贵州水稻三系不育系品资5 A的主要农艺性状配合力分析和食味评价

陈能刚， 鄢小青， 陈 锋， 陈启刚， 雷云龙， 谢应平

(1.贵州省农业科学院农作物品种资源研究所， 贵阳 550006；2.贵州省丹寨县农业农村局， 贵州 丹寨 557500)

水稻是我国主要的粮食作物。随着乡村振兴战略的实施，人们对稻米品质的要求也越来越高，发展优质稻米已受到重视，促使育种家的育种目标由高产向优质转变[1-3]。研究表明，水稻不育系对杂交稻的蛋白质含量和食味值方面起主导作用。因此在育种实践中优质不育系的选育成为改良杂交稻品质的重点[4-6]。本研究利用3个不育系和4个恢复系进行不完全双列杂交，配组12个杂交组合，对各个组合的主要农艺性状和食味值的配合力进行研究，探讨亲本配合力和性状的遗传规律，以及各项农艺性状对食味评分的影响，以期为优质杂交稻育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

2018年正季在贵州省农作物品种资源研究所水稻试验田，以3个水稻不育系品资5 A、雅5 A和雅香1 A为母本，分别与同质恢复系R 100、R 1636、R 1637和R 1638进行组配杂交组合，并获得12个杂交组合(详见表1)。

表1 杂交组合Table 1 List of hybrid combination

1.2 方 法

2018年4月22日，在贵阳水稻试验基地播种，5月26日移栽。随机排列，设置3次重复，对照品种为F优498。每小区种植10行，每行10株，株行距20.0 cm×26.7 cm，双株栽插。田间管理按照常规管理。

1.3 性状调查

在水稻成熟后，各小区随机取5株进行相关农艺性状调查，包括株高、单株有效穗数、穗长、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量等。

1.4 食味评分

收获后晒干，各小区用精米机进行碾米，获得精米大于200 g，采用东孚久恒大米食味计JSWL进行蛋白质含量和食味值评分。

1.5 统计分析

利用Excel 2013软件和DPS数据分析软件进行各农艺性状的方差分析和配合力效应分析[7]。

2 结果与分析

2.1 相关性状和配合力的方差分析

对12个组合的8个主要农艺性状和2个品质性状分别进行方差分析和配合力方差分析。结果发现，不同组合间所有性状的遗传差异均达到极显著水平(表2)。在试验的不育系间的千粒重一般配合力方差达到极显著差异，株高、蛋白质含量和食味值达到显著水平，表明水稻不育系对这4个性状有显著差异的影响。在不同的恢复系间的穗长和千粒重一般配合力方差均达到极显著水平，表明恢复系对这2个农艺性状的影响有显著差异。而组合的特殊配合力方差除千粒重和食味值以外，其他性状均达到极显著水平，说明这些农艺性状受加性和非加性效应的共同影响。结果表明，株高、蛋白质含量和食味值评分受母本不育系的影响较大，穗长受父本恢复系的影响较大，千粒重同时受父母本双方共同影响。

表2 产量相关性状的配合力方差分析(F值)Table 2 Variance analysis of combining ability for yield-related traits (F Value)

2.2 相关性状的群体配合力方差分析

各主要农艺性状和品质性状通过随机模型估算一般配合力基因型遗传方差和特殊配合力基因型遗传方差，及一般配合力和特殊配合力基因遗传方差在总遗传方差中的比重(Vgca、Vsca)，一般配合力遗传方差中不育系、恢复系所占的比重Vgca 1和Vgca 2，解析水稻不育系、恢复系及其互作对杂交组合各个性状的影响。从表3可以看出，在穗长、千粒重、蛋白质含量和食味值等性状中的一般配合力基因型遗传方差所占比重大于60%，说明在这些性状中，亲本的基因加性效应对杂种一代的性状表达起主导作用。一般配合力基因型遗传方差所占的比重在不育系和恢复系中因性状而异。其中株高、结实率、千粒重、蛋白质含量、食味值和小区产量等性状上不育系基因型遗传方差较恢复系的贡献大，说明不育系的一般配合力在这些性状表达方面起主导作用；而穗长、每穗粒数、着粒密度、千粒重和单株有效穗等性状上恢复系基因型遗传方差比不育系的贡献大，说明恢复系的一般配合力在这些性状表达方面起主导作用。株高、每穗粒数、着粒密度、结实率、单株有效穗和小区产量在特殊配合力基因型遗传方差均大于50%，说明这些性状同时受双亲互作的影响最大。

表3 产量相关性状父母本及其互作的基因型方差分析Table 3 Genotypic variance analysis of parents and their interactions of yield-related traits

2.3 相关性状的一般配合力分析

同一性状的一般配合力(GCA)效应值在不同亲本间存在较大的差异，不同性状间的GCA效应值在同一亲本中也存在明显差异。说明不同亲本的不同性状其加性效应大小有所不同，同一亲本的不同性状及同一性状在不同亲本中的遗传均存在较大差异。在不同不育系间，品资5 A不同性状的一般配合力效应平均值最高，即1.977 3；在不同恢复系中R 1636不同性状的一般配合力效应平均值最高，即2.872 5。水稻不育系品资5 A在的食味值和小区产量的一般配合效应值最高，分别为2.056 1和13.023 8。说明不育系品资5 A食味品质和产量上的一般配合力较高，对以后组配优质和高产组合奠定遗传基础(表4)。

表4 一般配合力(GCA)效应值Table 4 Effect values of general combining ability (GCA)

2.4 遗传力的估算

对不同性状的广义遗传力和狭义遗传力进行估算(表5)，发现在各个性状中均有较高的广义遗传力，其中株高、穗长、每穗粒数、着粒密度、结实率、千粒重、蛋白质含量的广义遗传力均大于70%；结实率、单株有效穗和小区产量的狭义遗传力均小于20%，表明这些性状的非加性遗传作用较显著，易受环境的影响；穗长、千粒重和蛋白质含量等农艺性状的狭义遗传力均大于50%，说明这些性状主要受加性遗传影响。

表5 相关性状的遗传力分析Table 5 Heritability analysis of related traits

2.5 品资5 A组配杂交组合的综合表现及食味分析

对品资5 A、雅5 A和雅1 A分别与4个恢复系组配的组合的各个农艺性状进行综合分析(表6)，在不同的水稻不育系间品资5 A组配的所有组合的平均产量和食味评分最高，说明不育系品资5 A在杂交水稻的组配中具有优质高产的应用潜力。

表6 品资5 A、雅5 A和雅1 A与4个恢复系组配组合主要农艺性状的平均表现Table 6 Average performance of the main agronomic traits of the combination of Pinzi 5 A, Ya 5 A and Ya 1 A with 4 restorer lines

3 小结与讨论

本研究中，不同组合间所有性状的遗传差异均达极显著水平(表2)。不育系间的千粒重一般配合力方差达极显著差异，株高、蛋白质含量和食味值达显著水平，表明水稻不育系对这4个性状的影响有显著差异。不同恢复系间的穗长和千粒重一般配合力方差均达极显著水平，表明恢复系对这2个农艺性状的影响有显著差异。而组合的特殊配合力方差除千粒重和食味值以外，其他性状均达极显著水平，说明这些农艺性状受加性和非加性效应的共同影响。结果表明，株高、蛋白质含量和食味值评分受母本不育系的影响较大，穗长受父本恢复系的影响较大，千粒重同时受双亲共同影响。在穗长、千粒重、蛋白质含量和食味值等性状中的一般配合力基因型遗传方差所占比重大于60%，说明在这些性状中，亲本的基因加性效应对杂种一代的性状表达起主导作用。一般配合力基因型遗传方差所占的比重在不育系和恢复系中因性状而异。其中株高、结实率、千粒重、蛋白质含量、食味值和小区产量等性状上不育系基因型遗传方差较恢复系的贡献大，说明不育系的一般配合力在这些性状表达方面起主导作用；而穗长、每穗粒数、着粒密度、千粒重和单株有效穗等性状上恢复系基因型遗传方差比不育系的贡献大，说明恢复系的一般配合力在这些性状表达方面起主导作用。株高、每穗粒数、着粒密度、结实率、单株有效穗和小区产量在特殊配合力基因型遗传方差均大于50%，说明这些性状同时受双亲互作的影响最大。

本研究发现，同一性状的一般配合力(GCA)效应值在不同亲本间存在较大的差异，不同性状间的GCA效应值在同一亲本中也存在明显差异。在不同水稻不育系中，品资5 A各个性状的一般配合力效应平均值最高(1.977 3)。水稻不育系品资5 A在的食味值和小区产量的一般配合效应值最高，分别为2.056 1和13.023 8。说明不育系品资5 A在食味品质和产量上的一般配合力较高，可为以后组配优质和高产组合奠定遗传基础。各个性状中均有较高的广义遗传力，其中株高、穗长、每穗粒数、着粒密度、结实率、千粒重、蛋白质含量的广义遗传力均大于70%；结实率、单株有效穗和小区产量的狭义遗传力均小于20%，表明这些性状的非加性遗传作用较显著，易受环境的影响；穗长、千粒重和蛋白质含量等农艺性状的狭义遗传力均大于50%，说明这些性状主要受加性遗传影响。品资5 A组配的所有组合的平均产量和食味评分最高(表6)，说明不育系品资5 A在杂交水稻的组配中具有优质高产的应用潜力。