蘿卜自交系數量性狀的配合力分析

王 彬 林 超 李利斌 劉立峰 高 玲 高建偉

摘要:選用9個蘿卜自交系作親本,采用Griffing方法Ⅰ,利用9×9完全雙列雜交,對根質量、根長、根直徑3個主要性狀進行研究。結果表明,蘿卜根質量、根長和根莖同時受基因加性效應、非加性效應及反交效應的共同作用。以自交系P6作為親本配制的雜交組合,根質量和根長優勢較為明顯,P6×P8組合的特殊配合力效應值最高。

關鍵詞:蘿卜;數量性狀;配合力分析

中圖分類號:S631.1文獻標識碼:ADOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.06.011

Analysis of Combining Ability of Quantitative Traits of Radish Inbred Lines

WANG Bin1,2, LIN Chao1,2, LI Li-bin2, LIU Li-feng2, GAO Ling1, GAO Jian-wei1,2

(1.College of Life Science, Qingdao Agricultural University,Qingdao, Shandong 266109, China;2.Institute of Vegetable, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan, Shandong 250100, China)

Abstract:The three main quantitative characters( root weight, length,diametrer) in 9 inbred lines of radish were analyzed with the complete diallel cross design and Griffing method I. The results showed that these genetic characters were simultaneously influenced by gene additive effect,nonadditive effect and reciprocal-cross effect. In combinations crossed from the inbred line P6, the heterosis of root weight and length was relatively remarkeble, and the SCA value of the combination P6×P8 was the largest.

Key words:radish; quantative traits; combining ability analysis

蘿卜(Raphanus sativus L. )又名萊菔、蘆菔,十字花科蘿卜屬,居蔬菜作物種植面積第2位。我國是蘿卜的起源地之一,種質資源十分豐富。近年來,蘿卜雄性不育系的選育和利用取得了不少成就,培育出許多優良品種[1,2]。雜交育種是蘿卜育種的重要途徑,親本的選擇是育種成敗的關鍵。因此,研究蘿卜重要性狀遺傳規律,預測親本的配合力,對正確配制組合、有效地進行后代選擇和雜種優勢利用具有重要的作用。配合力的概念由Sprague等[3]在玉米育種中首次提出,目前常用的是全雙列雜交和不完全雙列雜交兩種方法[4]。配合力高低是決定雜種優勢強弱的主要因素,是選配親本的主要指標,而配合力分析能為雜交育種正確評價親本和組合提供依據。本試驗對9個優良的高代自交系按照完全雙列雜交的方式對蘿卜的3個重要性狀根質量、根長、根直徑進行配合力分析,測定各個親本的一般配合力和特殊配合力,以期選出優良的雜交組合,并為今后的蘿卜育種工作提供參考。

1材料和方法

1.1供試材料

9個具有不同性狀的蘿卜高代自交系,其中包括白蘿卜和青蘿卜。9個自交系分別用P1、P2……P9表示。

1.2田間試驗設計

按照蘿卜育種目標及親本選配的原則,選擇綜合性好的9個蘿卜自交系作為親本,采用完全雙列雜交設計中的GriffingⅣ,方法Ⅰ配制雜交組合[5,6],共配制81個雜交組合(包括正反交)。各F1及其親本種植采用完全隨機區組試驗設計,重復3次,每小區15棵,株行距為0.7 m×0.2 m。試驗地點在山東省農業科學院蔬菜所試驗基地,土壤為粘壤土,肥力中等,每公頃施紅日阿康艷陽天硫酸鉀復合肥170 kg。2007年8月15日播種,11月8日開始對各個性狀展開調查。

2結果與分析

2.13個主要性狀的方差分析

對完全雙列雜交組合的3個目標性狀進行方差分析(表1),結果表明,3個目標性狀組合間均呈極顯著差異,這說明完全雙列雜交的81個組合在根質量、根長、根直徑的性狀上存在著真實性的遺傳差異,表型受到一般配合力、特殊配合力和反交效應的影響[7]。因而,可以進一步進行配合力方差分析。

2.2配合力方差分析

蘿卜雜交組合3個主要性狀的配合力方差分析見表2?？梢钥闯?這3個性狀的一般配合力(GCA) 方差、特殊配合力(SCA) 方差及反交(R)方差都達極顯著水平,說明各性狀的遺傳特性同時受基因加性效應、非加性效應及反交效應共同作用,需要對其一般配合力效應、殊配合力效應及反交效應分別進行分析。

2.3 一般配合力分析

一般配合力是指某一親本的各個性狀對雜交組合影響的平均表現,主要決定于基因的加性效應,是對基因加性效應的度量,是可以遺傳的部分,其值的大小和正負表示各性狀加性基因遺傳作用的大小和方向。從表3結果看出,同一性狀的不同組合一般配合力相差較大,同一組合在不同性狀上的表現也存在很大差異,這是由于親本的遺傳特性所決定的。了解同一組合不同性狀配合力差異,有目的地選擇性狀間的一般配合力較高且能互補的雙親進行雜交,有利于獲得綜合性狀表現優良的雜交種。

根質量歷來是蘿卜育種過程中較為注重的性狀。由表3可見,9個親本的根質量效應方面存在差異,但是這種差異不如根長效應差異顯著?？偟膩碚f,根質量的一般配合力效應P6>P1>P8>P5>P3>P4>P7>P9>P2。其中親本P1、P5、P6、P8表現為正向效應,親本P2、P3、P4、P7和P9表現為負向效應。

對于根長一般配合力效應,親本P1、P5、P6、P7和P8的效應值表現為正值,其余親本的一般配合力效應值則表現為負值,各親本之間差異均達顯著或極顯著水平。其中,親本P6根長性狀的一般配合力效應值呈顯著正向優勢。

蘿卜各親本在根直徑這一性狀上的一般配合力效應值大小排列為P8>P4>P3>P2>P1>P6>P5>P9>P7,其中P8與P7分別占據了兩個極限,差異較為明顯,其中P8的正向效應較為顯著。

2.4特殊配合力效應分析

特殊配合力是指雜交組合與其雙親平均表現的預期結果的偏差。特殊配合力是由非加性效應提供的度量值,它反映了兩親本之間的特殊關系。特殊配合力受環境影響較大,不能穩定遺傳,但可用來指導雜種優勢的利用和雜交種的選育。特殊配合力效應包括等位基因的顯性效應、上位性效應及不同基因間的相互作用等非加性效應,是產生雜種優勢的主要因素。表4列出36個正交組合特殊配合力效應值,以便了解這些非加性基因效應,掌握不同親本間雜交產生雜種優勢的大小,有效的利用親本并篩選優勢組合。

36個雜交組合中有24個為正向效應,12個為負向效應,其特殊配合力效應值變化范圍為-0.208 6~0.336 2。在高特殊配合力效應值雜交組合中,親本P6出現了2次,4個組合P6×P8、P6×P9、P2×P7、P1×P8的特殊配合力效應值呈明顯的正向優勢。

不同雜交組合根長性狀的特殊配合力效應值存在很大差異,其變異幅度為-7.958 4~8.800 8,表明對根長性狀起作用的具有非加性效應的基因在不同親本自交系配制組合時,非加性基因間的相互作用及其所引起的性狀變異是不同的。在36個雜交組合中,特殊配合力為負值,即表現為負向效應的組合有20個,占全部組合的55.56%,表現為正向效應的組合有16個,占全部組合的44.44%。在所有雜交組合中,P6×P8組合的特殊配合力效應值最高,P1×P3組合次之。

根直徑性狀特殊配合力效應值的變異幅度為-1.15~2.059 3。其中表現正向效應與負向效應的組合各有18個,分別占組合總數的50.0%。

2.5反交效應分析

通過表2模型Ⅱ分析發現,各性狀的反交效應F值都達到極顯著水平,表明在F1代雜種組合中有反交效應存在,細胞質基因也影響各性狀的遺傳。

由表5可以看出,根質量的反交效應值變異幅度較大(-0.183 3~0.208 3),反交效應為正值的組合有16個,占全部組合的44.44%,反交效應為負值的組合有20個,占55.56%。其中,組合P9×P6

(0.208 3)的反交效應值最高,其次是P2×P1(0.131 7)、P6×P4(0.131 7)、P8×P7(0.118 3)。這些組合具有較大的反交效應,表明這些組合正交的根質量高于反交的根質量,使用時應選用正交組合。

根長的反交效應值變異幅度為-6.066 7~12.500 0,反交效應為正值的有22個,占61.11%,

其中,組合P6×P1(12.500 0)、P7×P1(8.750 0)、P6×P4(4.983 3)的反交效應值較大,而P5×P1(-5.783 3)、P8×P1(-6.066 7)反交效應值為絕對值較大的負值,組合P8×P2(0.150 0)、P9×P3(-0.316 7)反交效應的絕對值較小 。

根直徑的反交效應值變異幅度為-1.666 7~1.900 0,反交效應為正值的有18個,占50.0%,其中,組合P3×P2(1.900 0)、P9×P6(1.183 3 )的反交效應值較大,而P2×P1(-1.666 7)、P8×P4(-1.55)反交效應值為絕對值較大的負值,組合P9×P8(0)、P5×P4(-0.033 3)、P6×P4(0.033 3)、P6×P1(0.033 3)反交效應的絕對值較小。

3討論

3.1一般配合力和特殊配合力的相對獨立性

本結果表明,蘿卜在配合力方面有如下規律,即同一親本不同性狀的一般配合力效應值有很大的差異,同一性狀不同親本之間一般配合力也有很大的差異,通常一般配合力高的親本容易產生特殊配合力高的組合。要想獲得特殊配合力高的組合,其雙親中至少有一親本具有較高的一般配合力。很多學者認為一般配合力高的自交系不一定能組配出特殊配合力高的雜交組合,但特殊配合力高的雜交組合中一定有一般配合力高的親本。

3.2蘿卜3個親本的配合力分析

本試驗選用9個親本的配合力分析表明,3個蘿卜性狀(根長、根直徑、根質量)的一般配合力、特殊配合力和反交效應方差分析均達到了極顯著水平,說明這3個性狀的遺傳特性同時受基因加性效應、非加性效應及反交效應的共同作用。親本配合力是決定雜種優勢強弱的主要因素,是選配親本的主要指標。不同材料的配合力存在著很大的差異,只有選出高配合力自交系,才能組配出強優勢雜交種[8-13]。

根據親本一般配合力效應值高低,還可了解親本對雜種貢獻的大小,以便對親本作出評價。從蘿卜肉質根質量來看,親本P1、P6和P8的一般配合力較高,雜種后代有較強的優勢,如P1×P2、P3×P8、P6×P9、P6×P8等,而且P6作母本和父本都有較強的優勢,P6作父本時產生強優勢雜交組合的可能性更大(P3×P6、P9×P6、P7×P6)。因此,在選擇親本時可以優先考慮P6作為雜交育種父本。

特殊配合力受具有非加性效應的基因控制,了解特殊配合力的高低可以為雜交種優良組合的配制提供依據。根質量的特殊配合力高低與一般配合力有一定關系,一般配合力較高的親本為P6和P8,其正交和反交的根質量效應都較高,優勢組合主要有P1×P8、P3×P6、P3×P8、P6×P9、P6×P8等。一般配合力較低的P2和P9,其特殊配合力有高有低,P2×P1、P9×P2、P9×P6、P6×P9、P1×P2、P2×P7較高,P4×P2、P9×P8較低。所以,在蘿卜雜種優勢利用中,可以優先考慮一般配合力和特殊配合力都較高的P6和P8作為親本。

參考文獻:

[1] 李彬,蘇小俊,袁希漢.優白一號春蘿卜[ J ].長江蔬菜, 2002(4) : 13.

[2] 蘇小俊,袁希漢,李彬.夏優一號蘿卜[ J ].中國蔬菜, 2004(4) : 57.

[3] Sprague G F , Tatum L A. General specific combining ability in single crosses of corn [J].Amer. Soc. Agrom, 1942 (34) :923-932.

[4] 劉來福.作物數量遺傳學[M].北京:農業出版社,1984.

[5] 郭平仲.數量遺傳分析(修訂版)[M].北京:首都師范大學出版社,1993: 264-310.

[6] 劉來福,毛盛賢,黃遠樟.作物數量遺傳[M].北京:農業出版社,1984:206-250.

[7] 高之仁.數量遺傳學[M].成都:四川大學出版社,1986.

[8] 隋新霞,李根英,吳祥云,等.不同穗型冬小麥主要農藝性狀配合力分析[J].山東農業科學,2004(2):20-22.

[9] 張健一,楊世蕘,賴群啟.幾個甘藍型油菜品種的配合力分析[J].中國農業科學,1983(2):26-32.

[10] 劉絢霞,董振生,劉創社,等.甘藍型優質雜交油菜主要農藝性狀配合力與遺傳力研究[J].中國油料作物學報, 2001,23(3):1-4.

[11] 李國民,田峰,李鳴,等.烤煙產量及品質性狀的雙列雜交分析[J].中國煙草學報,1998,4(2):22-28.

[12] 莫成庫,韓見思,靳長思,等.蘿卜品種配合力分析研究初報[J].吉林農業科學,1992(1):70-71.

[13] 戴希堯, 任喜波, 魏毓棠.蘿卜主要品質性狀的配合力分析[J].遼寧農業科學, 2006(6):1-4.