黄淮主推小麦品种主要农艺性状配合力及遗传效应分析

邹少奎，殷贵鸿，唐建卫，王俊生，韩玉林，李顺成，李楠楠

(1.周口市农业科学院/河南省小麦种质改良工程技术研究中心/河南省作物分子育种与生物反应器重点实验室，河南周口 466001； 2.周口师范学院，河南周口 466001)

黄淮主推小麦品种主要农艺性状配合力及遗传效应分析

邹少奎1，殷贵鸿1，唐建卫1，王俊生2，韩玉林1，李顺成1，李楠楠1

(1.周口市农业科学院/河南省小麦种质改良工程技术研究中心/河南省作物分子育种与生物反应器重点实验室，河南周口 466001； 2.周口师范学院，河南周口 466001)

为明确黄淮麦区主要推广小麦品种的主要农艺性状遗传规律，通过不完全双列杂交试验研究了济麦22、周麦22、矮抗58、西农979等8个小麦新品种9个主要农艺性状(株高、有效穗数、单株生物学产量、穗长、有效小穗数、穗粒数、千粒重、单穗重、单株粒重)的遗传力和配合力。结果表明，矮抗58、西农979和郑麦366株高的一般配合力较低，济麦22和矮抗58有效穗数的一般配合力较高，烟农19和郑麦366穗粒数的一般配合力较高，周麦22和济麦22千粒重的一般配合力较高，周麦22和烟农19的单株粒重、单株生物学产量和单穗重的一般配合力较高，新麦26和周麦22主茎穗长的一般配合力较高。周麦22/烟农19、济麦22/西农979、济麦22/郑麦366、矮抗58/烟农19四个组合的9个主要农艺性状的特殊配合力效应值均为正向效应。9个主要农艺性状的狭义遗传力差别较大，变化范围为2.83%～97.39%，其中，株高的狭义遗传力最高，达97.39%，其次为主茎穗长(72.07%)、千粒重(40.64%)，这三者在杂交育种时以低世代选择效果较好；株高和单株生物学产量受加性效应(24.4、6.8)和显性效应(6.1、14.67)共同作用，株高以加性效应为主，单株生物学产量以显性效应为主；有效小穗数、千粒重和主茎穗长受加性效应(0.22、3.09、0.27)控制，穗粒数和单株粒重受显性效应(8.88、6.29)控制。

普通小麦；黄淮麦区主推品种；配合力；遗传效应；农艺性状

在小麦育种和杂种优势利用中，配合力和遗传力是亲本选配的重要指标。因此，正确合理评价亲本主要性状的遗传力和配合力，对提高育种效率具有重要的指导作用。前人对育成的小麦品种(或核心亲本)配合力和遗传力的研究报道较多，卢 超等[1]对周麦18号、西农979、郑麦366等优良亲本进行配合力分析，发现周麦18号、陕麦94和许农5号的千粒重一般配合力较高，同时周麦18号和许农5号的穗下节长和穗茎长一般配合力效应值适中，认为两者属于综合性状优良的亲本；李 伟[2]对川农16的遗传评价认为，川农16的表现均优于川麦28和绵阳26；唐建卫等[3]研究表明，周麦16号和泛麦8号株高的一般配合力效应值为负值，能极显著降低后代的株高，周麦16号千粒重的一般配合力效应值最高；王小亮等[4]对宁夏春小麦新种质资源研究表明，宁春39号、春节4号、04A810、04A812产量性状的一般配合力及杂种优势都较高，是理想的亲本材料，可在小麦育种中重点利用。这些研究为深入了解各个麦区的重要小麦育种材料的性状遗传规律和指导育种实践提供了丰富的资料。鉴于配合力和遗传力对育种亲本选择和杂种优势利用方面具有的重要指导作用，对不断出现的优异小麦新品种及时进行配合力和遗传力研究，有助于充分高效利用这些新品种资源进行高产多抗广适育种。本研究以8个黄淮主推小麦品种进行不完全双列杂交试验，对株高、有效穗数、单株粒重等9个主要农艺性状进行研究分析，以期掌握其遗传规律，明确其在小麦育种中作为亲本的利用价值，为今后黄淮麦区小麦遗传改良提供技术参考。

1 材料与方法

供试材料为济麦22、周麦22、矮抗58、西农979、新麦26、郑麦366、烟农19、邯6172(表1)，这8个小麦品种于2014-2015年度在黄淮麦区推广面积共计532.2万hm2，具有较好的代表性。采用不完全双列杂交设计，配成n(n-1)/2共28个组合。2014年10月，将各组合的F1和亲本共36个材料种植在河南省周口市农业科学院小麦试验田，采取随机区组设计，3次重复，2行区，行长2 m，行距20 cm，株距10 cm，每穴2粒点播，三叶期定苗，保证每穴1株苗。田间管理按大田常规进行，整个生育期气象条件良好，非常适合小麦生长发育。成熟时每小区拔取中间10株进行考种，计算10株的平均值，以考查株高、有效穗数、单株生物学产量、穗长、有效小穗数、穗粒数、千粒重、单穗重、单株粒重共9个主要性状。配合力分析参照Griffing[5]不完全双列杂交的分析方法进行，数据处理采用DPS软件[6]和Excel软件。

2 结果与分析

2.1 参试亲本及其杂交组合的主要性状值

不同亲本及其杂交组合的各性状值变化幅度较大(表2)。在8个小麦品种中，新麦26的株高最高(77.6 cm)，矮抗58的株高最低(57.1 cm)；在28个杂交组合中，新麦26/烟农19的株高最高(78.1 cm)，其次为新麦26/邯6172(76.4 cm)，最矮的组合是矮抗58/郑麦366(62.3 cm)。新麦26的有效穗数最多(9.9个)，其次为邯6172(9.8个)、济麦22(9.3个)和周麦22(8.8个)，烟农19最少(7.1个)；杂交组合矮抗58/烟农19的有效穗数最多(10.5个)，其次为济麦22/郑麦366(9.8个)和新麦26/郑麦366(9.8个)，组合郑麦366/烟农19最少(5.8个)。邯6172的单株生物学产量最高(56.8 g)，其次为周麦22(49.7 g)和新麦26(48.1 g)，矮抗58最低(40.6 g)；杂交组合周麦22/烟农19的单株生物学产量最高(61.1 g)，组合烟农19/邯6172次之(54.7 g)，西农979/郑麦366最低(35.8 g)。周麦22的有效小穗数最多(21.3个)，其次为烟农19(19.9个)和西农979(19.6个)，新麦26最少(17.7个)；杂交组合矮抗58/西农979和矮抗58/郑麦366的有效小穗数最高，均为21.3个，其次为周麦22/西农979和济麦22/矮抗58，均为21.1个，济麦22/新麦26最少(19.2个)。邯6172的穗粒数最多(50.8粒)，其次为周麦22(49.9粒)和烟农19(49.5粒)，新麦26最低(42.2粒)；杂交组合矮抗58/郑麦366的穗粒数最多(57.7粒)，组合郑麦366/烟农19次之(57.2粒)，组合新麦26/郑麦366最少(43.6粒)。周麦22和烟农19的单穗重最大(2.8 g)，矮抗58最低(2.1 g)；杂交组合周麦22/烟农19的单穗重最大(3.1 g)，其次为周麦22/郑麦366、新麦26/烟农19、郑麦366/烟农19，单穗重均为3.0 g，最少的组合是西农979/郑麦366、新麦26/郑麦366和郑麦366/邯6172，单穗重均为2.4 g。周麦22的千粒重最高(55.6 g)，其次为烟农19(55.7 g)，郑麦366最低(49.5 g)；组合周麦22/烟农19的千粒重最高(59.9 g)，其次是组合周麦22/新麦26(58.4 g)，组合矮抗58/郑麦366最低(50.7 g)。邯6172的单株粒重最高(26.3 g)，其次是周麦22(24.6 g)，矮抗58最低(18.3 g)；组合周麦22/烟农19和矮抗58/烟农19的单株粒重最高，均为30.0 g，组合周麦22/济麦22次之(25.6 g)，组合西农979/郑麦366和郑麦366/邯6172同为最低，仅为16.3 g。新麦26的主茎穗长最长(10.3 cm)，其次为周麦22(9.3 cm)，矮抗58最短(7.7 cm)；组合新麦26/郑麦366的主茎穗长最长(10.1 cm)，周麦22/新麦26次之(9.7 cm)，组合矮抗58/邯6172最短(7.6 cm)。

表1 供试品种及其杂交组合Table 1 Cultivars and cross combinations of experimental materials

2.2 一般配合力(GCA)效应分析

经方差分析可知，各性状在基因型间存在极显著差异(表3)，可进行一般配合力和特殊配合力分析。

8个亲本的GCA存在正向和负向两种效应(表4)。对于株高而言，矮抗58的GCA效应值最低(-4.71)，其次是西农979和郑麦366，说明选用矮抗58、西农979和郑麦366作为亲本，对降低后代株高均具有较好的作用。对于有效穗数而言，济麦22的GCA效应值最大(0.45)，矮抗58次之(0.37)，说明选用济麦22和矮抗58作为亲本，有利于选育高成穗数的杂交后代。对于单株生物学产量而言，周麦22的GCA效应值最高(2.55)，烟农19次之(2.09)，这2个品种可以增加杂交后代的生物学产量。对于有效小穗数而言，周麦22的GCA效应值最高(0.54)，西农979次之(0.29)，新麦26最低(-0.77)，说明周麦22和西农979作为亲本，能够增加杂交后代的有效小穗数。对于穗粒数而言，烟农19的GCA效应值最大(2.52)，郑麦366次之(1.22)，济麦22最低(-2.30)，说明选用烟农19和郑麦366作为亲本，有利于增加后代的穗粒数。对于单穗重而言，烟农19的GCA效应值最大(0.19)，周麦22次之(0.15)，矮抗58最低(-0.09)，说明选用烟农19和周麦22作为亲本，有利于提高杂交后代的单穗重。对于千粒重而言，周麦22的GCA效应值最大(2.21)，烟农19次之，郑麦366最低(-2.32)，说明选用周麦22和烟农19为亲本，有利于增加杂交后代的千粒重。对于单株粒重而言，周麦22的GCA效应值最大(1.37)，烟农19次之(0.73)，西农979最低(-1.87)，说明选用周麦22和烟农19作为亲本，有利于杂交后代提高单株粒重。对于主茎穗长而言，新麦26的GCA效应值最大(0.70)，周麦22次之(0.21)，说明选用新麦26和周麦22作为亲本，有利于增加杂交后代的单穗长度，选育出大穗型新品种。

表2 供试小麦亲本及其杂交组合的性状值Table 2 Trait value of parents and the diallel cross combinations

2.3 特殊配合力(SCA)效应分析

特殊配合力主要受基因的非加性效应(显性效应和上位性效应)控制。由表5可知，同一性状不同组合间的特殊配合力效应值差异较大，既存在正向效应，也存在负向效应；同一组合不同性状之间亦有正、负向效应都存在的情况，这与杂交组合中的两个亲本有直接关系。

对于株高而言，西农979/新麦26组合的SCA效应值最低(-7.16)，其次是郑麦366/邯6172(-4.04)、郑麦366/烟农19(-3.69)，这三个组合的负向作用较大，降秆作用最为突出；新麦26/郑麦366(4.58)、济麦22/郑麦366(3.63)、济麦22/西农979(3.39)和矮抗58/烟农19(3.32)的正向作用较大，表现降秆不突出。对于有效穗数而言，其SCA效应值的变化范围为-1.82～1.98，以矮抗58/烟农19组合表现最好，郑麦366/烟农19组合表现最差，说明选用矮抗58/烟农19组合能增加后代的有效穗数。对于单株生物学产量而言，其SCA效应值的变化范围为-9.20～9.78，表现最佳的组合为矮抗58/烟农19，其次为周麦22/烟农19(8.50)，表现最差的为郑麦366/邯6172，说明矮抗58/烟农19和周麦22/烟农19能较好地增加后代单株生物学产量。对于有效小穗数而言，组合矮抗58/郑麦366 SCA效应最好(1.08)，其次是西农979/邯6172(0.81)，组合烟农19/邯6172表现最差(-0.52)，说明组合矮抗58/郑麦366能较好地增加后代有效小穗数。对于穗粒数而言，矮抗58/郑麦366组合的SCA效应值最高(8.13)，其次是新麦26/烟农19(5.65)，组合新麦26/郑麦366表现最差(-5.78)，说明组合矮抗58/郑麦366能较好地增加穗粒数。对于单穗重而言，各组合SCA效应值之间相差不大，与穗粒数的分析结果一致，均是组合矮抗58/郑麦366最好，组合新麦26/郑麦366最差。对于千粒重而言，其矮抗58/西农979组合的SCA效应值最高(2.76)，其次为新麦26/郑麦366(2.23)、济麦22/矮抗58(2.15)、周麦22/烟农19(2.11)，说明这4个组合能较好地增加后代千粒重；表现最差的组合为郑麦366/烟农19(-1.83)。对于单株粒重而言，矮抗58/烟农19的SCA效应值最大(6.46)，其次是周麦22/烟农19(5.6)，说明这两个组合有助于提高后代单株粒重；郑麦366/邯6172表现最差，其SCA值为-4.74。对于主茎穗长而言，新麦26/郑麦366的SCA效应值最大(0.72)，其次是济麦22/西农979(0.69)和济麦55/矮抗58(0.60)，说明选用这3个组合有助于增加后代的单穗长度；西农979/新麦26组合表现最差，其SCA效应值为-0.77。

表3 各组合农艺性状的方差分析Table 3 Variance analysis of agronomic traits of cross combinations

**表示在0.01水平上显著。

** indicates significant difference at 0.01 level.

从品种角度分析，周麦22、济麦22、矮抗58、新麦26四个品种的多个性状在几个组合中均表现出较高的SCA效应值，如周麦22/济麦22在单株生物学产量、穗粒数性状中表现优良，周麦22/烟农19在单株生物学产量、千粒重、单株粒重、主茎穗长性状中表现较好，周麦22/邯6172在株高、单株生物学产量、千粒重性状中的表现突出；如济麦22/西农979在株高、单株生物学产量、穗粒数、单株粒重性状中表现较好，济麦22/郑麦366在株高、有效穗数、单株生物学产量、单株粒重性状中表现优良；如矮抗58/新麦26在单株生物学产量、穗粒数、单株粒重性状中较为突出，矮抗58/烟农19在株高、有效穗数、单株生物学产量、单株粒重性状中表现优异；如新麦26/郑麦366在株高、有效穗数、单株生物学产量、千粒重、单株粒重性状中表现优良，新麦26/邯6172在株高、穗粒数、千粒重性状中表现突出。育种实践中，如果以株高为育种目标，组合周麦22/邯6172、济麦22/西农979、济麦22/郑麦366、矮抗58/烟农19、新麦26/郑麦366和新麦/邯6172在株高性状上表现正向效应，株高可能增加，故需要综合考虑这几个组合的优劣性，保证育种后代的综合性状优异。

2.4 遗传参数的估算

不同性状所受的加、显性效应不同(表6)。狭义遗传力差别较大，变化范围为2.83%～97.39%，其中株高的狭义遗传力最高，达97.39%，其次为主茎穗长(72.07%)和千粒重(40.64%)，这三者在杂交育种时以低世代选择效果较好，同时三者的遗传决定度(显性方差比例)相对也较高，在考虑杂种F1代性状构成中也不可忽视；单穗重(18.14%)、单株生物学产量(13.14%)、单株粒重(6.52%)、穗粒数(6.10%)和有效穗数(2.83%)虽然狭义遗传力较低，但这5个性状的显性遗传均相对较高，因此，应用杂交优势提高产量时，应结合亲本综合性状表现，重点考虑这几个性状对F1代的影响。

表4 供试小麦品种的一般配合力效应值Table 4 Comparison of general combining abilities among wheat cultivars

同行数据后不同小写字母表示品种间差异显著(P<0.05)。

Different small letters following data in same row indicated the difference between cultivars was significant at 0.05 level.

表5 供试小麦品种在不同杂交组合中的特殊配合力效应值Table 5 Specific combining abilities of cultivars in different cross combinations

表6 供试小麦品种不同性状的遗传参数Table 6 Genetic parameters of different agronomic traits of eight wheat cultivars

3 讨 论

在作物育种中，选准综合性状优良的亲本尤为重要。对亲本各农艺性状进行配合力与遗传效应分析，深入了解亲本各数量性状的遗传规律，对于正确选择亲本、尽早确定优良组合和提高育种效率都具有重要意义[7]。前人对小麦品种配合力和遗传力的研究很多，但由于生态区域和试验选用的材料不同，其研究结果既有相同，又有不同，或者趋势相同，如大部分性状同时受加性和显性作用，只是相对比例差异而已。欧俊梅等[8]研究认为，株高、穗长、穗粒数和千粒重受加性和非加性效应共同作用，主要以加性效应为主。庞红喜等[9]认为株高、穗长、每穗小穗数受加性效应为主，而穗粒数、千粒重受非加性效应为主。李 伟等[10]研究表明，穗长、穗粒数、小穗数、穗粒重主要受加性效应作用，株高和千粒重明显受加性和非加性共同作用。于海涛等[11]研究认为，穗长和结实小穗数以加性效应为主，穗粒数和千粒重主要受非加性效应影响。本研究结果表明，株高性状受加性效应和显性效应共同作用，但以加性效应为主，与欧俊梅等[8]、庞红喜等[9]和李 伟等[10]的研究结果一致。有效小穗数和主茎穗长受加性效应控制，与于海涛等[11]的研究结果一致。千粒重性状受加性效应为主，与欧俊梅等[8]的研究结果一致，与庞红喜[9]、于海涛等[11]的结果不一致。穗粒数受显性效应控制，与欧俊梅等[9]和李 伟等[10]的研究结果不一致。分析这些结果的异同性，可能是受不同的地理条件、生产条件、生态环境以及选用不同材料的影响，不同地区的育种者选育的优异新品系在农艺性状表现上各有侧重，同时，选用材料之间的亲缘关系的远近也可能导致结果有较大差异，因此，对新品系进行配合力和遗传力分析，利于深入了解其优良农艺性状的遗传规律，为更好地利用这些新品系奠定理论基础。周麦22是河南省周口市农科院选育的半冬性小麦新品种，2007年通过国家审定，该品种突出优点是高产、稳产、多抗、广适，目前周麦22年推广面积河南省第一、国内第二，已累计推广670万hm2，已被国内其他育种单位广泛用作杂交育种的骨干亲本。目前，以周麦22为亲本选育出的小麦新品种如周麦26、存麦8号、新麦32、郑麦1860、中育1215、中育1220等已经通过国家审定或正在参加国家试验的小麦新品种50多个，应用前景十分广阔，育种实践与本研究结果吻合。

本研究结果表明，株高具有较高的狭义遗传力，高达97.39%，且以加性效应为主，该性状受环境影响较小，在实际育种工作中可在早代进行选择。单穗重、单株粒重、穗粒数3个性状的遗传决定度较大(分别为44.49%、37.46%、36.66%)，但其狭义遗传力较小(分别为18.14%、6.52%、6.10%)，进行早代选择往往效果不佳，可采取中高世代选择。利用常规杂交育种做到各个性状都达到预期的育种目标是很难的，很多性状间都存在负相关性，关键是通过寻找亲本各性状间的平衡点，以保证所选组合综合性状优良。本研究的结果有利于育种者深入了解黄淮麦区大面积推广的品种特性和遗传规律，并认识到好品种并非就是好亲本。另外，本研究可以进一步对F2代进行遗传力分析，更深层次了解品种特性及遗传规律，从而服务和指导育种实践。

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Combining Ability and Genetic Effect Analysis of Main Agronomic Traits of Cultivars in Huanghuai Wheat Region

ZOU Shaokui1,YIN Guihong1,TANG Jianwei1,WANG Junsheng2,HAN Yulin1,LI Shuncheng1,LI Nannan1

(1.Zhoukou Academy of Agricultural Sciences/Wheat Germplasm Improvement Engineering Research Center of Henan Province/Key Laboratory of Crop Molecular Breeding and Bioreactor of Henan Province,Zhoukou,Henan 466001,China; 2.Zhoukou Normal University,Zhoukou,Henan 466001,China)

To dissect the hereditary ability for main agronomic traits of cultivars in Huanghuai wheat region,eight varieties,such as Zhoumai 22,Jimai 22,Aikang 58,Xinong 979,Xinmai 26,Zhengmai 366,Yannong 19 and Han 6172,were employed to evaluate the general and specific combining ability in diallel crossing system. The results indicated that tested parents behaved variously for different agronomic traits. For example,Aikang 58,Xinong 979 and Zhengmai 366 with low general combining ability were beneficial to lower plant height of hybrids; the combining ability of Jimai 22 and Aikang 58 was higher so as to increase the spike number of hybrids; Yannong 19 and Zhengmai 366 with higher combining ability were beneficial to increase kernel per spike; and Zhoumai 22 and Jimai 22 with higher combining ability were good to increase thousand kernel weight. The narrow heritability of agronomic traits varied greatly,with a range of 2.83% to 97.39%. Among them,the narrow heritability of plant height was the highest,up to 97.39%,followed by that of main stem spike length(72.04%),and thousand kernel weight(40.64%).The three traits were suggested to be selected at low generation in breeding program. Plant height and biological yield per plant were affected by the combination of additive effect(24.4 and 6.8,respectively) and dominant effect(6.1 and 14.67). The plant height was mainly controlled by additive effect,while the yield per plant and kernel number were mainly controlled by dominant effect.Additionally,traits of valid spikelets,thousand kernel weight and main stem spike length were controlled by the additive effect(0.22,3.09 and 0.27,respectively),while kernel per spike and grain weight per plant were controlled by dominant effect (8.88 and 6.29).

Common wheat; Cultivars in Huanghuai wheat region; Combining ability; Genetic constitution; Agronomic traits

10.7606/j.issn.1009-1041.2017.06.03

时间：2017-06-07

2016-12-20

2017-03-15

河南省重大科技专项(151100110400);河南省现代农业产业技术体系建设专项(20130199-ny)

E-mail：zoushaokui2015@163.com

殷贵鸿(E-mail：yinguihong2008@163.com)

S512.1；S330

A

1009-1041(2017)06-0730-09

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