小麦品种（系）主要农艺性状配合力分析

高燕,成东梅,彭涛,于金林,赵伟峰,陈坤

（济源市农业科学院,河南济源459002）

目前,小麦常规杂交育种仍是育种的主流,亲本选择和杂交组合的选配尤为重要.育种实践表明,亲本的表现与杂交后代的表现并不一致.优良的小麦品种间杂交后,由于遗传效应的复杂性,其后代材料不一定把其优良性状遗传下来,因此优良的品种不一定是优良的亲本.反之,本身并不优越的亲本杂交后,其后代可能分离出优良的个体.在杂交育种中,亲本性状的优劣及其遗传传递力是亲本选配时首先需要考虑的问题[1-3],一般配合力效应和特殊配合力方差是评定亲本在杂交育种中利用价值的最重要参数.通过对亲本主要农艺性状的配合力效应进行分析,明确亲本的遗传特性,根据育种目标选配优良亲本,可以较大地提高育种工作效率.当前小麦优良品种繁多,通过加大对现有品种主要农艺性状的配合力和遗传力研究分析工作,鉴定筛选出更多的优良亲本并广泛应用,对于提高当前小麦育种效率意义重大.在小麦亲本主要农艺性状的遗传力、配合力等研究方面,前人也做了较多的研究工作.由于所选试材及研究侧重点不同,研究结论也不同.如,欧俊梅等[4]对几个矮秆小麦主要农艺性状的配合力和遗传力进行了分析,鉴定筛选出若干优良高产育种材料、大粒型高产育种材料,优良的降杆和致矮亲本.何良荣等[5]对几个大穗小麦产量性状的配合力与遗传力进行了分析,鉴定筛选出3 个大穗多粒、早熟、矮秆密穗的优良小麦亲本.康明辉等[6]对几个矮秆大穗多粒小麦亲本的重要农艺性状进行分析,鉴定出2 个矮秆大穗多粒的优良小麦亲本.本文选用了济源市农业科学院近年来高产育种中利用较多的5 个小麦品种（系）组配杂交组合,并对它们主要农艺性状进行方差分析和配合力效应分析,为今后育种提供参考依据.

1 材料和方法

1.1 试验材料

以5 个小麦品种为供试材料,分别为济创9 号、豫教5 号、周麦16、矮抗58、豫农416,均由济源市农业科学院提供.

1.2 试验地概况

试验于济源市农业科学院小麦育种试验田进行.试验前茬为玉米掩青,试验田地力均匀、地势平坦、排灌方便.

1.3 试验设计

采用不完全双列杂交设计,将供试材料配制成n（n-1）/2 共10 个杂交组合.2018 年在济源市农业科学院试验地种植,3 次重复,双行区,行长1.5 m,行距30 cm,株距7 cm.

1.4 测定项目与方法

小麦成熟后,每小区取10 株,室内对株高、主穗长、穗下节长、单株穗数、主穗粒数进行测定.脱粒后测定千粒质量和主穗产量.

1.5 遗传统计分析方法

依据刘来福等[7]、莫惠栋[8]方法分析,利用DPS 数据处理软件进行数据统计分析.

2 结果与分析

2.1 各组合性状的方差分析

各组合性状的方差分析结果见表1.

表1 各组合农艺性状方差分析Tab.1 Analysis variance of agronomic traits in each combination

由表1 可知,株高、主穗长、主穗粒数、千粒质量4 个农艺性状基因型间均达到极显著差异,而单株穗数、穗下节长、主穗产量的基因型间没有显著差异,表明各遗传型间株高、主穗长、主穗粒数、千粒质量4 个农艺性状真实差异显著,因此可进一步对这4 个农艺性状进行配合力方差分析.

2.2 各组合配合力方差分析

各组合配合力方差分析结果见表2.

表2 小麦F1 代4 个农艺性状的配合力方差分析Tab.2 Combining ability analysis of variance for four agronomic traits in F1 generation

由表2 知,株高、主穗长、主穗粒数、千粒质量4 个农艺性状的一般配合力和特殊配合力的方差均达到极显著水平.因此,可以进一步对这4 个性状的配合力效应进行比较.

2.3 一般配合力效应分析与亲本评价

一般配合力效应分析结果见表3.

表3 亲本4 个农艺性状的一般配合力效应值Tab.3 Combining ability value of parents in four agronomic traits

一般配合力是指某一个亲本在杂交后代中的平均表现,是由亲本的累加效应基因决定的.亲本性状一般配合力高的,性状向后代传递的能力强,易于稳定遗传,且具有广泛的适应性[9],其杂交组合多数表现较好[10].因此,评价一个亲本的利用价值,首先和一般配合力效应密切相关.一般来说,如果我们选用的亲本一般配合力效应高,特殊配合力方差大,那么我们就可以利用其特殊配合力,从而选出强优势组合.这类亲本利用价值最大,其后代出现超亲优势株的可能性更大,更容易选育出优良小麦新品种.

由表3 可知,矮抗58 株高和主穗粒数的一般配合力在5 个亲本中最好,表明矮抗58 不仅可以极显著地降低杂种后代的株高,同时在提高穗粒数方面具有显著的正向作用,是个很好的降杆提高穗粒数的亲本.

豫教5 号在主穗长和主穗粒数方面的一般配合力均表现为较好的正值效应,表明豫教5 号可显著地增加杂交后代的穗长和穗粒数,在大穗多粒育种中是个很好的可用亲本.

周麦16 号、济创9 号和豫农416 千粒质量的一般配合力相对效应值为正值,其中周麦16 号和济创9 号千粒质量的一般配合力表现为较大的正值效应,表明在提高千粒质量方面,周麦16 号和济创9 号能显著提高杂种后代的千粒质量.特别是周麦16 号千粒质量的一般配合力效应达3.07,说明利用周麦16号组配杂交组合,杂交后代中更容易选育出高粒重后代材料.

通过一般配合力效应分析可见,矮抗58,豫教5 号、周麦16 号和济创9 号都是理想的亲本.遗传改良中,应对这些品种加以重点利用.

2.4 特殊配合力效应分析

特殊配合力是指某些特定的组合在其双亲平均表现的基础上与预期结果的偏差,受非累加效应（基因的显性作用和上位性作用）基因控制.特殊配合力用于表示一定组合的表现比之由其所包含的亲本系的平均表现预期的要更好或更差.特殊配合力效应值见表4.

表4 4 个农艺性状的特殊配合力效应值Tab.4 SCA value of four agronomic traits

由表4 可知,每个组合的性状间特殊配合力效应值差异比较大,有正效应值,也有负效应值.组合特殊配合力的效应值越大,说明其后代在该性状上增大的趋势越强,越容易获得更多的优良个体.但是,性状间的互作效应导致配合力效应值差异是不可避免的,每个性状特殊配合力效应值不是全为正向效应值,或多或少都有负向效应值,很难做到各个性状都达到设定的育种目标.因此,不能只考虑单一性状的效应值,要把所有重要性状结合在一起,尽量寻找各性状间的平衡点,把综合选择效应值好的组合确定为优良的杂交组合.小麦遗传改良上,我们把低杆、大穗、大粒多粒作为育种目标.株高应该选择特殊配合力小的组合.对于主穗长、主穗粒数以及千粒质量,应该选择特殊配合力大的组合.综合以上各方面因素考虑,组合（P2/P3）,（P2/P4）各性状特殊配合力效应值较为平衡,可以作为优良组合加以选择利用.

此外,一般配合力一定时,特殊配合力方差越大,杂种后代出现突破性材料的可能性越大[11].例如小麦亲本豫农416 株高的一般配合力效应值高,但由于株高特殊配合力方差大,组合P1/P5 株高的特殊配合力效应达-2.74,降杆效果好.这类亲本通过利用其特殊配合力（个别特定组合可获得较理想的目标性状值）进行品种改良工作,可作为偏材利用.

3 结论与讨论

本研究选用几个高产优质广适亲本小麦进行两两杂交组配,并对其主要农艺性状进行配合力分析：一是通过对这些优良小麦亲本遗传规律进行分析总结,为准确选择优良亲本并科学组配出高质量的杂交组合提供理论依据；二是通过特殊配合力分析选育出最优高产杂交组合,为小麦杂交组合的准确有效选择性鉴定提供理论依据.

本研究一般配合力效应分析表明,矮抗58 是综合性状优良的降杆提高穗粒数的亲本材料,豫教5号可显著地增加杂种后代的穗长和穗粒数,在大穗多粒育种中是个很好的可用亲本.周麦16 号、济创9号可作为小麦高产杂交育种中增千粒质量的亲本使用.

在小麦遗传改良过程中,由于性状间多存在负相关,所获材料各个性状不可能都达到预期目标,要寻求各性状间的平衡点,就能达到所选材料的综合性状优良[12].本研究表明组合（P2/P3、P2/P4）各性状特殊配合力效应值较为平衡,亲本各性状的一般配合力效应值适宜,这两个组合是较优的矮秆高产的杂交组合,出现优良品系的机率较高.