矮秆糯小麦农艺性状遗传研究

欧俊梅 王治斌 任勇 陶军 周强 李生荣 雷加容

矮秆糯小麦农艺性状遗传研究

欧俊梅 王治斌 任勇 陶军 周强 李生荣 雷加容

(四川省绵阳市农科院，四川绵阳621023)

为了深入了解矮秆糯小麦材料的遗传规律，以4个矮秆糯小麦材料为母本，5个高产小麦为父本，采用不完全双列杂交设计，对小麦13个农艺性状进行遗传分析。结果表明:13个农艺性状的表现都是由加性和非加性基因共同决定的。13个性状遗传力均较高，除倒3节间长、倒4节间长、倒5节间长、退化小穗和千粒重5性状外，其余性状主要由加性基因决定。除结实小穗外，其余各性状的GCV均较大，表明对其选择和改良的潜力较大。

矮秆;糯小麦;农艺性状;遗传

四川盆地具有高温、多湿、日照少的气候特点，小麦植株生长繁茂，株高叶大，抗倒伏力较弱，个体与群体之间的矛盾较大，严重制约产量的进一步提高。同时许多研究表明［1－3］，糯小麦的农艺性状不够理想，植株偏高、穗小、穗粒数少、千粒重较低等缺点，不能在生产上直接利用。因此，选育矮秆糯小麦材料对于克服以往糯小麦植株偏高、抗倒性差的缺点，实现四川糯小麦高产株型育种具有重要意义。本文针对我们选育的几个矮秆糯小麦材料，探讨株高及各节间长度与产量性状配合力等遗传研究，以期为糯小麦高产育种提供参考。

1 材料和方法

试验在本所试验田进行，2010年选用本所选育的具有不同遗传背景的抗条锈矮秆糯小麦材料为母本，编号为P1、P2、P3、P4，以株型各不相同的高产品种川麦53、川麦42、川06品18、绵麦46、川麦51等5个材料为父本，编号为P5、P6、P7、P8、P9，采用不完全双列杂交组配了20个组合。2011年将杂种F1及其亲本在本所试验地田间随机排列，3次重复，单行区，行长2 m，行距0.26 m，株距0.1 m。小麦成熟每行收获10株供试材料进行室内考种、计产。测量株高、各节间长度、穗长，各节间长度自上而下的节位依次是穗下节长、倒2节间长、倒3节间长、倒4节间长、倒5节间长。调查结实小穗数、退化小穗数、单株成穗数、每穗粒数、千粒重和单株粒重等产量性状。数据以小区平均值采用不完全双列杂交的分析方法进行统计分析。

2 结果分析

2.1 各性状配合力方差分析

各性状方差分析(表1)表明，13个性状的差异均达到极显著水平，说明株高、穗下节长、倒2节间长、倒3节间长、倒4节间长、倒5节间长、穗长等茎秆与穗部性状在基因型都存在真实的遗传差异。因组合间的方差是由一般配合力方差和特殊配合力方差组成的［4］，故将组合间方差剖分后(表1)得知，13个性状的一般配合力和特殊配合力方差均达到显著或极显著水平，说明这些性状的表现都是由加性和非加性基因共同决定的。

表1 F1各性状方差分析表(均方值)

2.2 一般配合力分析

由于一般配合力是由基因加性效应决定的，加性效应能稳定地遗传和固定，因此某一性状一般配合力高，说明该亲本中对该性状有利的基因位点多，易于稳定地遗传。从本试验的一般配合力效应值(表2)分析表明，同一亲本不同的性状间的一般配合力差异较大，同一性状除结实小穗外不同亲本间一般配合力也有较大的差异。由表2可以得出:从各茎秆性状来看，在4个矮秆糯小麦材料中，P2和P3株高GCA值最低，分别是－3.10和－3.04，说明这两个矮秆糯小麦致矮力强;但两者的降秆部位有所不同，P2较大程度地降低了穗下节长(－5.29)和倒2节长(－4.93)，说明其降秆力强是以降低穗下节长和倒2节节长为代价，而P3主要靠降低倒5节长和倒2节长来降低株高。P1和P4虽然是矮秆亲本，但其株高GCA为正值，P1大幅度提高倒5节长和穗下节长，P4较大程度地提高穗长和倒2节长，矮秆糯小麦P4虽然不能降秆，但能够大幅度地增加穗长，可以有效地解决糯小麦穗小的问题。就穗部性状来看，P1具有增加穗长的作用;但因减少单株穗数而使单株粒重降低。P2虽然增加了结实小穗和每穗粒数，但降低了穗长和单株穗数而使单株粒重降低; P3主要以增加单株穗数和每穗粒数提高单株粒重; P4大幅度地增加穗长、千粒重和单株穗数，因而具有提高单株产量的特性。总体来说，P1和P4可以用于培育大穗大粒的矮秆糯小麦材料，P2和P3可以作为强致矮力的矮秆糯小麦亲本材料。

表2 亲本各性状一般配合力效应值

2.3 各性状的遗传分析

一般配合力明显高于特殊配合力的性状，反映了亲本品种的基因累加效应大，杂种后代的表现与亲本关系密切，可以从亲本的数值推测杂种后代的表现。将所测性状的主要遗传参数列于表3，由表3可以看出，这套组合中，除倒3节长、倒4节长、倒5节长、退化小穗和千粒重5性状外，其余的8个性状一般配合力方差达64%以上，表明这些茎叶及穗部性状的遗传变异主要由加性基因决定，倒3节长和退化小穗的一般配合力方差约50%左右，说明基因加性和非加性效应对该性状在F1的表达上起到同等重要的作用，倒4节长、倒5节长和千粒重这3个性状的特殊配合力方差较高，但h2n(%)较低，说明这4个矮秆糯小麦材料的千粒重和倒4、倒5节长3性状只能利用特殊配合力，个别特殊的组合可以选育出高千粒重的后代。

表3 各农艺性状遗传参数

从表3还可看出，本试验的各性状的遗传力均较高，表明根据这些性状选择组合的效果好，优良组合后代的平均表现也较好。从遗传变异系数(GCV)来看，结实小穗的GCV较小，仅有3.51%，故遗传上改进的潜力较小。其余的茎秆性状均有较大的GCV，特别是倒5节长，倒4节长GCV＞16%，就穗部性状而言，单株粒重、每穗粒数、单株穗数的GCV＞12.40%，其组合后代具有较大的选择改进潜力。穗长和千粒重的GCV分别是7.42%和6.11%，说明糯小麦在这两性状的改进有潜力但有一定难度。这点与前人的研究相同。

3 讨论

许多研究表明，糯小麦的农艺性状不够理想，植株偏高，穗小，穗粒数少，千粒重较低，抗病性差，抽穗期推迟，在生产上不能直接应用。在小麦育种中，应选育适宜的株型，减少个体间的竞争，协调个体与群体间的关系，提高群体光合作用和物质运输效率，通过增加光合产物产量，提高群体生产力，从而达到提高产量的目的。对株型的改良历来受到重视［5－7］。选育矮秆大穗型糯小麦材料对于克服以往糯小麦植株偏高、穗小、抗倒性差的缺点，实现四川糯小麦高产育种具有重要意义。

从本试验结果来看，本套矮秆糯小麦材料株高、各节长及产量构成因素等性状遗传力较高，与籽粒产量密切相关。并且，除结实小穗的GCV较小(3.51%)，遗传上改进的潜力较小外，其余性状的遗传变异系数均较大，特别是单株粒重、每穗粒数、单株穗数的几个穗部性状遗传变异非常突出，其组合后代具有较大的选择改进潜力。由此可见，矮秆糯小麦作亲本进行遗传改良的潜力很大。穗长和千粒重的GCV分别是7.42%和6.11%，说明糯小麦在这两性状的改进有潜力但却有一定难度。这点与前人的研究结果相同。因此，在今后的糯小麦高产育种中，可选用矮秆糯小麦与大穗大粒型高产小麦配制杂交组合，进而选育出矮秆大穗大粒型糯小麦品种。

许多研究表明，小麦株高、穗下各节及旗叶等株叶性状遗传力较高，与籽粒产量密切相关。并且指出，株高过高过低，叶面积过大过小，都会引起产量的降低。育种实践告诉我们:在亲本选配时，首先要注意一般配合力的选择。研究结果表明，某一性状一般配合力高，说明该亲本中对该性状有利的基因位点多，易于稳定地遗传，一般配合力与亲本自身表现密切相关，因此，要获得株叶型和产量性状得到改良的后代，亲本的株叶型和产量性状必须要好。对于本套矮秆糯小麦材料，就降秆力来说，P2和P3株高GCA值最低，说明这两个矮秆糯小麦致矮力强;但两者的降秆部位有所不同，P2较大程度地降低了穗下节长和倒2节长，说明其降秆力强是以降低穗下节长和倒2节节长为代价，而P3主要靠降低倒5节长和倒2节长来降低株高。就穗部性状而言，P1具有增加穗长和千粒重的作用，但因减少单株穗数而使单株粒重降低;P2虽然增加了结实小穗和每穗粒数，但降低了穗长和单株穗数而使单株粒重降低;P3主要以增加单株穗数和每穗粒数提高单株粒重;P4大幅度的增加穗长、千粒重和单株穗数，因而具有提高单株产量的特性。总体来说，P1和P4可以用于培育大穗大粒的矮秆糯小麦材料。P2和P3可以作为强致矮力的矮秆糯小麦亲本材料。

［1］姚金保，杨学明，姚国才，等.糯小麦种质资源H9908的评价与利用［J］.麦类作物学报，2004，24 (4):116－118

［2］王华君，张文明，姚大年，等.糯小麦及非糯普通小麦若干农艺和品质性状的比较研究［J］.安徽农业大学学报，2006，33(2):248－251

［3］于春花，马德高，程顺和，等.滚动回交结合碘染色培育糯小麦新品种(系)的研究［J］.麦类作物学报，2010，30(5):835－841

［4］高之仁．数量遗传学［M］.成都:四川大学出版社，1986:413－433

［5］高士杰.作物株型改良的增产效应［J］.吉林农业科学，1999，24(2):23－24

［6］庞启华，李生荣，罗传浩，等.小麦几个茎叶穗形态性状的遗传分析［J］.西南农业学报，1995，8 (3):22－26

［7］杨兆生，许红霞，梁文科.小麦叶片、穗、茎对粒重的作用及品种间效应的研究［J］.麦类作物，1996(2):17－19

Genetic Studies on Agronom ic Traits of Dwarf W axy W heat

OU Jun－mei，WANG Zhi－bin，REN Yong，TAO Jun，ZHOU Qiang，LISheng－rong，LEI Jia－rong
(Mianyang Academy of Agricultural Sciences，Mianyang 621023，China)

In order to have a better understanding on the genetic rules of dwarfwaxy wheat，we studied the genetic behaviors of13 agronomic traits of wheat by using four dwarfwaxy wheat for female parentand five high yield wheat formale parentwith the design of incomplete diallel cross.The result indicated that the behaviors of 13 agronomic traits were decided by both additive and non－additive gene.The heritability of 13 traits was high.Except the third internode length，the fourth internode length，the fifth internode length，degradation spikelet and 1000 kernelweight，other traits weremainly decided by additive gene.Except for the spikelet，the Genetic Coefficient of Variance(GCV)of other traitswere high，which implicated that there was a great genetic potential in selecting and improving these traits.

Dwarf;Waxy wheat;Agronomic traits; Genetic

2014－01－03

四川省“十二五”育种攻关课题资助。

欧俊梅(1972－)，女，高级农艺师，从事小麦育种研究工作。