水稻千粒重的遗传研究

寻培之，沈村义，刘建丰

（1.湖南省浏阳市农业局，湖南 浏阳 410300；2.湖南农业大学水稻所 ，湖南 长沙 410128）

构成水稻产量的三要素是穗数、每穗实粒数和千粒重。随着20世纪50年代末60年代初矮化育种和70年代杂交水稻育种的成功应用，水稻产量依赖单位面积上穗数的增加而使产量大幅度提高。但随着施肥水平的提高，靠穗数增加而增产的作用越来越小。近年来的超高产育种着重培育偏大穗的品种和杂交稻组合，也有研究者认为，在超高产育种中,首先应考虑品种(组合)的分蘖力和成穗率,一定穗数的基础上,尽量提高粒重,而片面强调大穗是不恰当的。有研究者认为，应在保证一定穗数和粒数的基础上，以提高粒重为重点突破口，力争使千粒重达到35～40 g。已有研究表明，水稻千粒重每提高1g，可增加产量400.1 kg/hm2。因此有必要对水稻大粒种质资源以及粒重的遗传规律进行深入研究。粒重的遗传，过去已有很多研究，都认为粒重受多基因的加性效应所控制。符福鸿的研究结果表明，粒重性状同时受父母本的影响。沈锦骅的研究表明，粒重性状的遗传率较高。石春海和申宗坦认为粒重以显性效应为主。但前人对杂交水稻千粒重性状的遗传研究较少。该研究旨在了解千粒重性状的遗传规律，为杂交水稻超高产育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

不育系:龙S 、C815S、培矮64S、和A、金23A、H28A、898A、Ⅱ32A；恢复系:9311、R196、R115、26H116、26H479、26H132、26301、26071、明恢63、R527、特籼占13和R358。利用不育系和恢复系配制杂交组合18个。遗传力研究采用大粒亲本26301（千粒重为30.89 g）和小粒亲本特籼占13（千粒重为19.97 g）的F2代和F3代的千粒重数据进行分析。

2007 年在湖南农业大学试验田按一季晚稻栽培季节要求分别种植所有的亲本和杂种F1。每小区种植10×10株，随机排列，重复3次。移栽时，每穴一株，每小区3 行，株行距为20 cm×20 cm，小区间空一行作走道。试验地肥力中上水平，地力均匀，田间管理及时、一致。成熟后取每小区中间5株，充分风干后脱粒，晾干至水分含量为13.5%时随机取饱满粒1000粒称千粒重，重复3次,误差超过1%时重新称取。不育系千粒重以保持系的千粒重代替。

1.2 试验方法

2007年种植大粒亲本26301与小粒亲本26071的F2群体，称取59个单株的千粒重。2008年种植59个单株的株系，每株系种植11株，成熟后取10个单株完全风干称取各单株千粒重，方法同前。

显性度(h)用来分析F1的显性程度，采用势能比法测定:h=2（F1-MP）/(P1-P2)。 均亲优势率（%）=100×（F1-MP）/MP。超亲优势率（%）=100×（F1-P1）/P1, 其中F1为杂种一代值、MP为双亲平均值、P1为大值亲本值、P2为小值亲本值。广义遗传力H2按方差分析法估算:H2=Vg/Vp=(V1-V2)/[V1+(r-1)V2]，其中V1为品种(组合)间方差、V2为误差、Vg为遗传方差、Vp为表型方差、r为重复数。采用DPS数据处理系统软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 杂种一代千粒重性状的方差分析和遗传力

对18个组合杂种一代籽粒千粒重性状进行方差分析（表1），结果表明:千粒重性状的品种间差异达到极显著水平，说明品种间千粒重存在明显的基因型差异。进一步利用方差进行广义遗传力估算，得出的广义遗传力值H2为98.96%。以特籼占13（小粒）/26301（大粒）组合的杂种F2代和F3代的籽粒千粒重数据进行相关分析，得出的相关系数为0.825，也就是遗传率为82.5%。由此可见，水稻千粒重的遗传力较高，这与前人的研究结果一致。意味着在大粒亲本材料选育过程中需要在低世代进行选择。

表1 杂种一代粒重方差分析表

2.2 杂种一代千粒重的优势表现

从表2可以看出，均亲优势率-5.48%～9.50%，其中10个杂交组合表现正向均亲优势；15个组合的超亲优势率是负值，其余3个组合表现不同程度的正向超亲优势。显性度代表双亲配组后杂种一代产生的相对优势和显性效应，但显性度值的大小并不代表优势的大小，因为当母本和父本值相差越小时显性度的值越大。因此可把︱h︱﹥1时，看作F1有超显性效应；当0＜h＜1时，为正向部分显性；当-1＜h＜0时，为负向部分显性；当h=1或-1时，为正向或负向完全显性。由此可见，参试的18个杂交组合中只有3个组合表现超显性效应，7个组合表现正向部分显性效应，其他组合均表现负向部分显性效应。

由此可以得出结论:杂交一代千粒重大部分情况下会超过双亲平均值，并偏向大值亲本，但很少会超过大值亲本，极少数情况下会出现超显性效应。

3 结论与讨论

表2 杂种一代与其亲本的千粒重

在杂交稻推广前，常规品种植株大多偏高、穗数偏少，那时增加穗数是增产的主要途径，而杂交稻的主要优势是分蘖力强、有效穗多，因此而获得产量的大幅度提高。随着施肥水平的提高，靠穗数增加而增产的作用越来越小，因此近年来的超高产育种偏重于粒数的增加。但随着一些大穗型水稻品系的育成，在稳定一定数量穗数的基础上，提高粒重应是水稻超高产育种策略的侧重点。而要大幅度提高杂交稻的千粒重，必须重视父母本千粒重的提高，因为大部分杂交一代的千粒重高于父母本平均值，并偏向大值亲本。在大粒水稻亲本选育过程中，应该在早世代着重对粒重性状进行选择。

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