烤烟主要农艺性状及化学成分杂种优势分析

潘 著，戴林建,2*，吴成林，钟 喜，舒翠华

(1 湖南农业大学农学院，长沙 410128；2 湖南农业大学烟草工程技术研究中心，长沙 410128)

杂种优势的利用已成为提高作物产量和品质的一条重要途径[1,2]。 目前，杂种优势在小麦、玉米、水稻等主要粮食作物上的应用广泛[3～5]，但在烟草上的利用发展相对缓慢[6,7]。国内外对烤烟杂种优势的研究多集中在成熟期的农艺性状和烤后烟叶产量、质量等方面，而对生长过程中农艺性状的动态变化及化学成分杂种优势等的研究尚未见系统报道。笔者研究了烤烟杂种优势在不同时期的变化规律，以为改进烤烟大田管理措施，突出烤烟杂种优势提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试品种(系)：母本：MS云烟85，MS云烟87，MS长脖黄，MS101，MScoker176；父本：GK2，GK3，GK5，GK7，GK8[8]；F1：MS101×GK2，MScoker176×GK3，MS长脖黄×GK5，MS云烟85×GK2，MS云烟87×GK7，MS云烟87×GK8；对照品种：K326。

1.2 试验设计

试验在中国烟草中南农业试验站湖南农业大学基地进行。于2009年配置杂交组合，选健株收种。2010年1月3日播种，漂浮育苗，3月27日移栽。田间设计为随机区组设计，每区组17个小区(10个亲本，6个组合，1个对照品种)，3次重复，共51个小区，小区面积为20 m2，每小区30 株。烟地为烟—稻轮作田，土壤肥力中等，田间管理按当地优质烤烟栽培技术实施。

1.3 测定项目及方法

从移栽开始，每周进行1次测量，共测量10次。每次每小区均随机选5株长势基本一致的烟株，考查亲本、对照及F1株高、叶数、叶长、叶宽、节距及茎围6个常用农艺指标。

1)株高：自地表茎基处至茎部顶端高度；在打顶后为茎顶端到地面的高度；现蕾期以前的株高，为自地表茎基处至生长点的高度。

2)茎粗：在株高约1/3处测量茎的周长。

3)节距：在株高1/3处测量上下5个叶位(共测量10个节距)的平均长度，前期叶数较少时测量上下2到3个叶位的平均长度。

4)叶数：分有效叶数和着生叶数两种。有效叶数是指实际采收的叶数。着生叶数是指自下而上至第一花枝处顶叶的叶数。本试验叶数打顶前为着生叶减去2到3片无效脚叶，打顶后为有效叶数。

5)叶长与叶宽：叶长为自茎叶连接处至叶尖的直线长度；叶宽为以叶面最宽处与主脉的垂直长度。本实验叶长、宽为最大叶长、宽。

选取中部桔黄3级原烟(C3F)，按王瑞新[9]所述方法测定其总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾和氯含量。

基于以上测量结果，求出各时期、各性状的平均值。杂种优势及对照优势按如下方法计算：

式中：F1为杂种一代性状均值，HP为双亲中大值亲本均值，CK为对照品种(K326)性状平均值。

2 结果与分析

2.1 试验组合主要农艺性状(成熟期)的双亲差异

从表1可以看出，试验所用杂交组合亲本之间存在较大差异，6个组合的叶宽、节距双亲差异均达到极显著水平；除MS云烟85×GK2双亲叶数差异达显著水平外，其余组合双亲叶数差异均达极显著水平；其他性状也仅有1～2个组合双亲差异不显著。

表1 试验组合主要农艺性状双亲差异(%)

2.2 烤烟杂种一代农艺性状杂种优势动态变化

2.2.1 株高优势动态

从株高优势的动态(表2)来看，6个组合对照优势的变化规律基本一致。前期相对较小，其中MS101×GK2、MS长脖黄×GK5和MS云烟87×GK7前期优势为负向；中、后期所有组合均表现为极显著的正向优势；所有组合前期超亲优势均为负向，随后负向优势减小。由此可见，杂种一代的株高优势总体表现为逐渐增加，移栽后第4～6周是株高优势增加最为明显的时期。

表2 株高优势动态变化(%)

2.2.2 叶长优势动态

从叶长优势动态(表3)来看，除MS101×GK2移栽前期对照优势为负向外，其余组合整个调查期内基本都表现为显著正向优势，且在移栽后4～9周表现更为突出，但到第10周，即打顶后约1周后，所有组合对照优势均未达到显著水平。叶长超亲优势的变化规律较复杂，组合间差异较大，但在移栽后第9～10周以负向优势为主。从所研究的6个组合来看，杂种一代叶长与K326相比均只在打顶前优势显著；移栽后第4周及第9周左右是其叶长优势发生明显变化的主要时期。

表3 叶长优势动态变化(%)

2.2.3 叶宽优势动态

由表4可知，叶宽对照优势的变化规律与叶长相似，移栽前期小，中期大，后期又减小，呈倒“V”型变化曲线。对照优势与超亲优势的变化有一定的差异，主要表现在，二者前期差异不大，但到大田中期(移栽后4～8周)，几乎所有组合的对照优势均大于其超亲优势，而到后期，除MS101×GK2、MS长脖黄×GK5的超亲优势为显著负向优势，小于其对照优势外，其余组合超亲优势均大于其对照优势。与叶长相比，在移栽10周后，叶宽的负向对照优势更为显著。由此来看，杂种一代叶片有变得相对狭长的趋势。

表4 叶宽优势动态分析(%)

2.2.4 茎围优势动态

从茎围的优势动态(表5)来看，除组合MS长脖黄×GK5、MS云烟85×GK2在前期即表现显著正向对照优势外，其余组合均表现为负向优势；而到移栽4～5周后，茎围的对照优势基本都达到正向显著水平。组合间超亲优势的变化规律则差异较大，变化主要也是发生在移栽后的第4～5周。

表5 茎围优势动态变化(%)

2.2.5 节距优势动态

从节距优势动态(表6)来看，在移栽前期，节距的正向对照优势显著，移栽中期负向优势显著，移栽后期，优势变为正向且大小与前期较为接近，呈“V”型变化。超亲优势则在移栽后前8周都表现为显著负向优势，而在第9周则全表现为显著正向优势；除MS长脖黄×GK5和MS云烟87×GK8在第10周为负向外，其余组合均为正向。由此来看，在后期，杂种一代节距的优势极显著，通过杂交来增加烟株节距是容易实现的。

表6 节距优势动态变化(%)

2.2.6 叶数优势动态

从叶数优势动态(表7)来看，杂种一代叶数的对照优势变化较明显，且波动较大。移栽后前4周正向优势显著，第5～6周变为负向，第7～8周又有4个组合变为正向，2个组合负向优势减小，第9～10周6个组合均为负向，呈倒“N”型变化曲线。除MS长脖黄×GK5、MS云烟87×GK8超亲优势前期为正向外，其余组合均为负向；移栽后 9～10周 6个组合均表现为负向。从所研究的6个组合来看，杂种一代的叶数在后期负向优势显著，选择杂交亲本时需慎重对待少叶型亲本。

表7 叶数优势动态变化(%)

2.3 烤烟杂种一代化学成分优势分析

2.3.1 上部叶化学成分优势分析

由表8可知，杂交组合的糖含量优势较为显著，但方向不一，有正有负；而总氮、烟碱和蛋白质的含量，则分别有5、4、4个组合表现为极显著的正向优势；而与较高亲本相比，这些成分的含量变化较大，增减不一；与对照相比，6个组合钾含量正向优势均达到极显著的水平，而氯含量的负向优势均达到显著水平；而与较高亲本相比，4个杂交组合的钾含量显著降低。其中组合MScoker176×GK3总糖、还原糖及钾含量显著高于对照及亲本，而总氮、烟碱、蛋白质和氯含量则较对照及亲本低，利用潜力较大。由此来看，杂种烤烟有增加氮含量及含氮化合物(如烟碱、蛋白质)的趋势，这需要在选配杂交组合时慎重对待。另外，F1钾含量显著高于对照K326，但与较高亲本有一定差距，则可能主要是因为试验所选亲本之一为经选育的钾高效基因型品系。

表8 烤烟杂种一代上部叶主要化学成分含量的杂种优势及其显著性(%)

2.3.2 中部叶化学成分优势分析

由表9可知，F1中部叶的优势与上部叶优势总体方向差异不大；其中 MScoker176×GK3、MS云烟87×GK8糖含量较对照正向优势显著，其余组合为负向优势或正向优势不显著。除MScoker176×GK3烟碱含量低于对照外，其余组合的总氮、烟碱、蛋白质和钾含量较对照显著增加；氯含量均显著低于对照。与较高亲本相比，杂交一代糖含量、氯含量多为负向优势；总氮、烟碱和蛋白质则以正向优势为主；钾含量优势不一，3个组合高于高亲，3个组合低于高亲。

表9 烤烟杂种一代中部叶主要化学成分含量的杂种优势及其显著性(%)

2.3.3 烤烟杂种一代下部叶化学成分优势分析

由表10可知，F1组合之间下部叶主要化学成分含量差异较大，MScoker176×GK3和MS云烟87×GK7糖含量显著高于对照及高亲，MS云烟85×GK2显著高于对照；MS101×GK2的总氮、烟碱及蛋白质显著低于对照及高亲，其余组合总氮、蛋白质则高于对照及高亲，MScoker176×GK3和MS云烟87×GK8烟碱含量显著低于对照及高亲，MS云烟 87×GK7的烟碱含量显著高于对照，但低于高亲；所有组合钾含量的对照优势显著，超亲优势组合间差异较大；除组合MS长脖黄×GK5、MS云烟87×GK8氯含量正向超亲优势显著外，其余组合均表现为负向优势。

表10 烤烟杂种一代下部叶主要化学成分含量的杂种优势及其显著性(%)

3 小结与讨论

a．杂种优势的大小，大多取决于双亲性状间的相对差异和互补程度[10]。笔者认为，选择有一定差异的亲本作杂交试验能在一定程度上减少试验测量误差，提高试验数据反映F1与亲本及对照差异的准确性。

b．烤烟杂种一代农艺性状的对照优势显著，但不同性状、不同时期、不同组合的表现存在很大的差异，一般在移栽后的第4～5周优势变化最为明显，如株高、叶长等，合理有效的调控好这个敏感时期的水肥等对突出优势将有更显著的作用。

c．从不同性状在不同时期的优势表现来看，F1有提早进入和提早结束旺长期的趋势，使得其优势在旺长期表现突出，而随后由于生长速度相对变慢，优势也逐渐变小。这种生长期相对集中可能是造成糖分积累较少，叶数偏少的原因。另外，F1有节距增大，株高增加但叶数减少，表现为“株高叶稀”的趋势。叶片性状也有趋于相对狭长的现象。可以根据不同性状的快速生长时期的不同，而对水肥进行调控，从而使相应性状最大限度地满足选择需要是可能的。

d．F1部分性状的优势虽然在大田期中期有较大变化，但移栽时的优势大小基本反映了该性状成熟期的优势大小，如叶宽和茎围与K326的对照优势，如要对这些性状进行选择，初期的表现即具有较强的代表性。

e．从这些优势的变化动态来看，杂交烤烟的优势并不是在生长初期表现出来，而是在生长中后期才显著的表现出来，有的甚至到生长后期才表现出来，出现这种现象的原因可能是杂交后代某些基因(亲本一方或两方均没有或没有表达的基因)在生长过程中的选择性表达，或者是不同基因型，不同性状对不同环境的适应性不同。由于本试验年限及地点有限，各原因对优势影响的大小尚需要进一步研究。

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