几个外省冬小麦亲本产量性状遗传力和配合力分析

　摘要：小麦在我国有着重要的地位，小麦是我国主要的粮食作物之一，为了选育出优良的小麦品种，进一步研究其遗传力与配合力，选用LB-3、JX-11、LXH-1、汝麦076、洛旱7号、济麦22、青麦6号、泰农18、青丰1号为研究亲本，采用不完全双列杂交法，一共选配出了20个杂交组合，并对杂交后代的的农艺性状株高，穗长、结实小穗等进行观测。以大田平均数进行相应的分析，并在其基因型等生物水平上对其弄一行配合力进行分析，测量其配合立方差其相对应的效应值。本次试验显示，泰农18是所有性状都比较优异的亲本，它的一般配合力都挺高。再者汝麦076 和LXH-1千粒重是提高千粒重的优异亲本。结合特殊配合力效应值分析，组合JX-11×泰农18、汝麦076×青丰1号、洛旱7号×泰农18也可以作为高产量育种的亲本材料。

　关键词：小麦；农艺性状；配合力；方差；遗传力

　　1.绪论：

小麦是中国乃至世界的主要粮食之一，相比较普通的小麦品种，良种小麦的适应性、产量、抗病能力等方面有着显著的又是，选育良种小麦，有利于提高我国小麦的产量，随着我国国民水平的不断提高，不再局限于以前的吃饱，而更多的追求其粮食品质，良种小麦的选育与推广，能够大大满足国民的量上的需求即缓解我国粮食供应压力和质上的要求。现如今育种技术的提高，让我们有了选育优良小麦品种的技术，小麦新品种的选育除了双亲要具有优多弊少的特点之外，还需要具有合适的配合力和遗传力，小麦农艺性状的遗传力和配合力是除去环境因素以外决定小麦遗传的重要因素。小麦优良品种的选育，需要对小麦各个性状的遗传力和配合力进行深度的研究。而通过对小麦的各项农艺性状如株高、穗长、结实小穗、穗粒数、穗粒重千粒重等的观察与记录，并对其进行配合力测定以及方差分析，可以研究出杂种后代的优良性状是否取决于亲本的优劣。也就是说，小麦的配合力和遗传力对于研究小麦育种有着相当重要的作用。

　1.1小麦配合力和遗传力：

配合力包括一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA），一般配合力指两个亲本对其后代的性状中的影响作用，简单来讲就是一加一等于几的问题。受加性效应的影响。特殊配合力指亲本后代表现型与两个亲本的性状的差异。受非加性效应的影响。受加性效应影响的性状说明亲本这个性状遗传给后代的能力强，能够稳定地遗传给子代。王瑞等认为基因加性效应可作为纯系品种选育利用，非加性效应可作为杂种小麦选育利用。[1]亲本配合力是决定优良性状遗传给后代的主要影响因素[2]。当一般配合力一定时，特殊配合力方差越大，其后代出现突破双亲本的可能性越大即更容易出现某种性状大于亲本的后代材料。

遗传力是指亲本的某一些性状遗传给后代的能力，如果亲本的某一优良性状遗传力高，那么它的后代的这个性状也会很优良。我们在研究中可以根据遗传力来进行搭配亲本，从而获取适合的杂交组合，选育出各项性状均优异的品种。

1.2小麦的农艺性状：

本次我们进行测量的农艺性状包括株高、穗长、结实小穗、穗粒数、穗粒重、千粒重以及单株产量来对小麦的配合力进行研究分析。

株高是指小麦根茎部到小麦主茎顶部的高度，经杨学举等人研究发现小麦株高与小麦的千粒重与籽粒饱满程度呈极显著相关，植株越低，小麦植株的早衰级别越高，千粒重越低因此导致小麦产量的减少；株高也与小麦的抗倒伏相关[3]。穗长顾名思义，就是穗的长度。结实小穗和穗粒数：结实小穗和穗粒数对小麦的影响就如同果树结果一般，如果小麦穗是空秕，则是无意义的。赵倩等人认为同一个小麦品的穗粒数和亩穗数这两个产量构成因素基本一致的情况下，籽粒越饱满，其籽粒产量越大。[4]因此结实小穗对产量有着相当重要的影响。穗粒重就是穗的克数，穗粒重在一定程度上影响着产量，是一项重要的产量指标。千粒重顾名思义就是指一千粒籽粒的重量。千粒重是用来检验小麦种子是否符合人们的要求，如果千粒重过低，它的产量也会受到严重的影响。总之，千粒重对小麦的产量有着重要的影响。此外，单株产量的研究也相当重要。

2材料与方法

　　2.1亲本的试验研究

　　2.1.1试验研究与方法

本次试验的地点是在莱阳试验站旱池东边进行的，试验站位于 120.6°E、36.8°N，属暖温带半湿润季风气候。此 种气候下小麦的生长周期往往较长，在这次的小麦育种中，选择防雨旱地，所选 择的土壤为潮棕壤土，所选择用的 PH 值为 6.8，土壤田间持水量 25.1%，全氮 含量 0.764 mg/g，速效磷 42.17 mg/g，速效钾 78.2 mg/g，有机质含量 14.2 mg/g，容重1.32 g/cm3。本次试验选用LB-3，JX-11、LXH-1、汝麦076、洛旱7号作为母本，济麦22、青麦6号、泰农18、青丰1号作为父本，采用5×4不完全双列杂交法，测定株高、穗长、结实小穗、穗粒数、穗粒重、千粒重、单株产量几个性状。

　2.1.2亲本的选择

表1.父本与母本的来源

表2.杂交亲本各性状平均值

表3.不同组合F1各性状的平均值

　2.1.3统计分析方法

本次试验采用的是固定模型分析法，对杂交组合进行性状方差分析，计算出相应的方差值在进行数据分析。

2.1.4部分产量配合力方差分析

表4.部分产量配合力方差分析

注：*为显著，**为极显著

由表4可知，组合间在各个性状上的差异为极显著水平，母本×父本在结实小穗上差异为显著水平，其他性状上的差异为极显著水平，在千粒重和株高、单株产量上更加明显。

　2.1.5一般配合力（GCA）效应分析与亲本评价

表5.亲本7个农艺性状一般配合力相对效应值

由表5可知，一般配合力在亲本一定的情况下，各性状的差异十分明显，在亲本不同的情况下，同一性状上的差异也十分明显，对于株高，应该选择一般配合力低的品种，因此亲本JX-11为最佳，为-9.31，其结实小穗和穗粒数的一般配合力较高，分别为6.84、8.25。泰农18的株高一般配合力也较好，为-6.17，其穗粒数和穗粒重的一般配合力也很高，为23.02和27.28，其中泰农18的穗粒数的一般配合力是所有亲本中最高的，适合作为以穗粒数为育种目标的亲本选择。

对于单株产量，应该选择一般配合力高的品种，亲本汝麦076和泰农18的一般配合力大大高于其他品种，因此该两品种可作为产量育种的目标品种，其中泰农18的穗长和结实小穗以及株高的一般配合力为负值，其他的均为正数，因此，泰农18除穗长和结实小穗一般配合力不是很理想以外，其他性状的一般配合力较为理想，其单株产量的理想程度仅次于汝麦076。

对于穗长，济麦22和LXH-1、青麦6号的一般配合力均较高，其中济麦22最高，为6.92，LXH-1和青麦6号为5.74和5.34，按照邹少奎等人的试验理论，选用这这三种作为亲本，有利于增加杂交后代的单穗长度，选育出大穗型新品种[5]。

对于千粒重，亲本的一般配合力由小到大的顺序为：青丰1号，JX-11，青麦6号，LB-3，泰农18洛旱7号，济麦22，LXH-1，汝麦076。观察穗长发现，济麦22号的一般配合力最高，为6.92，青丰1号的一般配合力最低，为-8.14。结实小穗的一般配合力最低的是汝麦076，为-7.19，显著低于其他品种。

根据龙增栋[6]等人的研究，如果一个品种大多数性状，一般配合力都很好，这意味着基因的加性效应对其影响很大，是一个优异的育种亲本。因此通过本试验结果中对各性状一般配合力的观察，其中泰农18和汝麦076是较为理想的亲本品种。

2.2杂交本的试验研究

特殊配合力受到非加性效应即基因的显性效应和上位性效应控制[7]判定一个亲本是否有育种价值，需要研究其一般配合力效应和特殊配合力效应的方差，当一个亲本的一半配合力效应高，特殊配合力效应方差高，说明其亲本遗传能力强，同时其杂交本的变异度大，容易得到理想的品种类型。[8]也就意味着出现突破性材料的可能性更大。

2.2.1亲本组合特殊配合力相对效应值分析

表6各组合间特殊配合力相对效应值sij

卢超等人认为特殊配合力的效应值越大，其亲本后代在该性状上的增大趋势越强[9]结合表6可知，在株高方面，我们应该选择特殊配合力效应值低的杂交组合，从表中可发现，LB-3×青丰1号的特殊配合力效应值最低，为-19.36，其次为汝麦076×泰农18，其效应值为-18.35，因此，如果以株高为目标形状，这两种杂交组合最为合适。

如果以穗长为育种目标形状，应选择特殊配合力效应值高的，使得两亲本杂交之后后代能够突破双亲，有利于长穗小麦的产生，根据表6可看出，特殊配合力效应值最高的是9.61，对应的亲本是汝麦076×青麦6号其他的大多数在0~1之间，还有的为负数，最低的为-9.32，对应的亲本组合为JX-11×青麦6号。

如果以结实小穗为目标形状，由表可知，结实小穗亲本组合特殊配合力效应值最高的为12.40，对应的最优亲本组合为LXH-11×济麦22。

对于穗粒数，其特殊配合力效应值最大为15.12，对应的最佳亲本组合为LB-3×济麦22，其次为JX-11×泰农18的14.48，最低值-18.63，对应的亲本组合为LB-3×青麦6号。

对于穗粒重，最优的亲本组合为洛旱7号×泰农18，其值为18.40，此组合为以穗粒重为育种目标的最佳组合。

对于千粒重，最佳组合为特殊配合力效应值为22.76的汝麦076×青丰1号，其次为洛旱7号×泰农18。

对于单株产量，最佳组合为汝麦076×青丰1号，其他两个组合洛旱7号×泰农18和JX-11×泰农18，两个组合的特殊配合力效应值仅次于最佳组合。

其中洛旱7号×泰农18杂交组合的各个农艺性状的表现良好，JX-11×青丰1号虽然在其他性状表现良好，但其株高表现较差。此外，同一亲本和其他不同的亲本进行杂交后，所产生的后代的特殊配合力效应值差距也很大，如汝麦076，在和青丰1号进行杂交时，其单株产量的特殊配合力效应值为46.31，但当其与济麦22进行杂交时，其特殊配合力效应值达到-40.92，差距非常大。再如汝麦076的一般配合力高达48.66，济麦22的一般配合力为-7.65，青丰1号的一般配合力为-20.20，这说明一般配合力高的亲本，进行杂交后产生的后代的特殊配合力效应也高。

　2.2.2各产量性状方差理论成分、配合力及遗传力分析

为了了解基因加性效应和非加性效对子代F1的性状的影响，我们对各个性状的遗传力和配合力进行方差计算分析。

表7.各产量性状方差理论成分、配合力及遗传力

根据表7，7个性状的广义遗传力由大到小的顺序是：千粒重，穗粒重，单株产量，株高，穗粒数，穗长，结实小穗。狭义遗传力的由大到小的顺序是：穗粒重，穗粒数，千粒重，结实小穗，单株产量，株高，穗长。它们的广义遗传力都在50%以上，说明杂交本F1的差异以基因遗传为主。

穗粒数、穗粒重、千粒重的一般配合力都在60%以上，狭义遗传率在50%以上，表明基因加性效应对这些性状的影响要比非加性小樱的影响要大，又意味着亲本遗传给后代的能力强，所以F1的性状能较大程度上遗传给F2，也就是说F2的性状多多少少能够表现出其亲代也就是F1代的性状，因此可以进行有效的早代选择。结实小穗的狭义遗传率为58.89%，也属于较大的狭义遗传率数值，因此结实小穗性状也可以进行早代固定。株高、穗长、单株产量其狭义遗传力分别为19.61%、9.78%、47.00%，一般配合力要比特殊配合力小很多，由此可见这些性状主要受到非加性效应的影响，相比较其他性状，这些性状不适合进行早代选择。

遗传力说明的是亲代传递给后代性状的能力，因此遗传力越大，说明其亲代遗传给后代的能力越稳定。除了本次试验进行的性状遗传力分析外，张文英[11]等人，通过对小麦的遗传力分析来选育抗旱品种，并表明亲本之间的组配方式和后代选择的适宜时间和方法可以根据性状遗传力的大小。

　3.讨论与结论

在上面的一般配合力效应分析上看，泰农18和汝麦076是比较优异的亲本材料，从特殊配合力效应分析上看，洛旱7号×泰农18，JX-11×青丰1号，LB-3×泰农18，,LB-3×济麦22为综合表现突出的组合。由此可见泰农18是一个优良的高产育种材料，它具有较高的致矮力[12]，穗粒数，穗粒重，千粒重，单株产量的一般配合力较高，除去穗长和结实小穗，其他的性状综合性强，适合当优良的育种材料。根据研究，一般配合力、特殊配合力两者之间存在着某种关系，一般配合力高的亲本，其杂交组合的有极大可能性出现特殊配合力大的杂交后代。就这个结论而言，我们可以选择一般配合力较高的亲本进行杂交，可以省去一些不必要的杂交组合，省去不必要的人工精力和育种时间。一般配合力受限于加性效应，而特殊配合力受限于非加性效应，从研究中表明，株高、穗长、结实小穗、单株产量这些农艺性状主要受限于非加性效应，而穗粒重、穗粒数这2个农艺性状受限于加性效应。可以进行早代的选择。千粒重主要受限于加性效应，但不能否认非加性效应也在其中起着作用。

小麦的产量受多种因素影响，因此不能只看单一形状，要选择综合性状优异的亲本材料作为育种材料，同时，要根据一般配合力和特殊配合力来进行选择。例如JX-11，虽然他的株高一般配合力最低，为-9.31，但是其千粒重、穗粒重、单株产量的一般配合力皆为负值，因此不能作为高产亲本育种材料，LXH-1的千粒重一般配合力为18.76，仅次于汝麦076，但是其单株产量的为-21.27，数值很低，因此也不能作为高产亲本的材料。

如前面提到的汝麦076，在和青丰1号进行杂交组合时，其单株产量的特殊配合力效应值为46.31，但当其与济麦22进行杂交时，其特殊配合力效应值达到-40.92，差距非常大。但汝麦076的一般配合力高达48.66，济麦22的一般配合力为-7.65，青丰1号的一般配合力为-20.20。龙增栋、欧俊梅等人认为[6][10]高特殊配合力中会有一个一般配合力高的亲本，然而，在我们的试验当中，性状单株产量中，汝麦076和泰农18都具有非常高的一般配合力，分别为48.66和35.32，但当二者进行杂交后的特殊配合力，却只有6.64，反而和一般配合力只有-29.71的青丰1号进行杂交后，特殊配合力为20个杂交组合当中最高的一个组合，这与前人结论不符，李伟，郑有良[11]等人通过对小麦株高和千粒重进行配合力的分析结果也说明了类似的观点，他们认为特殊配合力效应值最高组合并不一定出现在有着最高一般配合力亲本的组合中。也就是说两个亲本中有一个一般配合力最大，但产生的杂交本的特殊配合力效应值却不一定是最高的。姚国才[13]等人认为，这是因为供试材料的不同导致。总之，小麦农艺性状受到两种配合力的共同作用。

对小麦品种进行配合力和遗传力分析，有利于研究小麦的遗传规律，从而选育出适应当前作物育种的要求的品种小麦，增加小麦的种质资源，从而满足人们的需求。小麦的选育中亲本的选择是关键，因此要十分重视。本次试验的各个杂交亲本没有十分完美的组合，但在选择过程中我们应当选择综合性状优异的组合，即在育种过程中应该保证综合性状优良。

　4.展望

小麦的配合力和遗传力研究，有利于从众多普通品种小麦种选育出具有双亲优异性状甚至超越双亲形状的杂交种。因此，小麦配合力和遗传力的研究在育种上有着重要的地位和作用。优异的小麦品种是经过众多科研人员的努力而选育出来的，过程十分漫长，但是在这些研究当中，数据并不如人意，数据上的困惑使得我们产生一个个的问题，需要众多的组合搭配以及数据对比，才能选育出我们心目中的优良品种。而在处理数据的时候，我们不仅要做到科学的严谨态度，同时也要在分析数据的时候增加一点主观性。毕竟完美的数据是不会那么容易出现，因此，我们应该结合自己的研究与前人的经验，积极地开掘自己的思路，不断地进步，不断地获得新的知识力量。在未来的日子中，我相信对于小麦配合力和遗传力的研究，一定会踏上新的层次。

    参考文献

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[11]张文英，柳斌辉，彭海城等.冬小麦抗旱性状遗传力分析，2009，27（3）：44-47

[12]李伟，郑有良，兰秀锦等.小麦新品种（系）配合力和遗传力分析，[J]四川农业大学学报，2003,21（3）：201-204

[13]姚国才，姚金保，杨学明等，江淮下游地区小麦主要农艺性状的配合力及遗传力分析，[J]南京农专学报，2001,17（3）：9-16

几个外省冬小麦亲本产量性状遗传力和配合力分析

价格 ¥9.90 发布时间 2023年4月30日

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