 12×19組合(蘇油4號×ZJ-11)和13×20組合(NY-14×湘05499)的特殊配合力也比較高，分別為20.01、 29.25、 27.82和21.00， 6×18組合(SY07×蘇油1號)和9×22組合(ZS-3×YC-1)特殊配合力較小，分別為-23.49和-23.90。

表3 不同處理下自交系磷素籽粒生產效率的一般配合力值

表4 不同處理磷素籽粒生產效率的特殊配合力值

2.5 磷素籽粒生產效率的遺傳參數(shù)分析

遺傳效應包括加性和非加性效應，加性效應是基因位點內等位基因的累加效應，易被固定，能穩(wěn)定遺傳，非加性效應(顯性和上位性)是等位基因或非等位基因的互作，較難穩(wěn)定遺傳，但對選配優(yōu)良的雜交組合有特殊的意義。遺傳效應方差是反映某一遺傳變異程度的參數(shù)，可用來估計某一性狀效應變化情況，從而確定某性狀的遺傳力。從表5可以看出，在P150處理和CK處理一般配合力方差相對較小，分別為20.18%和35.52%，特殊配合力相對較大，分別為79.82%和64.48%，說明其非加性效應作用較大。遺傳力估算結果表明，P150處理和CK處理的狹義遺傳力分別為19.49%和35.05%。

表5 不同處理條件下磷素籽粒生產效率的遺傳參數(shù)估值

3 討論與結論

由于磷在植物生長發(fā)育過程中的重要作用，植物在進化的過程中形成了一系列的適應機制以應對低磷脅迫，磷素在吸收利用方面存在基因型差異。馮曉英等[19]研究表明， 烤煙在苗期根系磷含量的雜種優(yōu)勢明顯，還具有超高親優(yōu)勢。李賓興等[20]研究表明， 小麥植株成熟期全磷量和旗葉酸性磷酸化酶活性的離中優(yōu)勢和超高親優(yōu)勢多為正向優(yōu)勢。本文研究結果表明，油菜磷素籽粒生產效率在兩個處理中雜交種的平均值均高于親本，P150和CK處理雜交種平均值與親本平均值相比增加幅度分別為6.41%和7.64%。離中親優(yōu)勢的正向組合數(shù)明顯多于負向組合數(shù)，其中P150處理正向組合數(shù)最多為62個，負向組合數(shù)最少為23個。超親優(yōu)勢中正向組合數(shù)(超高親)明顯多于負向組合數(shù)(超低親)，其中P150處理正向組合數(shù)最多的達51個，負向組合數(shù)最少的為11個。由此可以看出多數(shù)雜交組合的磷素籽粒生產效率存在雜種優(yōu)勢。

雜交水稻磷素性狀的遺傳分析顯示磷利用效率同時受基因加性效應和非加性效應的影響[21]。本研究結果顯示磷素籽粒生產效率的遺傳參數(shù)在不同試驗條件下存在差異，P150處理和CK處理一般配合力方差相對較小，分別為20.18%和35.52%，特殊配合力相對較大，分別為79.82%和64.48%，其非加性效應作用較大。遺傳力估算結果表明，磷素籽粒生產效率廣義遺傳力較高，P150處理和CK處理的分別為96.60%和98.68%; 狹義遺傳力較小，P150處理和CK處理的分別為19.49%和35.05%。

關于油菜性狀的雜種優(yōu)勢和遺傳效應的研究比較多，尤其是關于產量性狀方面的研究。由于不同的研究者所用材料的差異以及環(huán)境條件的不同其結果也不盡相同，例如李莓等[22]研究結果顯示油菜產量的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別為76.7%和10.1%，劉絢霞等[23]研究結果顯示產量的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別為 83.16%和63.00%。因此對來源于不同實驗的遺傳力數(shù)據必須慎重加以比較，不能簡單從數(shù)據大小來比較。本試驗結果顯示在兩個肥力水平下，品系9(ZS-3)的一般配合力都較高，利用其作為親本可能容易獲得高磷素籽粒生產效率組合，6×20(SY07×湘05499)、 13×20(NY-14×湘05499)、 14×21(湘05487×YY-7)三個組合的特殊配合力較高，可以為磷素籽粒生產效率雜種優(yōu)勢的利用提供種質組合資源。

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