27个甘蔗杂交组合经济育种值评价

张 钰, 桃联安, 安汝东, 周清明, 董立华, 孙有芳,俞华先, 郎荣斌, 边 芯, 田春艳, 经艳芬

(1.云南省甘蔗遗传改良重点实验室/云南省农业科学院甘蔗研究所, 云南 开远 661699;2.云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站, 云南 瑞丽 678600)

生产食糖的主要原料为甘蔗[1],其在云南种植面积、产量和产糖量均居全国第2位[2]。甘蔗产业在云南边境地区的可持续发展,对当地农民脱贫致富有重要作用,同时作为替代种植作物,对维护地区社会安稳有重要意义[3]。近年来,由于云南甘蔗种植主栽品种种性退化、糖分增益慢等问题凸显[4],急需新的甘蔗品种替代,并加速推广应用[5]。

甘蔗新品种选育需要育种者长期坚持,积累大量的育种数据,综合评价其有效茎、茎径、株高、蔗糖分等农艺性状,还需选育出符合生产需要和经济效益好的品种。经济育种值(EBV)分析,兼顾各性状对产业产生的各方效益权衡,在多种性状的综合评价中,针对不同性状的改良,使某一目标性状提高相应幅度经济权重,以便用数量化的方法表达育种目标[6],是甘蔗育种中常用的遗传评价方法[7]。安汝东等[8]对含云瑞创新亲本的38个杂交组合F1代农艺性状进行经济育种值分析,筛选出2个父本和6个杂交组合经济育种值最高;姚丽等[9]借助R软件对 42个组合F1群体6个主要性状的变异系数、遗传力、配合力和经济育种值进行分析,结果表明,一般配合力和经济育种值表现较好的CP 亲本有8个,特殊配合力和经济遗传值分析表现好的组合4个;王勤南等[10]采用澳大利亚家系试验法,借助R软件对25个组合后代群体的5个主要数量性状进行遗传方差、遗传变异和经济育种值分析,筛选出优良的生产性母本与父本各2个,以及易选育出高经济效益的新品种组合5个。

本研究以27个杂交组合F1群体为供试材料,借鉴澳大利亚家系试验法[11]对株高、茎径、丛有效茎数、糖分、丛重和丛含糖量等6个主要农艺性状进行经济育种值分析,揭示27个杂交组合甘蔗亲本的遗传特点,科学准确筛选出优良亲本和组合,以期提高组合选配的效率。

1 材料和方法

1.1 材 料

通过亲本表现选配27个杂交组合(表1),参与测试的优良国内外亲本共有32个,其中母本18个,父本18个。

表1 27个杂交组合亲本信息Table 1 Parental information of 27 hybrid combinations

1.2 方 法

1.2.1试验设计

2017年3月将收获的杂交花穗种子进行播种,6月中旬定植于试验基地,试验基地位于云南省陇川县章凤镇基地内(海拔935 m,24°11′22.15″N、97°45′36.61″E),年均气温20 ℃。试验设计为3次重复,单行区的随机区组试验,3行小区,每个小区定植27个组合,每个组合随机定植20株,3个区共定植60苗,株距0.3 m,行长6 m、行距1.1 m,小区面积6.6 m2。

1.2.2试验的调查

大田试验管理和一般实生苗管理相同,新植实生苗砍收后留宿根,第二年进行宿根管理,到成熟期分别调查锤度、茎径、株高、丛有效茎数等性状,一个组合每丛调查3株,共20丛60个单株。

单茎重=株高×茎径面积×0.785 4;

丛重=单茎重×丛茎数;

糖分/%=(锤度×1.082 5-7.703)×100%。

1.2.3数据收集及计算

利用Microsoft Excel软件对株高、茎径、丛有效茎数、糖分、丛重和丛含糖量等6个农艺性状试验数据进行整理,并计算各性状的均值、极大、极小、极差、标准差和变异系数,采用R软件(R×64-3.2.5)对甘蔗重要性状的配合力及遗传力进行分析。针对组合的经济育种值,是一种货币形式的选择指数,由某一性状的遗传效应与该性状的加权系数决定。

EBV=∑BiWi

式中,Bi为性状i的育种值,Wi为性状i的经济权重。本试验的各农艺性状经济权重,参照邓祖湖等[12]的方法计算,即丛有效茎数、株高、茎径、蔗糖分的经济权重分别为373.3,7.2,159.8,278.4元。

2 结果与分析

2.1 遗传变异及其方差分析

通过对27个杂交组合F1群体的株高、茎径、丛有效茎数、糖分、丛重和丛含糖量等6个农艺性状进行遗传变异及方差分析(表2),可看出株高、茎径、丛有效茎数、糖分、丛重在组合、母本和父本中均表现出差异显著,说明组合、母本和父本都显著影响后代的株高、茎径、丛有效茎数、糖分、丛重。母本极显著地影响糖分,说明母本对后代的糖分影响非常明显。

表2 27个组合后代变异系数及方差Table 2 Variation coefficient and variance of offspring of 27 hybrid combinations

2.2 遗传力分析

从表3可看出,27个组合F1群体的株高、茎径、丛有效茎数、糖分、丛重、丛含糖量等6个农艺性状的平均遗传力分别为39.52%,37.39%,10.32%,43.98%,11.48%,11.44%,从大到小的顺序为:糖分、株高、茎径、丛重、丛含糖量、丛有效茎数,其中丛重、丛含糖量和丛有效茎数平均遗传力较低。组合、父本和母本的平均遗传力顺序为:组合>父本>母本,且组合6个农艺性状的遗传力均大于父本和母本,说明组合对杂交后代6个农艺性状遗传贡献最大。母本与父本相比较,母本对杂交后代茎径、丛有效径数、丛重和丛含糖量,遗传贡献大于父本,父本对杂交后代株高和糖分遗传贡献大于母本。

表3 6个农艺性状遗传力Table 3 Hereditary capacity of 6 agronomic traits

2.3 母本经济育种值分析

基于27个杂交组合F1群体,进行母本经济育种值分析,结果(表4)显示,参试的18个母本经济育种值大小顺序为:HoCP92-648、CP81-1254、科5、ROC1、粤糖94-128、CP84-1198、CP94-1100、云瑞05-292、桂糖02-901、云蔗05-51、柳城03-1137、德蔗93-88、粤糖92-1287、ROC25、ROC6、云蔗89-7、粤糖00-236、CP89-2143,母本经济育种值有9个为正值,其中经济育种值大于200元的亲本有4个,建议重点利用这4个母本(HoCP92-648、CP81-1254、科5和ROC1)。

表4 母本经济育种值Table 4 Economic breeding values of female parents

2.4 父本经济育种值分析

基于27个杂交组合F1群体进行父本经济育种值分析,结果(表5)显示,参试的18个父本经济育种值从大到小顺序为:桂糖92-66、CP-89-2143、云瑞99-601、桂糖00-122、粤糖00-236、云蔗05-51、内江97-128、桂糖96-211、云瑞10-463、ROC22、云蔗02-588、德蔗09-78、云瑞10-299、粤糖84-3、粤糖89-240、粤糖93-159、桂糖02-901、ROC25,有8个父本的育种值为正值,其中经济育种值大于200元的亲本有1份,建议对父本桂糖92-66进行重点利用。

表5 父本经济育种值Table 5 Economic breeding values of male parents

2.5 杂交组合经济育种值分析

基于27个杂交组合F1群体进行杂交组合经济育种值分析,结果(表6)表明,在参试的27个杂交组合中,其经济育种值正值的有13个,其余的14个为负值。由表6可知,经济育种值大于200元的组合有:科5×云蔗02-588、HoCP92-648×桂糖92-66、CP81-1254×CP-89-2143、桂糖02-901×ROC25、粤糖00-236×桂糖96-211、CP84-1198×粤糖00-236,其经济育种值分别为342.723元、320.940元、237.789元、225.004元、224.910元和217.520元,这6个杂交组合经济育种值高,可能选育出高经济效益的新品种,建议对这些组合加大力度使用。

表6 杂交组合经济育种值Table 6 Economic breeding values of male parents of family

3 结果与讨论

对27个组合F1群体遗传力分析结果表明,6个农艺性状平均遗传力从大到小顺序为:糖分、株高、茎径、丛重、丛含糖量、丛有效茎数。组合、父本和母本的平均遗传力顺序为:组合>父本>母本,说明组合对杂交后代6个农艺性状遗传贡献最大。母本与父本相比较,母本对杂交后代茎径、丛有效径数、丛重和丛含糖量,遗传贡献大于父本,父本对杂交后代株高和糖分遗传贡献大于母本;27个组合F1群体农艺性状经济育种值分析结果表明,在参试的18个母本中,HoCP92-648、CP81-1254、科5、ROC1等经济育种值高,可作为优良生产性母本。18个父本中,桂糖92-66可作为优良生产性父本。在27个杂交组合中,科5×云蔗02-588、HoCP92-648×桂糖92-66、CP81-1254×CP-89-2143、桂糖02-901×ROC25、粤糖00-236×桂糖96-211、CP84-1198×粤糖00-236等6个组合经济育种值高,可能选育出高经济效益的新品种,建议对这些组合重点利用。