6个光身恢复系和4个籼型不育系的配合力及竞争优势分析

张建新，黄建鸿，曾跃辉，魏美娇

(1.三明市农业科学研究院，福建沙县365509;2.福建省六三种业有限责任公司，福建沙县365000)

光身稻作为稻种资源的一个重要类型，对丰富我国水稻品种类型具有重要意义，在杂种优势利用方面具有较大潜力.我国是水稻生产和销售大国，尤其是杂交水稻的种植面积不断扩大，在20世纪90年代，其种植面积约占水稻总面积的50%，在相应产量上已达到水稻总产量约60%［1］.强优势杂交组合的选育研究和利用对进一步提高水稻产量具有重要影响，而水稻杂种优势的选育关键在于亲本，优良的杂交水稻亲本既要具有良好的农艺性状，也要具有较高的配合力［2］.因此，对于杂交亲本配合力的分析，对选育强优势杂交新组合具有重要的利用价值，从而直接影响杂交水稻的产量.本研究选用新近育成的6个光身恢复系和4个籼型不育系进行交叉配组，分析其在各相应性状中的一般配合力和特殊配合力效应及其竞争优势，以期选出农艺性状优良、配合力好的优良亲本，进而筛选超亲优势强的组合，为杂交水稻组合选育提供参考［3］.

1 材料与方法

4个不育系分别为广抗13A(A1)、Ⅱ-32A(A2)、谷丰A(A3)和钱江A(A4)，6个光身恢复系分别为光恢039(R1)、光恢1240(R2)、光恢1242(R3)、光恢1243(R4)、明恢259(R5)和明恢90(R6).于2010年春季，按NCⅡ设计方案在海南配制24个组合，2010年正季在福建沙县本所试验田种植F1代.6月24日播种，7月22日移栽.株行距13.30 cm×20.00 cm，每小区行长1.33 m，双行种植，单本栽插.采用随机区组排列，3次重复，各重复间距50.00 cm.各小区土壤肥力和管理措施保持一致，并与一般大田基本相同.对生育期等性状进行观察记载，F1成熟时，在各小区中随机取5株，调查株高、单株穗数;风干考查每穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量等性状，以三系高产杂交稻Ⅱ优明86为对照.

采用刘来福等［4］研究方法进行配合力分析，运用DPS软件进行数据处理和统计分析［5］.

2 结果与分析

2.1 方差分析

对6个光身恢复系和4个籼型不育系构成的24个杂交组合的株高、播始历期、结实率、千粒重、单株产量等7个性状进行方差分析.各组合间在每个产量性状上的差异均达极显著水平，亲本大部分性状上表现出显著或极显著水平，说明该研究中每个性状的表现均受基因型所决定，不同的实验材料之间也都存在着显著的遗传差异，可用来进一步对各材料进行配合力分析(表1).在不育系中，除了单株产量一般配合力方差不显著外，其他各性状的一般配合力方差均达显著或极显著水平;在光身恢复系中，结实率、每穗总粒数、播始历期以及单株产量的一般配合力方差均不显著，而株高、千粒重及单株穗数一般配合力方差达显著或极显著水平，说明单株产量主要取决于组合间的特殊配合力效应，而其他性状均受到亲本一般配合力效应和组合特殊配合力效应的共同作用.结实率、每穗总粒数以及播始历期主要受到不育系的一般配合力效应和组合间特殊配合力效应的作用.

表1 24个组合的7个性状方差及配合力方差分析(F值)1)Table 1 Variance analysis of 7 characters and combining abilities for 24 combinations(F value)

2.2 不育系一般配合力效应分析

从表2可知，株高、播始历期、单株穗数、每穗总粒数、结实率、单株产量等性状的一般配合力效应在同一亲本不同性状间以及同一性状不同亲本间存在较大差异.

表2 10个亲本7个性状的一般配合力效应Table 2 Effects of general combining ability of 7 characters from 10 parents

在不育系中，广抗13A的单株产量和千粒重的一般配合力效应最高，单株穗数的一般配合力效应也较高，株高、播始历期、结实率以及每穗总粒数的一般配合力效应较低，说明以广抗13A为亲本配组得到的F1产量较高，穗数多，千粒重较大，但生育期稍长，株高偏高，结实率较低;Ⅱ-32A每穗总粒数的一般配合力效应最高，结实率的一般配合力效应也较好，株高、播始历期、单株穗数、千粒重以及单株产量的一般配合力效应较差，说明以Ⅱ-32A为亲本与光身恢复系配组得到的F1具有较好的结实率，每穗总粒数最多，但生育期较长，株高偏高，单株穗数偏少，产量较低;谷丰A结实率的一般配合力效应最大，播始历期和株高的一般配合力效应较好，其他性状的一般配合力效应较差，说明谷丰A配组的F1结实率好，生育期较短，株高适中，但每穗总粒数，千粒重，以及单株产量数值较小;钱江A单株穗数、播始历期、株高以及单株产量的一般配合力效应较好，但其他性状的一般配合力效应较差，说明钱江A配组的F1生育期较短，株高适中，穗数多，但结实率较低.不育系中单株产量的一般配合力效应为广抗13A＞钱江A＞Ⅱ-32A＞谷丰A，综合比较每个不育系在各性状上的一般配合力效应，广抗13A为一般配合力效应较好的母本，虽然在株高、播始历期以及结实率等性状中的一般配合力效应表现一般，但千粒重、单株穗数和单株产量的一般配合力效应较好.

2.3 恢复系一般配合力效应分析

从表2中可知，在光身恢复系中，株高的一般配合力效应依次为光恢039＞光恢1242＞光恢1240＞明恢259＞明恢90＞光恢1243，表明以光恢1243、明恢90和明恢259为父本配组得到的F1株高适中，而以光恢039、光恢1240和光恢1242配组得到的F1株高偏高.播始历期的一般配合力效应依次为明恢259＞光恢1242＞光恢1240和光恢1243＞明恢90＞光恢039，表明以光恢039和明恢90为父本配组得到的F1生育期较短.单株穗数的一般配合力效应依次为光恢1242＞光恢039＞明恢259＞光恢1243＞光恢1240＞明恢90.每穗总粒数的一般配合力效应依次为明恢259＞光恢1240＞光恢1242＞明恢90＞光恢039＞光恢1243.结实率的一般配合力效应依次为光恢039＞光恢1240＞明恢259＞明恢90＞光恢1242＞光恢1243.千粒重的一般配合力效应依次为光恢1240＞光恢1242＞明恢90＞明恢259＞光恢039＞光恢1243.单株产量的一般配合力效应依次为光恢1242＞光恢039＞明恢259＞光恢1240＞光恢1243＞明恢90.说明以光恢039配组得到的F1单株产量较大，单株穗数较多，结实率最高，产量较高，但每穗总粒数和千粒重表现较低;以光恢1240配组得到的F1每穗总粒数较多，结实率较好，千粒重较大，但穗数少，产量表现一般;以光恢1242配组得到的F1结实率较低，但千粒重和单株穗数最多，因而单株产量最大;以明恢259配组得到的F1每穗总粒数最多，结实率和千粒重较低，单株穗数较少，因而单株产量表现一般;以明恢90和光恢1243配组得到的F1在单株产量、单株穗数、千粒重、结实率以及每穗总粒数均较低.

2.4 组合特殊配合力效应分析

同一个组合在不同性状之间以及同一个亲本在不同杂交配组之间的特殊配合力效应差异较大［6］.由表3可知，A3×R1、A1×R2、A4×R3、A1×R5等组合单株产量的特殊配合力效应较好;A4×R1、A1×R2、A4×R3等组合结实率的特殊配合力效应较好;A4×R1、A2×R2、A2×R4等组合千粒重的特殊配合力效应较好;A3×R1、A1×R2、A4×R3、A2×R4等组合单株穗数的特殊配合力效应较好;A3×R1、A1×R5、A4×R2等组合每穗总粒数的特殊配合力效应较好;A2×R6、A1×R5、A4×R1等组合播始历期的特殊配合力效应较好.因此，在杂交育种对优良性状的选育过程中，虽然一般配合力效应较好的亲本具有较大的利用价值，但同时又必需在此基础上选择特殊配合力效应较好的亲本，只有同时考虑亲本一般配合力效应和组合特殊配合力效应才能选育出各性状优良的后代.

2.5 籼光交组合主要性状竞争优势分析

由表4可知［7］，光身恢复系光恢1242的组合单株产量表现突出，竞争优势平均为52.89%，钱江A和光恢1242的单株产量比对照增产77.41%，是超高产优势组合.光身恢复系光恢039、明恢259、光恢1240的组合单株产量竞争优势平均分别为33.23%、21.23%、20.76%，其中谷丰A和光恢039、广抗13A和光恢1240、Ⅱ-32A和明恢259等组合单株产量都比对照增产50%以上，具有较好的应用情景.光身恢复系光恢1243和明恢90所配组合单株产量的竞争优势平均值分别为7.85%和5.15%，表现一般，但Ⅱ-32A和光恢1243、广抗13A和明恢90组合单株产量具有较强的竞争优势，产量显著高于对照.在播始历期上，大部分光身恢复系都具有一定的竞争优势，仅有Ⅱ-32A和光恢039、Ⅱ-32A和明恢259、Ⅱ-32A和光恢1243组合的生育期比对照稍迟.在株高上，除了光身恢复系光恢1243所配组合具有一定的竞争优势外，其它光身恢复系所配组合株高均超出对照.在每穗总粒数、结实率上，大部分光身恢复系所配组合的竞争优势均较低，只有少数几个组合能稍微超过对照.但所有光身恢复系所配组合在单株穗数上均具有很强的竞争优势，平均超过对照都在25%以上，以光身恢复系光恢1242和光恢039表现突出，所配组合竞争优势平均值分别为71.5%和57.1%，其中钱江A和光恢1242组合超过对照109.1%，广抗13A和光恢039、谷丰A和光恢039、广抗13A和光恢1242等组合超过对照均在70%以上.不育系广抗13A和钱江A所配组合以有效穗的竞争优势最为突出，Ⅱ-32A和光身恢复系所配组合在播始历期上的竞争优势较差，生育期偏长.

表3 24个组合7个性状的特殊配合力效应Table 3 Effects of specific combining ability of 7 characters in 24 combinations

表4 24个组合7个性状的竞争优势Table 4 Competitive edge of 7 characters in 24 combinations

3 结论与讨论

3.1 光身恢复系杂交组合产量及相关性状的遗传特点

研究人员对杂交稻在各农艺性状配合力的分析中已经做了大量研究，总结了其相关农艺性状的遗传规律，但由于研究材料的不同，所得出的结果并不完全一致，存在一定的差异性［8－12］.本研究主要对三明市农科院新育成的光身稻恢复系进行配合力分析.结果表明，6个光身恢复系和4个籼型不育系配组，各组合间在每个产量性状上的差异以及组合间的特殊配合力方差均达极显著水平.单株产量性状主要取决于组合间的特殊配合力效应.结实率、每穗总粒数和播始历期性状取决于母本一般配合力效应和组合间的特殊配合力效应的作用，株高、单株穗数和千粒重性状同时受两亲本一般配合力效应和组合特殊配合力效应的影响，即同时受加性效应和非加性效应的作用.同时各亲本在所有相应性状中，一般配合力和特殊配合力的作用是相对独立而不受影响的，所以在用光身恢复系选育品种过程中，要同时考虑亲本的一般配合力效应和组合的特殊配合力效应.

3.2 亲本及其组合的利用价值

通过对6个光身恢复系和4个籼型不育系及其组合的配合力和竞争优势的结果分析，光身恢复系所配组合在单株产量上均具有很强的优势，有望配组获得较高产量的新组合，因而具有很好的应用前景.在恢复系中，以光身恢复系光恢039和光恢1242优势最强，主要突出表现在单株穗数和单株产量上，在以光恢039为亲本所配组合中，谷丰A和光恢039组合优势最强，单株穗数和单株产量的特殊配合力效应值最大，同时在相应的竞争优势上比对照超过76.77%和65.81%，增产显著;以光恢1242为亲本所配组合中，钱江A和光恢1242组合优势最强，单株穗数和单株产量的特殊配合力效应值仅次于谷丰A和光恢039组合，在相应的竞争优势上比对照超过109.1%和77、45%，数值最大，产量高.因而以光身恢复系所配组合在结实率、每穗总粒等性状较差的情况下，单株穗数却表现突出，使得产量有了显著的提高，具有很好的利用价值.

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