高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]是我国重要的杂粮作物，同时也是我国名优白酒酿造的重要原料^[1-2]。高粱广泛种植于我国东北、华北和西南等地区^[3]。西南地区高粱的种植面积从2.5%提升到29.6%^[3]。目前，西南地区大面积推广的高粱品种是以红缨子、郎糯红19号和泸州红1号等为主的常规糯高粱。随着多年的种植和推广，常规高粱抗病虫草害能力逐年下降，植株过高，难以实现机械化，抗倒伏性降低，耐旱能力减弱等问题逐年严峻，限制了高粱的推广和应用，进一步加剧了西南地区高粱的供需矛盾。因此，市场上急需培育一批高产、优质、多抗且适宜机械化生产的杂交高粱新品种，以满足不断变化的市场需求，而培育优良杂交种的关键是鉴选优异的亲本材料。

高粱是杂种优势较强的作物，选育强优势杂交组合可有效解决高粱产业存在的问题。高粱优良亲本的鉴选中除关注其农艺性状、品质性状外，还需评价其遗传力和配合力。张阳等^[4]认为亲本的利用潜力与一般配合力和特殊配合力的效应值大小存在相关性，2个效应值都高的亲本才具有较大的价值。段有厚等^[5]、王艳秋等^[6]、周福平等^[7]和本团队前期研究^[8-9]发现，高粱的株高、穗长、产量等主要农艺性状的一般配合力和特殊配合力两者之间并无必然联系。余忠浩等^[10]提出，在选育亲本时要兼顾亲本一般配合力、双亲性状互补及组合的特殊配合力等。这些研究结果为糯高粱的亲本选育和杂种优势利用奠定了基础。

为筛选出性状优异且应用潜力高的糯高粱亲本材料，本研究以6个糯高粱不育系和6个糯高粱恢复系为材料，按NCⅡ不完全双列杂交组配36个杂交组合，并对其12个主要农艺和品质性状的配合力、遗传力进行分析，以评价试验材料的育种潜力，为其进一步利用提供理论参考。

供试亲本材料共12份，其中6份糯高粱恢复系P₁包括21R、243R、272R、7R、9.1R和F235R，6份糯高粱不育系P₂包括13163A、159A、1609A、42A、54A和626A，均为四川省农业科学院水稻高粱研究所选育。

2021年秋季在云南省南繁试验基地，按NC Ⅱ设计配制36个F₁杂交组合，2022年3月中旬在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸州试验基地种植。试验采用随机区组设计，3次重复，4行区，行长3 m，行株距60 cm×30 cm，直播，每穴留双苗。田间管理同一般大田生产。

株高、穗柄长、穗长、倒二叶面积、一级枝梗数、二级枝梗数、千粒重和产量8个农艺性状调查均参照NY/T 3923-2021《高粱品种试验调查观测项目与记载标准》，使用IM9500粮食谷物近红外光谱分析仪测定品质性状，包括淀粉、蛋白质、脂肪和单宁含量。

采用Excel 2007和DPS 7.05软件对试验数据进行统计与分析。按照NCⅡ遗传模型分析各参试不育系、恢复系材料的一般配合力（GCA）和杂交组合的特殊配合力（SCA），并估算群体遗传参数^[11-12]。

36个糯高粱杂交组合12个性状的方差分析结果（表1）表明，区组间除穗柄长和倒二叶面积外，其他各性状均未达显著差异水平，表明试验所选的田间环境基本满足试验要求。组合间除淀粉和蛋白质外，其余各性状均达极显著差异水平，表明不同杂交糯高粱组合间的遗传差异真实存在，有必要进行亲本材料配合力分析。分析发现，除恢复系的蛋白质，不育系的穗柄长、淀粉及倒二叶面积外，双亲的其余各性状均达到显著或极显著差异水平，表明恢复系和不育系的基因型差异共同决定杂交组合的各性状差异。因此，在糯高粱杂交育种实践中，恢复系和不育系的选育同等重要。组合间除淀粉和蛋白质含量外，其余性状均达到极显著差异，表明这些性状主要受加性基因和非加性基因效应的共同作用。

由表2各亲本性状的GCA可看出，各性状间恢复系和不育系的GCA效应值差异显著。亲本恢复系的倒二叶面积和穗柄长的GCA效应值变幅相对较大，分别为-15.8~32.4和-10.1~13.4；不育系的GCA在株高和一级枝梗数的变幅相对较大，分别为-13.4~19.6和-12.6~19.1。不育系和恢复系的淀粉含量GCA变幅最小，单宁含量变幅最大。产量性状GCA恢复系21R最高，7R最低；不育系54A最高，42A最低；恢复系的产量GCA效应值变幅比不育系的高，表明在本试验中，恢复系对产量的影响大于不育系。

在恢复系中，21R的产量、株高、穗柄长、穗长、二级枝梗数、脂肪和单宁含量等的GCA相对较高；272R的株高、一级枝梗数、千粒重和单宁含量等性状的GCA最高；243R的二级枝梗数GCA最高。不育系中，54A的产量和一级枝梗数等10个性状的GCA均表现最高，159A穗长和蛋白质含量的GCA表现最佳。综上分析，恢复系21R、272R、243R和不育系54A、159A在某些性状的GCA表现较好。

SCA也是评价杂交组合优劣的重要参考因素。从36个杂交组合的SCA（表3）可看出，不同组合不同性状间、同一亲本不同组合性状和同一组合不同性状间SCA均存在较大差异，表明本试验各性状受到遗传和环境的相互影响。

从表3看出，12个性状中除淀粉含量的SCA效应值组合间变幅差异较小外，其余性状SCA变幅相对较大，其中倒二叶面积的SCA变幅最大，为-51.8（54A/243R）~115.5（54A/F235R），单宁次之，为-55.5（1609A/21R）~47.4（42A/F235R）。表明淀粉性状在本试验中相对稳定，而倒二叶面积和单宁含量等性状具有较大的杂种优势潜力。

产量、株高、穗柄长、穗长、倒二叶面积、一级枝梗数、二级枝梗数、千粒重、淀粉、蛋白质、脂肪和单宁含量的SCA效应值最高的组合分别是1609A/F235R、1609A/21R、42A/F235R、54A/7R、54A/F235R、54A/7R、42A/243R、42A/7R、42A/ F235R、42A/9.1R、626A/21R和42A/F235R。从组合表现看出，产量SCA最小的组合是42A/F235R，但42A/F235R的穗柄长、淀粉和单宁含量表现最好；组合1609A/21R的株高和穗长SCA相对较高，但单宁、一级枝梗数和二级枝梗数SCA相对较低；组合54A/7R的穗长、一级枝梗数、产量、脂肪和单宁含量的SCA相对较高。

由表4可知，株高、穗长、一级枝梗数、千粒重等性状父本对试验组合的遗传影响高于母本；产量、穗柄长、倒二叶面积、淀粉、蛋白质和单宁母本对组合的遗传影响高于父本。因此，在本试验材料的创制和改良实践中，母本可能侧重对产量和单宁等性状的选择，父本则需侧重对千粒重、株高等性状的选择。

各性状遗传力分析结果（表4）表明，除淀粉含量外，其余各性状广义遗传力均较高，狭义遗传力大小顺序为单宁含量>株高>脂肪含量>蛋白质含量>穗柄长>穗长>产量>千粒重>一级枝梗数>淀粉含量>倒二叶面积>二级枝梗数。产量、株高、穗柄长、穗长、蛋白质含量、千粒重和单宁含量的广义遗传力和狭义遗传力相差相对较小，表明这些性状多受加性基因效应影响；倒二叶面积、一级枝梗数、二级枝梗数性状的广义遗传力和狭义遗传力相差相对较大，表明这几个性状受非加性效应影响较大，遗传能力较差。淀粉含量的广义和狭义遗传力均较小，表明试验组合的淀粉含量受试验栽培环境和方法的影响。

产量和单宁含量等性状是高粱杂交育种中十分重要的指标，为明确各性状间的影响，对36个组合的12个性状进行相关性分析，从表5可看出，株高、穗长等性状与产量呈极显著正相关，千粒重等性状与产量呈极显著负相关；穗柄长、淀粉、脂肪等性状与单宁呈极显著正相关，一级枝梗数、蛋白质含量等性状与单宁呈极显著负相关关系。分别以产量为因变量（y），株高、穗长、千粒重等性状为自变量（x）；单宁为因变量，穗柄长、淀粉、脂肪、一级枝梗数、蛋白质等性状为自变量，建立线性回归方程。由表6可知，株高、穗长、千粒重等性状的决定系数（R²）均较小，单宁与产量间的线性拟合程度较差。与单宁极显著相关的性状中，穗柄长和一级枝梗数的R²相对较高，分别为0.4777和0.5076，线性拟合度较高。

近年来，糯高粱数量性状配合力的研究倍受关注，但由于试验材料、群体大小、种植环境及栽培技术等原因，多位学者对糯高粱数量性状配合力特性研究结果不完全一致。周福平等^[7]研究表明，糯高粱穗长、生育期等性状多受双亲互作影响。段有厚等^[5]研究表明，糯高粱不育系的千粒重、穗长等多个性状在杂种优势中的加性效应更加突出。本试验分析表明，株高、穗长、一级枝梗数和千粒重等性状的遗传主要受不育系的影响；恢复系对穗柄长、淀粉和单宁的遗传影响更加突出。产量和脂肪等性状主要受双亲互作效应的影响。

遗传力是育种实践和杂种优势利用中反映亲本利用价值的重要指标。遗传方差中只有加性方差能稳定的遗传给后代，狭义遗传力是指加性方差占表型方差的比率，与广义遗传相比，狭义遗传力更加接近实际^[13-14]。国内对高粱主要农艺和品质性状能否稳定遗传给后代的研究结果存在差异。高海燕等^[15]和周福平等^[7]认为，株高、穗粒重和产量等性状的遗传力高，主要受加性基因效应控制，更易稳定遗传给后代；闫凤霞等^[16]、尹学伟等^[17]和张志鹏等^[18]则认为株高遗传力较低，多受非加性基因影响；段有厚等^[5]研究表明，千粒重、产量、穗粒重等性状遗传力也相对较低；余忠浩等^[10]研究发现，穗柄长等多数农艺性状遗传力水平低，易受环境影响，不宜在早代选择。本试验表明，产量、株高、穗柄长和穗长的狭义遗传力相对较高，表明这4个性状可能受环境影响相对小，能相对稳定的遗传给后代，可在低世代进行选择。而千粒重、倒二叶面积、一级、二级枝梗数性状狭义遗传力低，多受非加性效应影响，直接传给后代的的能力差。张晓娟等^[19]研究发现，糯高粱品质性状中蛋白质、脂肪、淀粉含量受遗传型影响较大，单宁则多受环境影响，而本研究发现蛋白质、脂肪和单宁含量的遗传力相对较高，更易直接遗传给后代，但淀粉含量的广义、狭义遗传力均较低。这些研究结果与上述研究结果不尽一致，可能是试验材料、方法及环境等因素影响所致。

本研究筛选出了利用潜力较高的亲本，不育系54A的产量、株高、千粒重、穗柄长、一级和二级枝梗数、脂肪和单宁等多个性状的GCA均最高，恢复系21R产量、穗柄长、穗长等性状的GCA表现较好，272R株高、一级枝梗数、千粒重和单宁等性状的GCA效应表现佳，所配组合54A/9.1R、54A/7R、42A/21R等产量、枝梗数、单宁等性状的特殊配合力也表现较好。目前，四川省农业科学院水稻高粱研究所利用54A已选育出机糯粱1号（54A/272R）、金皮糯1号(54A/381R)、川糯粱6号（54A/21R）、金糯粱9号（54A/TY3560R）等多个优良品种通过国家登记。综上，54A、21R、272R等是本试验中产量、株高等综合性状表现较优异的亲本，在育种和生产实践中都有较好的利用前景。

高粱配合力的遗传研究十分复杂，亲本一般配合力和组合特殊配合力并无必然联系^[8]。综合性状优异、一般配合力高的亲本，所配组合的特殊配合力不一定高，杂种优势可能弱；杂种优势强的组合，其亲本的一般配合力可能低^[20]。不育系54A和恢复系21R的产量性状一般配合力均最高，但所配组合54A/21R的产量性状的特殊配合力却相对较低；亲本159A和21R的穗长性状一般配合力高，但其组合159A/21R的穗长性状特殊配合力却很低。组合1609A/F235R、42A/272R的产量性状特殊配合力最高，但其亲本的产量性状的一般配合力效应值却很低。但研究^[6]表明，具有较多优势等位基因，一般配合力高的亲本材料，更易组配出杂种优势强的组合；组合的某性状杂种优势强，其亲本或亲本之一的该性状一般配合力也相对较高。本试验中，组合54A/9.1R、159A/272R、54A/7R在株高、单宁含量等性状上表现相对较优，其亲本54A、272R等亲本在这些性状的一般配合力也相对较高。因此，在亲本选育过程中，在重视亲本综合性状和一般配合力选择的同时，应关注其组合的特殊配合力和双亲的优势互补效应。这与前人^[7,19,21]的研究结果基本一致。

本研究表明，在杂交糯高粱选育实践中，恢复系和不育系的选育和改良同样重要。选育优良亲本需在重视亲本综合性状和一般配合力的同时，还应关注其组合的特殊配合力和双亲的优势互补效应。同时筛选出了54A、21R、272R等综合表现较好的亲本和1609A/F235R、54A/7R、42A/F235R等优良组合。