两个光温敏核不育系的配合力研究

黄 兴，陈遵东，唐海燕，杨泽良

(1.湖南人文科技学院农业与生物技术学院，湖南娄底417000;2.湖南亚华种子有限公司，湖南长沙410000)

我国杂种优势利用在水稻等农作物上的研究已有多年，现已选育出大量不育性稳定的两用核不育系，并且通过了省级或者国家的鉴定，如广占63S、隆科638S和广仔占S［1-3］.同时选配出许多具有优良性状的杂交组合，例如两优0328、荆两优233及广两优矮93.20世纪90年代两系法杂交水稻在我国诞生，它主要利用光温敏核不育性作为杂交技术，是在作物遗传育种上取得的重大技术改革［4］.当前，我国处在农业生产发展的重要时期，两系杂交水稻的发展对我国农业经济有着非常重要的促进作用［5］.

要使两系法杂交稻实现持续稳步发展，关键在于培育出育性稳定、配合力强的实用型光温敏核不育系［6］.因此，配合力在亲本选育和组合选配中起着十分重要的作用［7］.本研究以湖南亚华种业科学研究院近年选育的中籼光温敏两用核不育系H638S和H738S和恢复系R矮93、R1813、华占为亲本，研究新不育系的一般配合力和特殊配合力，为两系杂交稻的强优势组合选育提供参考.

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料选用我国长江中下游地区广泛应用的光温敏核雄性不育系H738S、H638S和恢复系R矮93、R1813、华占.所有试验材料均由湖南亚华种子有限公司提供.

1.2 试验设计与方法

以上述3个恢复系品种为父本和2个不育系为母本，按2×3不完全双列杂交法，于2014年5月在海南配制成6个组合.2014年6月将配制的杂交组合种植于长沙市宁乡县金洲镇湖南省亚华种子有限公司试验田中，北纬 N28°19'38.90″，东经 E112°40'4.56″.采用随机区组排列，3次重复，四周设有保护行.6月7日播种，6月23日移栽，多苗栽插，小区密度为20 cm×20 cm，每小区种植150株，栽培管理同大田.成熟时，每小区取样3株，考查株高、有效穗、穗长、穗颈长、剑叶长、剑叶宽、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、播始历期等11个农艺性状，测定方法见表1.按莫惠栋p×q交配模型［5］进行配合力遗传分析.

表1 各农艺性状的测定方法Tab.1 Determination method of agronomic traits

2 结果与分析

2.1 杂交组合性状的方差分析

方差分析结果(表2)表明，各性状组合间除剑叶长外，差异均达到显著或极显著水平，说明各组合间存在遗传差异，因此，有必要进一步作配合力分析.配合力方差分析表明，2个不育系和3个恢复系剑叶长以外的其他10个性状的一般配合力方差达到显著或极显著水平，组合的特殊配合力的方差播始历期、株高、剑叶宽、穗长、穗颈长、有效穗、每穗实粒数、每穗总粒数和千粒重达也到显著或极显著水平，说明在这10个性状的表达形成中同时受亲本的一般配合力和组合的特殊配合力影响，而在剑叶长这一性状上差异不显著，表明这个性状主要受一般配合力影响.从表2还可以看出，杂交组合在播始历期、株高、剑叶长、穗长、穗颈长、千粒重这6个性状中，主要受母本一般配合力影响，而杂交组合在有效穗、每穗实粒数、每穗总粒数这3个性状中，主要受父本一般配合力影响.

表2 杂交组合11个性状的方差及配合力方差分析Tab.2 Analysis of variance and combining ability variance of 11 hybrid combination traits

2.2 亲本性状的一般配合力分析

6个亲本11个性状的一般配合力相对效应值列于表3.从表3可以看出同一亲本各性状间及同一性状各亲本间的GCA(General combining ability，即一般配合力)都表现出明显差异，说明各亲本在各性状上的加性效应作用程度是不同的.从两个不育系来看，以H638S为母本配制的组合易得到较高的实粒数、总粒数和千粒重.从三个恢复系来看，R1813除有效穗以外，其余各性状均为正值，表明其加性效应贡献最大，且每穗实粒数和每穗总粒数明显较高的大于其他两个恢复系，说明以R1813作父本配制的组合易得到较高的每穗实粒数、每穗总粒数、千粒重.相比之下，不育系H738S和恢复系华占各性状的GCA大多为负值，其后代优势不明显，不是最佳的理想亲本.

表3 亲本11个性状的一般配合力相对效应值Tab.3 Relative effect value of general combining ability of 11 characters of parents

2.3 组合性状的特殊配合力效应

表4列出了6个组合11个性状的SCA(Specific combining ability，即特殊配合力)效应值.从中能看出，同一不育系品种所配组合间和同一组合不同性状间的SCA差异很大，表现出基因互作方式的多样性.如在每穗实粒数性状上，亲本的GCA高，利用其配组的SCA也高的组合有H638S×R1813，一亲本GCA高一亲本GCA低，利用其配制的组合SCA高的组合有H638S×R矮93，两亲本GCA都低其配制的组合SCA高的组合有H738S×华占.因此，组合的特殊配合力效应方向与其亲本一般配合力的方向并不一致，这从其它性状上也能看出.

表4 组合11个性状的特殊配合力相对效应值Tab.4 The relative effect value of the special combining ability of the 11 characters

3 结论与讨论

综上所述，杂交组合SCA与其杂交亲本GCA之间没有明显的对应关系，双亲的GCA高，由它们配制的组合的SCA不一定都高.因此，在杂种优势利用中应用两系品种时，在重视亲本的GCA的同时，还应十分重视组合SCA的测定及杂交组合的评鉴.从表2、表3分析还可以发现亲本间性状的互补作用，如华占和H638S，前者的剑叶长、剑叶宽、千粒重的GCA低，穗长和有效穗的GCA值较高，后者的上述性状的GCA值与前者互补，其组合的的这5个性状的SCA都较高.由此可得出，双亲在主要经济性状上若能互补，就有希望得到优势强的子代.这种性状间互补的组合既可利用加性效应又可利用非加性效应，这对杂种优势的表现影响是极其复杂的［6］.

选育优质的不育系和恢复系是获得杂种优势的关键，而配合力的研究则可以更好的利用不育系和恢复系，为育种提供了实际的指导意义.杂种优势是获得高产的手段之一，其二还有配套的高产栽培技术，优良的品种加上优良的栽培方法，组合方可取得更好的优势表现［8］.在利用两系不育系品种配制的杂交组合在性状形成上，一般配合力的作用大于组合特殊配合力的作用，即亲本对杂种Fl性状的形成起主要作用，这一结果说明利用两系不育系品种配制杂交组合有其特定的遗传方式［9］，不能以经典的三系杂交稻的遗传方式对其亲本进行选择和后代的估测.因此，在利用两系不育系品种配组时，要特别注意不育系品种的选择，在其自身性状优良且具有较高的一般配合力基础上，再选用特殊配合力方差大、亲和性好、恢复性能强的广亲和品种来配组，同时尽可能使之与母本不育系在经济性状上互补，这样才会配制出强优组合.相信如果在基因标记上进一步研究配合力的相互作用［10］，将对育种的指导具有重大意义.

［1］陈立云，雷东阳，唐文邦，等.两系法杂交水稻研究和应用中若干问题的思与行［J］.中国水稻科学，2010，24(6):641-646.

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［3］杨烨，陈立云.水稻两用核不育系研究进展［J］.作物研究，2008，22(5):328-332.

［4］蔡巨广，方珊苑，郑燕梅，等.杂交水稻配合力的研究概况［J］.福建稻麦科技，2006，24(3):44-47.

［5］杨峰.我国两系杂交水稻发展的现状和建议［J］.吉林农业，2015，(04):90-91.

［6］蔡巨广，方珊苑，郑燕梅，等.杂交水稻配合力的研究概况［J］.福建稻麦科技，2006，24(3):44-47.

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［8］张洪程，戴其根，霍中洋，等.水稻超高产栽培研究与讨论［J］.中国稻米，2010，18(1):1-14.

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［10］刘二宝，刘洋，刘强名，等.杂交粳稻亲本产量性状优异配合力的标记基因型检测［J］.中国水稻科学，2013，27(5):473-481.