新质源水稻不育系金农2A 配制组合的杂种优势

仇秀丽，王洪飞，王乃元

(1.福建省农业科学院科研管理处，福建 福州350003;2.福建省农业科学院水稻研究所，福建 福州

350018;3.福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室，福建 福州350002)

杂交水稻选育研究为大幅度提高我国乃至世界粮食产量做出了重大的贡献［1］。水稻细胞质雄性不育(cytoplasm male sterile，CMS)材料的发掘和利用为杂交水稻在生产上的大面积推广奠定了坚实的基础［2］。当前，我国生产上比较常用的杂交籼稻CMS 以野败型(WA)为主，杂交粳稻以BT 型较多。普通野生稻(Oryaz rufipogon)蕴藏着丰富的遗传资源，福建农林大学采用野生稻核置换回交，获得了一种新型野生稻雄性不育细胞质，称为FA 型细胞质(新质源CMS-FA)［3］，并育成新质源系列优质米不育系，进而采用杂交与多次回交的转育方法将新质源恢复基因成功转移到水稻优良栽培品种的遗传背景中育成了新质源恢复系［4］，用新质源不育系与新质源恢复系组配出新质源杂交水稻新组合［5］。

金农2A 是福建农林大学利用新质源CMS-FA 培育的水稻不育系之一。该不育系具有良好的株叶形态，大穗，不育性好、不育度高而稳定，较抗稻瘟病，稻米品质优等特点［6］，于2005年通过鉴定(闽科教鉴字［2005］第17 号)［4］。新不育系所配制组合的配合力、杂种优势强弱是评价该不育系能否在生产上应用的重要标准。为充分了解金农2A 配制组合的杂种优势，本研究于2009年3月利用金农2A 与5 个父本进行配组，以汕优63 作对照进行品比试验，考查了所配制组合的生育期、株高、穗长、穗粒结构等性状及产量表现，并对所配制组合产量与产量相关性状进行相关和通径分析。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料包括不育系金农2A、保持系金农2B、恢复系金恢1 －5 号(生育期122 d 左右)以及汕优63，均由福建农林大学新质源杂交稻育种研究课题组提供。

1.2 试验方法

2009年春季在海南三亚以金恢1 －5 号为父本与金农2A 杂交配制5 个组合，6月5日在福建农林大学教学科研育种基地沙县洋坊良种场试验田播种该5 个组合、父母本(金农2A 以金农2B 保持系代替)以及汕优63(CK)。6月27日移栽，行株距20 cm ×20 cm。单本种植，3 次重复，随机区组排列，各组合和CK 种植面积2.52 m2，亲本种植面积1.08 m2。实行统一的田间肥水管理，施肥水平同一般大田。生长期间记载亲本和组合始穗、抽穗、齐穗和成熟日期，并计算全生育期。成熟时，亲本和组合每区定点取样中间5 株进行室内考种，调查株高、穗长和穗粒结构，并对组合进行实割测产。

1.3 统计与分析

用Excel 2003 汇总数据，并计算所配制组合产量相关性状的平均优势和竞争优势。利用DPS 7.05［7］对数据进行统计分析。

平均优势/% =(F1－MP)/MP×100;竞争优势/% =(F1－CK)/CK×100。其中，MP 为组合父母本的平均值。

2 结果与分析

2.1 产量性状表现

金农2A 与5 个父本所配制组合及CK 产量相关性状表现见表1。从表1 可见，金农2A 具有较好的产量配合力和较强的杂种优势。

2.1.1 生育期、株高和穗长 所配制的5 个组合平均生育期123.1 d，比CK(120.3 d)长2.8 d，5 个组合生育期表型值与各自的父本接近，与CK 差异均达到极显著水平，表现出明显的竞争优势。其中，金农2A/金恢4 号的生育期最长，极显著长于CK 和其他4 个组合，而其他4 个组合之间的生育期差异不显著。

5 个组合平均株高124.4 cm，比CK(117.2 cm)高7.2 cm。5 个组合的株高均超过各自的父本，与CK有显著差异，表现出较强的超亲优势和明显的竞争优势。其中，金农2A/金恢2 号株高最高，达128.9 cm，比CK 高11.7 cm，与金农2A/金恢3 号差异不显著，与其他3 个组合差异显著。

5 个组合平均穗长24.2 cm，与CK(23.4 cm)有极显著差异。除金农2A/金恢4 号(22.4 cm)的穗长最短外，其他4 个组合的穗长均超过24 cm，表现出较强的超亲优势和明显的竞争优势。金农2A/金恢2 号穗长最长，为25.3 cm。

表1 金农2A 配制组合及其亲本的产量相关性状表现1)Table 1 Performance of yield-related traits of parents and hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A

2.1.2 穗粒结构 单株有效穗数以CK(13.3 穗·丛－1)最多，极显著高于该5 个组合。5 个组合平均单株有效穗数10.0 穗·丛－1，且组合间无显著差异。5 个组合平均穗粒数为160.9 粒·穗－1，均与CK 达到极显著差异水平，其中，金农2A/金恢2 号和金农2A/金恢5 号都达到了175 粒·穗－1以上。5 个组合结实率与CK 无明显差异，但金农2A/金恢1 号、金农2A/金恢3 号和金农2A/金恢5 号与金农2A/金恢2 号结实率差异显著，而与金农2A/金恢4 号差异不显著。其中，金农2A/金恢1 号和金农2A/金恢3 号都超过了90%。千粒重除金农2A/金恢3 号(30.1 g)和CK 极显著较高外，其他4 个组合间的千粒重差异较小，介于26.0 －27.6 g 之间。

2.1.3 产量 5 个组合与CK 间的产量差异均达到了极显著水平。其中，金农2A/金恢3 号产量最高，为9299.0 kg·hm－2，金农2A/金恢1 号、金农2A/金恢2 号和金农2A/金恢5 号产量较高，均达8705 kg·hm－2以上。

2.2 杂种优势表现

金农2A 配制组合产量相关性状的平均优势和竞争优势见表2。从表2 可见，金农2A 配制组合存在明显的杂种优势，5 个组合均比CK 增产，增产幅度为2.99% －14.36%，平均增产7.96%。不同产量相关性状杂种优势有明显差异，尤其生育期、株高、穗长、穗粒数和结实率等性状，不论是平均优势还是竞争优势均较强，平均优势依次为:株高(21.30%)＞穗粒数(16.86%)＞生育期(4.78%)＞穗长(4.51%)＞结实率(2.62%)，竞争优势依次为:穗粒数(47.44%)＞株高(6.11%)＞穗长(3.59%)＞结实率(2.63%)＞生育期(2.36%)。而有效穗数和千粒重表现为正向的平均优势和负向的竞争优势。

从表1、2 可以看出，金农2A 配制的5 个组合杂种优势都较强，但各组合增产原因各不相同。金农2A/金恢3 号产量最高，杂种优势最强，产量的增加主要得益于千粒重最大、结实率最高、穗粒数较多、穗长较大以及株高较高，是一个产量性状比较协调、穗粒兼顾型的优良组合。金农2A/金恢5 号产量高，杂种优势较强，以穗粒数发挥的作用最大。金农2A/金恢1 号增产主要由于结实率较高，但穗粒数则限制产量的提高。金农2A/金恢2 号增产以穗粒数的作用最大，但结实率削弱了产量的提高。金农2A/金恢4号的杂种优势较差主要由于穗长最短、穗粒数较少所致。

2.3 相关和通径分析

为进一步明确各组合产量相关性状之间的关系和对产量的贡献，进行了相关和通径分析。相关分析(表3)表明，金农2A 配制组合的产量与株高、穗长、穗粒数和结实率呈显著或极显著正相关，与有效穗数呈极显著负相关，与生育期和千粒重的相关不显著。在产量相关性状之间，生育期与穗粒数呈显著正相关，株高与穗长、株高与穗粒数、穗长与穗粒数均呈极显著正相关;生育期与有效穗数、株高与有效穗数、有效穗数与穗粒数以及穗粒数与千粒重之间呈显著或极显著负相关。可见，适当降低有效穗数，增加株高、穗长和穗粒数，对产量有正向作用。但株高太高，在生产上易倒伏造成减产。因此，在金农2A 配组栽培上，适当降低有效穗数、控制株高、增加穗长和穗粒数有利于提高产量。

表2 金农2A 配制组合的产量相关性状的优势表现Table 2 Heterosis performance of yield-related traits of hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A %

表3 金农2A 配制组合产量与产量相关性状间的简单相关1)Table 3 Simple coefficient of relationships between yield and yield-related traits of hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A

通径分析(表4)表明，7 个性状中，穗长和结实率的直接通径系数最大，分别为0.5341、0.5410，对产量的贡献率分别达31.11%和29.05%，因此穗长和结实率对产量的直接作用最强。其次是穗粒数，直接通径系数为0.4122，对产量的贡献率为25.73%。虽然生育期对产量的贡献率为8.95%，但两者之间相关不显著，对产量的直接作用不大。株高与产量呈显著的正相关(r =0.5465*)，但对产量的直接通径系数最小且为负值，对产量的贡献率为－2.84%，即削弱产量，但作用较小。此外，有效穗数和千粒重对产量的作用也不大。可见，金农2A 配制组合产量的高低主要取决于穗长的长短、结实率的高低以及穗粒数的多寡。

3 结论与讨论

本研究表明，金农2A 测配的5 个组合均比CK 增产，增产幅度达2.99% －14.36%，平均比CK 增产7.96%。汕优63 是我国水稻育种史上推广时间最长、推广面积最大的三系杂交水稻［8］，由此可见，金农2A 具有较高的产量配合力。金农2A 配制组合的生育期比CK 长2 －5 d，在生产应用上较符合晚稻或中稻的生育期要求。5 个组合的株高比CK 略高，在不倒伏的前提下，适当提高杂种的株高有利于杂交水稻产量的提高。相关和通径分析表明，金农2A 配制组合产量的高低主要取决于穗长、结实率和穗粒数。

表4 金农2A 配制组合产量相关性状对产量的通径分析1)Table 4 Path analysis of yield-related traits concerning to rice yield of hybrid rice combinations derived with CMS-FA sterile line Jinnong 2A

在5 个组合中，金农2A/金恢3 号产量优势最强，该组合的各性状优势均较明显，是一个穗粒兼顾型组合，为本试验中的优良组合。该组合参加福建省晚稻区试和生产试验，表现为产量高(2年区试平均产量比CK 增产9.03%，生产试验比CK 增产16.49%)、米质优(达部颁三等食用籼稻品种品质规定要求)、稻瘟病抗性较强(中感稻瘟病)，于2010年通过福建省农作物品种审定委员会审定(闽审稻2010005)，是集产量、抗性、优质于一身的新品种［9］，具有良好的生产应用前景。

［1］袁隆平，唐传道.杂交水稻选育的回顾、现状与展望［J］.中国稻米，1999，5(4):3 －6.

［2］罗闰良，吴京华.杂交水稻及其发展［J］.科学，2000，52(6):51 －53.

［3］王乃元.野生稻(O.rufipogon)新胞质改良不育系稻米品质的研究［J］.作物学报，2006，32(2):253 －259.

［4］王乃元.野生稻(Oryza rufipogon)新质源雄性不育恢复系的研究［J］.作物学报，2006，32(12):1884 －1891.

［5］王乃元.新质源(CMS-FA)杂交稻育种技术探索与研究［J］.中国农业科技导报，2009，11(S2):7 －12.

［6］杨帆，王乃元，胡启亮，等.新质源水稻优质抗病大穗不育系金农2A［J］.中国种业，2006(1):58.

［7］唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS 数据处理系统［M］.北京:科学出版社，2002:115 －130.

［8］黄庭旭，郑家团，游晴如，等.福建省杂交水稻选育研究现状与展望［J］.福建农业学报，2012，27(3):312 －318.

［9］黄达彪，陈美容，周卫营，等.2001 －2010年福建水稻品种现状分析［J］.福建农业学报，2011，26(2):206 －210.