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作物杂志,2017, 第2期: 44–50 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.008

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

谷子新不育系的配合力分析

宋国亮,冯小磊,范光宇,史高雷,李双东,王峰,王晓明,赵治海   

  1. 张家口市农业科学院/国家谷子改良中心张家口杂交谷子分中心/河北省杂交谷子工程技术研究中心,075000,河北张家口
  • 收稿日期:2017-01-13 修回日期:2017-02-08 出版日期:2017-04-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 赵治海
  • 作者简介:宋国亮,副研究员,主要从事谷子杂种优势研究与利用
  • 基金资助:
    国家科技支撑计划(2011BAD06B01);现代农业产业技术体系建设“谷子糜子产业技术体系”项目(CARS-07);河北省科技条件建设项目(169676410G)

Analysis of Parental Combining Ability of New Sterile Lines in Foxtail Millet

Song Gouliang,Feng Xiaolei,Fan Guangyu,Shi Gaolei,Li Shuangdong,Wang Feng,Wang Xiaoming,Zhao Zhihai   

  1. Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences/National Foxtail Millet Improvement Center,Zhangjiakou Hybrid Millet Sub-Center/Hebei Province Engineering Research Center of Hybrid Millet,Zhangjiakou 075000,Hebei,China
  • Received:2017-01-13 Revised:2017-02-08 Online:2017-04-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Zhihai Zhao

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150

摘要：

通过研究谷子两系杂种优势利用亲本配合力的遗传基础,为今后谷子杂交种亲本选配提供理论依据。以近年来新选育的30份谷子不育系和4份现主推杂交种恢复系为亲本材料,按照NCⅡ不完全双列杂交设计配置120（30×4）份杂交组合,对配合力及杂种优势等方面进行分析。结果显示谷子两系杂交组合主要农艺性状存在显著差异,不同材料同一性状和同一材料不同性状间的配合力差异较大。在34份材料中,S9、S12、S25、S27和R1在产量性状有着较高的一般配合力值,是较为理想的亲本。在杂交组合间存在着广泛的超亲优势和竞争优势,其中10个组合的折合产量增产显著。在组配谷子强优势组合时,不仅需选择较高GCA的双亲,较高SCA的选择也极为重要。

关键词: 杂交谷子, 不育系, 一般配合力, 特殊配合力, 杂种优势

Abstract:

Understanding the genetic basis of combining ability of two lines in foxtail millet would provide theory basis for future selection of hybrid millet. According to NCⅡ incomplete double-row hybridization design, 30 new sterile lines and 4 restorers were selected as parental materials, and 120 (30×4) hybrid combinations were designed in this study. The results showed that significant differences existed among the main agronomic traits of two lines hybrid combinations. The differences between the same traits of different materials and the different traits of the same material were quite significant. S9, S12, S25, S27 and R1 had higher GCA in yield traits, which were the ideal parents. Additionally, there was a wide range of super-parental and competitive advantages among those combinations, and 10 combinations were significantly increased in the converted yield. These results indicated that it was not only parents with a higher GCA, especially sterile line, but also the combination with higher SCA, which were needed for creating stronger combination of hybrid millet.

Key words: Hybrid foxtail millet, Photo-thermo-sensitive sterile line, General combining ability, Special combining ability, Heterosis

表1

亲本材料及来源"

代号Code 来源Origin 代号Code 来源Origin 代号Code 来源Origin
S2 A2变异-2 S3 A2变异-3 S4 A2变异-4
S5 A2变异-5 S6 A2变异-6 S7 A2变异-7
S8 A2变异-8 S9 A2变异-9 S10 A2变异-10
S12 A2变异-12 S13 A2变异-13 S14 A2变异-14
S16 A2×晋谷21 S17 A2×晋谷21 S18 A2×晋谷21
S19 A2×晋谷21 S20 A2×晋谷21 S23 A2×抗性材料12088
S24 A2×抗性材料12088 S25 A2×复28 S26 A2×复28
S27 A2×复28 S28 A2×A2×衡水农家种 S29 A2×A2×A2×衡水农家种
S30 A2×衡水农家种 S31 航空育种A2变异株 S32 航天育种A2变异株
S33 A2×抗性材料7612 S34 不育系1826×A2 S35 A2×十里香
R1 张杂谷3号父 R2 张杂谷5号父 R3 张杂谷6号父
R4 张杂谷10号父

表2

120个杂交组合9个农艺性状的方差分析及配合力方差分析"

变因
Variable		 株高
Plant height		 穗长
Ear length		 脖长
Neck long		 穗粗
Spike width		 有效穗数
Productive ear number		 穗重
Ear weight		 穗粒重
Grain weight per ear		 千粒重
1000-grain weight		 产量
Yield
组合(H) 25.17** 4.20** 7.45** 3.08** 3.30** 1 273.43** 1 103.75** 100.81** 506.39**
恢复系(R) 362.89** 45.20** 141.85** 11.99** 17.91** 3 447.29** 3 402.52** 1 471.96** 742.41**
不育系(S) 42.23** 4.99** 6.73** 3.51** 4.83** 2 192.30** 1 728.11** 128.68** 655.61**
S×R 7.84** 2.53** 3.06** 2.63** 2.28** 892.18** 816.36** 44.24** 448.52**

表3

亲本主要农艺性状GCA的效应值"

亲本
Parent		 株高
Plant height		 穗长
Ear length		 脖长
Neck long		 穗粗
Spike width		 有效穗数
Productive ear number		 穗重
Ear weight		 穗粒重
Grain weight per ear		 千粒重
1000-grain weight		 产量
Yield
R1 1.63 7.71 18.46 0.38 -16.01 9.88 11.06 3.55 5.55
R2 1.20 -6.97 -4.59 -3.48 7.85 -4.23 -3.43 -2.16 -0.87
R3 -8.05 -0.53 -7.38 2.94 -10.71 -0.11 0.85 3.10 -1.23
R4 5.23 -0.24 -6.51 -0.38 17.72 -5.61 -8.48 -5.04 -3.45
S2 -5.03 -3.64 -14.86 -10.28 -15.67 -17.94 -16.37 -6.37 -15.29
S3 -0.35 -12.04 2.71 2.49 4.17 9.91 11.35 2.30 9.39
S4 1.52 10.34 -2.69 -1.34 -5.75 -16.57 -18.35 -5.34 -14.96
S5 -0.88 2.88 -1.34 3.77 -10.71 -0.32 1.99 -1.27 -4.72
S6 -6.43 0.71 -4.85 4.09 -35.52 0.27 1.84 0.72 -24.17
S7 -3.25 -5.88 1.17 -3.51 24.36 -5.59 -5.34 -0.36 -2.39
S8 -5.73 -3.33 -11.88 -1.66 -35.52 0.92 4.81 -2.46 9.70
S9 -1.29 -1.78 5.42 1.53 9.13 0.27 2.68 0.61 10.28
S10 -1.81 3.82 5.42 4.73 -10.71 6.81 8.11 -2.27 -14.29
S12 -2.40 -9.86 -5.40 -1.34 14.09 -11.19 -8.60 0.42 10.44
S13 -0.41 -2.71 1.63 -1.34 9.13 -3.74 -1.32 1.97 6.96
S14 1.23 1.33 3.25 0.57 9.13 0.48 0.71 1.77 -6.17
S16 4.85 -5.51 2.71 -0.38 -10.71 -4.24 -5.30 3.16 -6.88
S17 4.56 -4.26 1.63 -1.66 -25.60 9.51 9.00 -0.11 -12.65
S18 -1.64 -3.33 -0.26 2.17 -15.67 14.67 12.51 1.63 -4.27
S19 -1.35 4.13 -13.50 -0.38 -20.63 -12.44 -18.71 2.82 1.81
S20 15.38 4.13 17.04 3.45 -15.67 -3.32 -3.88 3.99 -0.19
S23 -6.02 0.71 -0.26 -7.09 33.93 -22.85 -20.68 -6.87 4.00
S24 -9.42 -5.51 -2.15 -9.64 38.89 -27.57 -29.69 0.50 8.41
S25 -3.68 8.17 10.01 5.04 -20.63 16.29 15.78 4.84 14.22
S26 0.18 8.79 14.61 6.00 -15.67 31.57 32.95 5.29 -12.72
S27 -3.33 2.57 7.31 1.85 -15.67 37.97 39.94 1.58 14.07
S28 8.65 1.02 4.88 1.21 -20.63 26.97 28.98 -0.97 9.22
S29 5.32 -2.71 4.34 2.49 -0.79 -11.03 -18.29 2.77 1.76
S30 -5.20 1.64 -7.83 -0.38 9.13 -1.94 1.70 1.83 8.84
S31 1.11 -3.64 -0.26 1.21 24.01 13.97 11.62 1.02 -2.67
S32 8.01 9.10 -8.91 -2.94 24.01 -1.12 -0.59 -0.30 1.05
S33 6.90 -0.85 -5.40 -2.94 53.77 -15.15 -16.94 -2.71 1.25
S34 2.22 6.30 -0.26 1.21 24.01 -7.14 -9.38 -7.12 2.02
S35 -1.64 -0.85 -2.42 -1.02 -10.71 -8.02 -10.56 -5.18 7.94

表4

亲本主要农艺性状SCA的效应值"

组合
Combination		 株高
Plant height		 穗长
Ear length		 脖长
Neck long		 穗粗
Spike width		 有效穗数
Productive ear number		 穗重
Ear weight		 穗粒重
Grain weight per ear		 千粒重
1000-grain weight		 产量
Yield
最高组合
Highest combination		 S28×R3
10.97		 S2×R2
21.26		 S7×R2
23.76		 S2×R2
18.49		 S7×R4
76.17		 S5×R3
41.09		 S3×R2
48.28		 S34×R2
8.17		 S35×R3
39.35
最低组合
Lowest combination		 S28×R1
-11.58		 S2×R3
-17.49		 S8×R2
-20.82		 S18×R2
-13.12		 S23×R1
-58.40		 S26×R1
-34.15		 S3×R1
-60.12		 S32×R3
-18.11		 S31×R1
-37.99
效应值变幅
Effect range		 -11.58~10.97
 -17.49~21.26
 -20.82~23.76
 -13.12~18.49
 -58.40~76.17
 -34.15~41.09
 -60.12~48.28
 -18.11~8.17
 -37.99~39.35

表5

120个组合的超亲优势和竞争优势"

性状
Character		 超亲优势Heterobeltiosis 竞争优势Competitive edge
变幅Range 均值
Mean		 正向杂种优势组合数
Number of positive heterosis combination		 正向杂种优势均值
Positive heterosis mean		 变幅Range 均值
Mean		 正向杂种优势组合数
Number of positive heterosis combination		 正向杂种优势均值
Positive heterosis mean
株高
Plant height		 -23.49~20.15
 -7.18
 14
 6.75
 -23.21~16.54
 -4.01
 35
 2.16
穗长
Ear length		 -35.65~31.88
 -4.51
 33
 10.99
 -11.62~37.49
 12.83
 103
 14.14
脖长
Neck long		 -45.58~34.08
 -13.04
 30
 10.17
 -58.85~2.80
 -34.38
 0
 -
穗粗
Spike width		 -26.44~42.41
 -0.54
 40
 20.66
 -0.31~41.74
 21.80
 119
 14.28
有效穗数
Productive ear number		 0~266.67

 67.52

 91

 89.03

 0~266.67

 67.52

 91

 76.45
穗重
Ear weight		 -48.50~82.91
 0.23
 54
 23.26
 -29.49~115.70
 33.33
 107
 10.44
穗粒重
Grain weight per ear		 -50.63~139.52

 7.06

 62

 33.62

 -38.17~109.01

 25.78

 90

 28.43
千粒重
1000-grain weight		 -18.92~16.91

 -2.45

 41

 6.47

 -31.05~9.50

 -20.69

 0

 -
产量Yield -29.5~178.84 57.09 114 53.22 -12.57~129.71 57.00 118 52.44

表6

竞争优势前10位的组合及其GCA和SCA"

组合
Combination		 产量Yield
GCAR GCAS SCA CE(%)
S28×R1 5.55 9.22 31.54 129.71
S35×R3 -1.23 7.94 39.35 129.34
S24×R3 -1.23 8.41 27.19 110.97
S12×R3 -1.23 10.44 24.31 109.63
S9×R2 -0.87 10.28 23.16 108.14
S23×R1 5.55 4.00 22.30 107.01
S34×R1 5.55 2.02 24.11 106.74
S27×R1 5.55 14.07 10.57 104.39
S13×R1 5.55 6.94 15.93 101.66
S25×R3 -1.23 14.22 14.75 100.57

表7

各性状优势值与GCA、SCA的简单相关系数"

性状Character 超亲优势Heterobeltiosis 竞争优势Competitive edge
GCAR GCAS GCAR+S SCA GCAR GCAS GCAR+S SCA
株高Plant height -0.47** 0.68** 0.17 0.52** 0.60** 0.64** 0.87** 0.48**
穗长Ear length -0.38** 0.44** 0.05 0.53** 0.46** 0.54** 0.73** 0.66**
脖长Neck long -0.19* 0.35** 0.03 0.40** 0.60** 0.47** 0.78** 0.55**
穗粗Spike width 0.77** 0.22* 0.57** 0.33** 0.30** 0.53** 0.61** 0.79**
有效穗数Productive ear number 0.36** 0.60** 0.69** 0.71** 0.36** 0.60** 0.69** 0.71**
穗重Ear weight -0.37** 0.59** 0.043 0.64** 0.23* 0.65** 0.70** 0.72**
穗粒重Grain weight per ear -0.50** 0.49** 0.23* 0.55** 0.27** 0.62** 0.68** 0.74**
千粒重1000-grain weight -0.23* 0.40** 0.10 0.41** 0.52** 0.56** 0.78** 0.57**
产量Yield -0.57** 0.40** -0.01 0.56** 0.19* 0.56** 0.58** 0.80**
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