甘蔗引进品种与云割F3亲本遗传力与配合力分析

郎荣斌,边 芯,孙有芳,董立华,桃联安，安汝东,周清明,俞华先,杨李和,经艳芬*

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站，云南 瑞丽 678600; 2.云南甘蔗遗传育种重点实验室，云南 开远 661600)

【研究意义】甘蔗新台糖系列品种一直以来是中国大陆主栽品种，如新台糖10号、新台糖22号等，由于品种种性退化，病虫害严重，抗逆性差，甘蔗产量和糖分下降等因素，造成蔗农和企业经济效益降低，蔗区生产条件逐渐恶化，植蔗面积不断减少，糖厂频临倒闭等现象发生而不利于中国国蔗糖产业的可持续发展。品种更新换代速度慢，主要原因是中国甘蔗育种一直以来利用的是甘蔗属内种间材料杂交育种[1]，创新亲本缺乏，甘蔗遗传基础狭窄，限制了突破性甘蔗品种的育成。甘蔗种质创新是拓宽甘蔗遗传基础的重要手段，割手密、斑茅、河八王、大茎野生种等野生种质资源，有着优异的产量性状和抗逆性状，利用野生种质资源同现有生产性甘蔗亲本杂交，是拓宽甘蔗种质资源的重要途径。重视和加强对重新种质资源评价和利用，培育突破性的甘蔗品种，并加速推广应用，使品种更新换代，是甘蔗产业保持健康稳定发展的必由之路[2]。割手密抗病虫害、耐瘠、抗旱、宿根性好、适应性广[3]，是甘蔗遗传改良的主要目标。中国甘蔗育种主要方法是杂交育种，组合选配是杂交育种的重要工作内容，组合选配的好坏，直接关系着杂交后代优良品种的产生[4]，对新的种质资源进行精准评价分析，能为杂交组合选配提供指导[5]。

【前人研究进展】近年来，国内外育种家运用模糊综合评判、灰色关联法评判甘蔗杂交组合[6-13]，提高甘蔗杂交育种效率，而家系评价技术从澳大利亚引进后逐渐被利用，可以了解甘蔗亲本遗传力和配合力，为杂交组合选配和后代选育提供指导[14-21]。云割F3亲本材料是割手密野生资源与现代生产性亲本杂交后的重要成果，但对云割F3材料遗传力与配合力分析至今未见报道。

【本研究切入点】近年来云南农科院甘蔗研究所瑞丽育种站，通过利用瑞丽地理气候优势，不断创新光周期诱导技术，成功利用了割手密野生材料同国内外甘蔗品种杂交，并培育至F3代[22-23]，这些创新种质是培育突破性甘蔗品种的重要物质基础[24]。研究通过再次诱导云割F3开花，与引进的甘蔗品种杂交，开展实生苗田间试验并调查甘蔗农艺性状，以家系评价方法计算云割F3遗传力与配合力分析。

【拟解决的关键问题】野生资源因开花难，花期不遇，花粉数量少的原因，很难被利用。且割手密的利用需要多次对其后代进行选择和利用，以克服割手密不良性状的发生，而保留如有效茎数多、适应性好、抗逆性强、宿根性好等优秀性状[25]。本研究创新光周期诱导技术，利用云割F3代亲本与生产性亲本进行杂交,应用家系评价技术分析后代农艺性状的表现评价云割F3代亲本及所选组合的遗传特点和育种潜力,分析云割F3代亲本及所配组合的遗传效应，以期为进一步利用割手密血缘创新种质提供理论依据，提高组合后代选育效率。

1 材料与方法

1.1 试验方法

于2014年11-12月份杂交季，提前分析亲本工农艺性状和花期情况，根据传统杂交育种亲本互补原则，再利用光周期诱导云割F3及引进的甘蔗品种花期相遇，配制31个甘蔗杂交组合，在云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽甘蔗育种站内完成杂交，获得的实生苗于2015年4月上旬种植假植盘内。试验地海拔776 m，纬度24°，年降水量1394 mm，年均温20 ℃。

于2015年5月底，将假植盘中实生苗分3重复随机排列进行栽种，每重复以当地主推品种新台糖22、粤糖93-159的单芽苗为后代群体田间试验的双对照。每重复1行区，行长6 m，行距1.1 m，每行定植30株实生苗，株距20 cm。于2015年12月初调查和统计田间甘蔗农艺性状。

1.2 田间数据收集

为降低试验误差，每沟行头和行尾的3丛实生苗不列入随机抽选调查对象。于新植季节的甘蔗成熟期，每个组合每重复连续调查10丛，合计共30丛，分别调查锤度、茎径、株高及丛有效茎。蔗茎产量及糖产量计算：蔗茎产量(t/hm2)=茎径2×株高×0.785×有效茎数/106；糖产量(t/hm2)=蔗茎产量×锤度×0.69/100(0.69为经验数据)。

1.3 数据分析

采用Excel 2007进行数据计算和统计，再导入R软件[26]中计算亲本及组合的方差分析、一般配合力、特殊配合力和遗传力。

2 结果与分析

2.1 方差分析

表1固定方差分析结果表明，组合、父本、母本中皆表现出极显著差异的性状为株高、茎径和有效茎3个性状，说明利用云割F3代配置杂交组合对后代株高、茎径及丛有效茎3个性状影响差异极显著，该工农艺性状差异显著的后代是评价云割F3育种潜力的重要基础；母本的锤度、糖产量、父本的锤度、组合的蔗茎产量差异显著；父本蔗径产量、糖产量2个性状的差异无统计学意义。

2.2 遗传力

锤度、茎径、株高、丛有效茎、蔗茎产量、蔗糖产量均为数量性状，亲本遗传因素及环境因素都有可能影响数量性状后代表型的变异[18]。表2数据显示，6个数量性状中，组合、父本和母本中的遗传力均大于50 %有茎径、株高、丛有效茎3个性状，说明这3个性状主要受遗传因素的影响，而环境因素影响较小。组合的丛有效茎、蔗茎产量性状遗传力均高于双亲，这说明丛有效茎及蔗茎产量的遗传方式主要以显性效应为主。

表1 随机区组数据固定方差分析

注：*,**表示0.001水平上极显著差异。

Note：*,** represented a significant difference at 0.001 level.

2.3 母本一般配合力

由表3分析可知，母本的丛有效茎数、株高、蔗茎产量、糖产量的一般配合力大于双对照且效应值为正值的分别有14、4、13、8个；锤度效应值为正值且小于粤农73-204而大于ROC5的有3个，粤农73-20和ROC5的茎径效应值为正值且大于所有母本。24个母本中，蔗茎产量表现最好的有CP72-2086、云蔗08-1606、CO285、粤糖96-86、CP82-1592，蔗茎产量的一般配合力为正值，且排名在前5位。24个母本中糖产量表现最好的是CP72-2086、云蔗08-1606、福农39、粤糖96-86、云瑞11-95其糖产量一般配合力为正效应值，且排在前5位。

表2 遗传力

表3 母本一般配合力

续表3 Continued table 3

母本Female一般配合力General combining ability丛有效茎数Stalk number株高Height茎径Stem diameter锤度Brix蔗茎产量Yield糖产量Sugar yield赣南02-700.114.99-0.040.601.120.37凉蔗-2-0.091.590.02-0.890.50-0.26黔蔗06-156-0.09-10.38-0.13-0.68-7.09-0.98粤农73-204-0.95-25.520.601.93-6.43-0.05粤糖93-159-0.11-1.750.07-0.101.420.19粤糖96-860.24-8.480.10-0.166.160.63云瑞10-12830.52-13.78-0.35-0.50-6.11-0.87云瑞11-1010.0418.35-0.220.45-3.20-0.12云瑞11-950.1515.00-0.080.332.650.46云蔗02-588-0.72-69.70-0.16-1.09-21.80-2.55云蔗03-1940.419.49-0.15-0.672.19-0.02云蔗03-422-0.41-9.68-0.051.11-10.17-0.74云蔗07-20070.04-0.120.05-0.174.240.31云蔗08-16060.110.440.12-0.247.180.76湛蔗92-126-0.69-9.360.340.07-3.83-0.43

2.4 父本一般配合力

由表4分析可知，云割F3代作为父本对后代的贡献明显不同，丛有效茎、株高、蔗茎产量、蔗糖产量效应值为正值，并超过双对照的分别有7、4、4、4个；蔗茎产量度效应值为正值且小于69-463而大于CP72-1210的有1个；11个父本中，CP72-1210和69-463的锤度效应值为正值且大于所有父本。11个父本中，糖产量表现最好的有云瑞03-73、云瑞10-688、云瑞03-78、凉蔗-2，其糖产量的一般配合力为正值，且排名在前4位。11个父本中蔗茎产量表现最好的有云瑞03-73、云瑞03-78、云瑞10-688、凉蔗-2，其效应值为正值，且排名前4位。

2.5 特殊配合力

由表5分析可知，31个云瑞创新组合中丛有效茎数、株高、蔗茎产量、蔗糖产量的特殊配合力效应值为正值且大于双对照的分别有16、5、15、11个；株高特殊配合里效应值为正值且大于粤农73-204×CP72-1210而小于ROC5×69-463的组合有10个；

表4 父本一般配合力

表5 特殊配合力

丛有效茎数特殊配合力表现最好的为CO285×云瑞03-73、云蔗03-194×云瑞10-1241、德蔗93-94×云瑞11-97，其表现值为正效应值且排名前3；株高特殊配合力表现较好的为CP72-2086×云瑞03-73、CP82-1592×云瑞03-73、云蔗03-194×云瑞03-78其表现值为正效应值且排名前3；CP72-2086×云瑞03-73、云蔗07-2007×云瑞03-78、云蔗08-1606×云瑞10-688、福农39×云瑞03-393、粤糖96-86×云瑞11-95、德蔗93-94×云瑞11-97、CP82-1592×云瑞03-73、福农0335×云瑞10-688、云瑞11-95×凉蔗-2、云蔗03-194×云瑞03-78、赣南02-70×云瑞11-95等11个组合蔗茎产量和糖产量的特殊配合力值为正效应值，且高于双对照，为高产高糖型组合；粤糖93-159×云瑞11-95、云蔗03-194×云瑞10-1241、CO285×云瑞03-73、Q72×云瑞10-1182等4个组合为高产组合。

3 讨 论

甘蔗的有效茎数是构成蔗茎产量的主要因素，研究显示，云割F3亲本作母本或父本，其丛有效茎数一般配合力表现均比较突出，这与朱建荣[19]、郎荣斌[22]的结果一致，显示，云瑞创新亲本具有提高蔗茎产量的潜力。亲本评价是组合选配的前提条件，特别在割手密等野生资源的利用过程中，更要注重组合亲本的评价，云割F3亲本组合的表现充分显现出了甘蔗野生种质资源中的优良产量性状。31个试验组合中，有15个组合表现出高产，约占试验组合的50 %，证明割手密F3代亲本中有很大的产量潜能，主要表现在后代有效茎数增多，产量增加。高糖组合有11个，约占试验亲本材料的36 %，割手密属野生种质资源，本身水分少，糖分低，因此其高糖遗传潜能小，所以在利用割手密时，应该首先考虑到利用割手密材料的产量性能，在配制杂交组合时，要用高糖型亲本与割手密材料配制，后代表现出高糖高产的品系材料才会更多。

本研究主要是评价分析云割F3经济性状的遗传力和配合力，还没有评价分析农艺性状的遗传力和配合力，在以后的组合选配中，还应该考虑对农艺性状，如毛群、空铺心、花期、脱叶性等性状遗传力与配合力分析。根据甘蔗生产中育种的实际目标和需求，把经济性状评价和农艺性状评价两者相结合来选配野生资源亲本组合，才能提高育种效率。

4 结 论

云割F3遗传力与配合力分析，表现较好的材料有作为母本的云瑞11-95和作为父本的云瑞03-73、云瑞10-688、云瑞03-78。本试验结果显示，CP72-2086×云瑞03-73、云蔗07-2007×云瑞03-78、云蔗08-1606×云瑞10-688、福农39×云瑞03-393、粤糖96-86×云瑞11-95、德蔗93-94×云瑞11-97、CP82-1592×云瑞03-73、福农0335×云瑞10-688、云瑞11-95×凉蔗-2、云蔗03-194×云瑞03-78、赣南02-70×云瑞11-95等11个组合为高产、高糖型组合；粤糖93-159×云瑞11-95、云蔗03-194×云瑞10-1241、CO285×云瑞03-73、Q72×云瑞10-1182等4个组合高产。