俞華先，經(jīng)艷芬，安汝?yáng)|，郎榮斌，董立華，桃聯(lián)安，孫有芳，楊李和，邊 芯，周清明

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，云南 瑞麗 678600)

【研究意義】甘蔗是中國(guó)重要的糖料作物和能源作物。目前大田生產(chǎn)中，甘蔗品種結(jié)構(gòu)單一、老化，面積推廣最大的主栽品種ROC22、ROC16、粵糖93-159等已經(jīng)種植了20余年，易感染黑穗病、梢腐病、花葉病、褐條病，蟲害相當(dāng)嚴(yán)重，單產(chǎn)下降，給生產(chǎn)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失[1-3]。甘蔗新品種的選育和推廣應(yīng)用是解決品種單一化、提高蔗糖產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑[4]。甘蔗雜交育種是甘蔗良種選育最有效的措施[5]，而親本評(píng)價(jià)和組合選配是甘蔗雜交育種中面臨的首要問(wèn)題[6-8]，科學(xué)評(píng)價(jià)甘蔗親本及其組合，可增強(qiáng)對(duì)雜交后代表現(xiàn)的預(yù)見(jiàn)性，減少組合選配的盲目性，對(duì)提高育種效率具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】近年來(lái)，為提高育種效率，模糊數(shù)學(xué)法、灰色關(guān)聯(lián)度法、同異分析法等被用來(lái)評(píng)價(jià)甘蔗雜交組合[9-12]，而從澳大利亞引進(jìn)的家系評(píng)價(jià)，可有效評(píng)價(jià)甘蔗親本的優(yōu)劣而被廣泛應(yīng)用于甘蔗親本的評(píng)價(jià)[8,13-19]，生產(chǎn)性甘蔗親本的利用和評(píng)價(jià)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】云南省農(nóng)科院甘蔗研究所瑞麗育種站是全國(guó)唯一的內(nèi)陸型甘蔗雜交育種基地，其依托“國(guó)家甘蔗種質(zhì)資源圃”中大量珍貴的種質(zhì)，利用熱帶種與野生種質(zhì)廣泛雜交和回交，創(chuàng)新選育出一批含有野生血緣且綜合性狀表現(xiàn)較好或抗性突出的種質(zhì)和親本[13-16]，即“云瑞創(chuàng)新親本”。這些種質(zhì)、親本由于含有新的內(nèi)陸型野生血緣，遺傳背景更為豐富，所培育出的品種對(duì)內(nèi)陸蔗區(qū)的適應(yīng)性更強(qiáng)[17]，目前云瑞創(chuàng)新親本、品種型親本和國(guó)內(nèi)外引進(jìn)親本雜交后代育種潛力的報(bào)道并不多。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】利用云瑞創(chuàng)新親本、品種型親本、國(guó)外引進(jìn)親本及其選配組合的后代群體為材料，采用家系評(píng)價(jià)分析雜交后代主要性狀的遺傳效應(yīng)，以期為生產(chǎn)性甘蔗親本的進(jìn)一步利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試甘蔗雜交組合共 38 個(gè)，雜交母本28個(gè)、父本26個(gè)。在甘蔗雜交組合選配中，均使用了云瑞創(chuàng)新親本、云蔗系列親本、德蔗系列親本和新臺(tái)糖系列親本，母本還用了粵糖系列親本，福農(nóng)99-201、贛南02-70；父本用了福農(nóng)99-201、桂糖96-211、福農(nóng)15、Q166和PT69-463。

1.2 試驗(yàn)方法

于2014-2015年雜交季節(jié)，在瑞麗站配制雜交組合，收獲雜交種。2014年3月中旬播種，4月上旬完成假植，5月下旬定植。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)試驗(yàn)，設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)參試實(shí)生苗組合種90苗。其行距1.2 m，行長(zhǎng)6 m，每行種30株，以粵農(nóng)73-204×CP72-1210、ROC5×PT69-463為對(duì)照。試驗(yàn)安排在瑞麗站，田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)的收集

于2015年1月中旬分別從各小區(qū)連續(xù)選10叢甘蔗，調(diào)查株高、莖徑、叢有效莖數(shù)、錘度等主要性狀，參考文獻(xiàn)[8,17-18]計(jì)算蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel2003整理數(shù)據(jù)，用R 3.2.0軟件[19](Asreml程序包)參照安汝?yáng)|等[20]分析模型，計(jì)算親本及組合的方差分析、一般配合力和特殊配合力。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試甘蔗親本及選配組合對(duì)后代群體性狀的影響

由表1可見(jiàn)，蔗莖產(chǎn)量在父本方面表現(xiàn)無(wú)明顯差異，株高、莖徑、錘度、叢有效莖、糖產(chǎn)量等5性狀在父本、母本及組合中表現(xiàn)出P<0.001或P<0.01的極顯著差異，說(shuō)明參試甘蔗親本材料無(wú)論是作父本、母本及組合，均對(duì)后代主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出極顯著差異。株高、莖徑2個(gè)性狀在父本、母本及組合中表現(xiàn)出極顯著差異(P<0.001)；叢有效莖、糖產(chǎn)量在母本及組合中表現(xiàn)出極顯著差異(P<0.001)，在父本中表現(xiàn)為極顯著差異(P<0.01)，說(shuō)明叢有效莖、糖產(chǎn)量受父本的影響沒(méi)有組合及母本大；蔗莖產(chǎn)量在母本及組合均表現(xiàn)為極顯著差異(P<0.01)，受父本的影響差異不明顯。這些主要農(nóng)藝性狀在后代表現(xiàn)的差異是用于對(duì)參試甘蔗親本育種潛力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

2.2 遺傳力分析

由表2可見(jiàn)，甘蔗親本組合對(duì)后代主要性狀的平均遺傳力大小為組合(70.06 %)>母本(66.47 %)>父本(48.72 %)，說(shuō)明該系列親本選配的組合對(duì)后代影響大，其次是母本，父本相對(duì)影響小。6個(gè)性狀的平均遺傳力除蔗莖產(chǎn)量低于50 %外，其余性狀平均遺傳力高于50 %，組合、父本和母本遺傳力大于50 %的性狀有株高、莖徑、糖產(chǎn)量，說(shuō)明株高、莖徑、糖產(chǎn)量對(duì)后代的遺傳貢獻(xiàn)率大；莖徑、叢有效莖、糖產(chǎn)量的遺傳力均表現(xiàn)為母本高于組合和父本，組合的株高、錘度、蔗莖產(chǎn)量遺傳力高于雙親，說(shuō)明雜交群體材料蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量受母本、父本和組合選配方式的共同影響。

2.3 28個(gè)母本對(duì)后代群體主要性狀的一般配合力

由表3可見(jiàn)，母本的蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量、錘度、叢有效莖效應(yīng)值為正值，且超過(guò)雙對(duì)照(ROC5、粵農(nóng)73-204)的分別有13、13、16、18個(gè)；云瑞10-1288、德蔗07-36、云瑞10-1329、云瑞09-751、云瑞09-536、德蔗99-36等6材料蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量的效應(yīng)值為負(fù)值但超過(guò)雙對(duì)照。莖徑僅云蔗08-2138效應(yīng)值為正值且超過(guò)雙對(duì)照，云瑞10-736的效應(yīng)值位于雙對(duì)照ROC5和粵農(nóng)73-204之間，其余材料皆低于雙對(duì)照；株高有25材料的效應(yīng)值位于雙對(duì)照ROC5和粵農(nóng)73-204之間。所有母本材料中，云瑞09-740、粵甘60、云瑞10-543、云瑞10-736、德蔗93-94、粵糖93-159、云蔗08-2138等表現(xiàn)最好，蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量的一般配合力為正值，綜合表現(xiàn)優(yōu)良，可作高產(chǎn)高糖的母本加大利用力度。

表1 6個(gè)性狀方差分析結(jié)果

注：***和**分別代表差異達(dá)0.001和0.01的極顯著水平。

Note: *** and ** represent significant differences at 0.001 and 0.01 levels, respectively.

表2 親本和組合對(duì)后代群體主要性狀的遺傳力

表3 母本主要性狀的一般配合力

續(xù)表3 Continued table 3

母本Female parent一般配合力 General combining ability株高Plant height莖徑Stem diameter錘度Brix叢有效莖Stalk number蔗莖產(chǎn)量Cane yield糖產(chǎn)量Sugar yield粵糖93-1593.30490.11300.8421-0.06315.57211.4083云瑞05-649-6.6565-0.12861.0926-0.2260-9.5668-1.2765云瑞05-7909.45760.07080.3456-0.5313-7.6410-1.1975云瑞09-311-16.32730.04721.28790.0431-0.12460.5405云瑞09-7409.36400.1341-0.66290.160812.59591.7625云瑞09-751-17.9602-0.03010.14840.1201-1.3551-0.1987云瑞09-9280.6358-0.27820.05210.0981-9.9176-1.5894云瑞10-1055-19.7538-0.0278-2.22110.28300.5586-0.9457云瑞10-1085-27.26310.07081.33640.0794-1.44650.3177云瑞10-1288-13.6436-0.22010.37890.6698-1.2172-0.0344云瑞10-132913.9332-0.0700-0.0378-0.0427-0.0845-0.1048云瑞10-33635.8510-0.3139-0.9355-0.0020-6.4255-1.4344云瑞10-5432.75710.16930.06190.01839.49781.6793云瑞10-736-6.60820.19041.00170.07946.69621.6900云瑞5-2833.6171-0.1450-0.64070.50694.48250.4351云瑞99-11311.8815-0.10970.46440.12391.92150.5214云蔗05-5110.3246-0.0505-0.44720.24546.42680.6906云蔗08-2138-20.63080.3264-0.1309-0.18534.76870.7275

2.4 26個(gè)父本對(duì)后代群體主要性狀的一般配合力

由表5可知，父本的錘度、叢有效莖、蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量效應(yīng)值為正值，且超過(guò)雙對(duì)照(PT69-463、CP72-1210)的分別有14、24、20、21個(gè)；蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量的效應(yīng)值為負(fù)值，且超過(guò)雙對(duì)照的分別有7、9個(gè)；26個(gè)父本材料(含雙對(duì)照)中，株高的效應(yīng)值除云瑞10-555為負(fù)值且低于雙對(duì)照外，其余材料的效應(yīng)值皆位于雙對(duì)照之間；莖徑的效應(yīng)值除云蔗89-7的為正值且位于雙對(duì)照之間外，其余材料的效應(yīng)值皆小于雙對(duì)照。所有父本材料中，云瑞10-291、云蔗89-7、CP94-1100、云瑞06-3504和云瑞05-770作父本后代綜合性狀較好，蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量配合力為正效應(yīng)且排名在前6位，可作高產(chǎn)高糖父本利用。

2.5 38個(gè)選配組合的特殊配合力

由表5可見(jiàn)，38個(gè)組合的錘度、叢有效莖、蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量特殊配合力為正效應(yīng)值，且超過(guò)雙對(duì)照的分別有21、22、19、17個(gè)；株高特殊配合力效應(yīng)值除福農(nóng)99-201×云瑞10-555為負(fù)值且低于雙對(duì)照外，其余材料效應(yīng)值皆位于雙對(duì)照之間；云蔗08-213×云瑞05-704莖徑特殊配合力效應(yīng)值為正值且大于雙對(duì)照，云瑞10-736×云蔗89-7莖徑特殊配合力效應(yīng)值為正值且位于雙對(duì)照之間，其余材料特殊配合力效應(yīng)值皆小于雙對(duì)照；錘度、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)值為正值，超過(guò)雙對(duì)照的分別有21、19、17個(gè)，其中11組合蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)良?；浉?0×云瑞10-291、云瑞09-740×CP94-1100、云瑞10-736×云蔗89-7、云瑞10-543×云蔗05-51、德蔗93-94×云瑞09-772、粵糖93-159×云瑞06-827、云瑞99-113×云瑞06-350、云蔗05-51×云瑞05-770、云瑞09-311×福農(nóng)15、福農(nóng)99-201×云瑞10-555、云蔗05-51×云瑞10-1329、云蔗08-213×云瑞05-704、云蔗05-51×云瑞05-704、云瑞09-311×ROC11、云瑞5-283×云瑞10-736、云蔗05-51×德蔗07-36等16組合蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量特殊配合力值為正效應(yīng)且高于雙對(duì)照，為高糖高產(chǎn)組合；云瑞10-105×德蔗07-36、ROC23×云蔗08-146、云瑞09-536×桂糖96-211等3組合為高產(chǎn)組合。

3 討 論

本研究表明，參試甘蔗親本無(wú)論作母本還是作父本，其錘度、叢有效莖、蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量的一般配合力表現(xiàn)都比較突出，其中叢有效莖一般配合力表現(xiàn)更為突出，叢有效莖為產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素，因此供試材料對(duì)提高甘蔗產(chǎn)量的潛力較大，這一結(jié)論與朱建榮[8]、郎榮斌[21-22]的研究結(jié)論一致，說(shuō)明云瑞創(chuàng)新親本的利用對(duì)提高蔗莖產(chǎn)量潛力有十分重要的意義。從遺傳力方面來(lái)看，6個(gè)數(shù)量性狀中，株高、莖徑、糖產(chǎn)量父本、母本及組合的遺傳力均大于50 %，與郎榮斌等[22]對(duì)甘蔗引進(jìn)品種與云割F3親本遺傳力的研究結(jié)果不一致，這可能是因?yàn)檫x用的甘蔗雜交親本血緣基礎(chǔ)不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明：一般配合力高的父母本材料選配成的組合特殊配合力也高，佐證了呂建林[23]等人認(rèn)為一般配合力效應(yīng)較高的親本組配的組合特殊配合力一般也較高的結(jié)論。

表4 父本主要性狀的一般配合力

表5 38組合主要性狀的特殊配合力

續(xù)表5 Continued table 5

組合Combinations特殊配合力 Specific combining ability株高Plant height莖徑Stem diameter錘度Brix叢有效莖Stalk number蔗莖產(chǎn)量Cane yield糖產(chǎn)量Sugar yield贛南02-70×云瑞05-7477.1992-0.2404-0.80170.0145-7.8906-1.3540粵甘60×云瑞10-29117.77980.06490.66910.093310.44022.0072粵農(nóng)73-204×CP72-1210(CK2)-29.87530.18620.0501-0.7144-15.2645-2.4168粵糖93-159×云瑞06-8272.84010.12330.9090-0.08405.84321.3674云瑞05-649×云蔗05-51-7.4219-0.10791.1802-0.2416-10.3160-1.2540云瑞05-790×德蔗07-369.17850.08290.3716-0.5371-8.2605-1.1769云瑞09-311×ROC11-7.65280.05150.63070.03422.28050.6464云瑞09-311×福農(nóng)15-23.11300.18391.3001-0.02492.79031.0069云瑞09-311×云瑞10-736-16.3886-0.08101.30970.0145-5.6547-0.4726云瑞09-740×CP94-11009.08200.1435-0.72010.132713.34041.7133云瑞09-751×德蔗07-36-19.0667-0.01360.15800.0933-1.5509-0.2017云瑞09-928×ROC22-18.7246-0.1237-0.0027-0.1234-11.0337-1.7646云瑞09-928×云瑞05-79016.7273-0.2292-0.36260.3494-0.3271-0.1954云瑞09-928×云瑞09-7722.0741-0.24260.4892-0.0840-10.4890-1.6020云瑞10-105×德蔗07-36-20.9144-0.0114-2.40690.25090.4918-0.9310云瑞10-108×CP94-1100-28.65030.08291.44410.0539-1.64840.3026云瑞10-128×ROC11-14.6198-0.19550.40760.6252-1.4037-0.0412云瑞10-132×Q16613.7890-0.0518-0.0435-0.0643-0.1946-0.1100云瑞10-336×德蔗03-6836.3682-0.2853-1.0152-0.0249-6.9631-1.4082云瑞10-543×云蔗05-512.27580.17720.0645-0.005210.03351.6321云瑞10-736×云蔗89-7-7.37220.19741.08180.05397.04311.6425云瑞5-283×云瑞10-7363.1617-0.1237-0.69610.46764.68020.4172云瑞99-113×德蔗03-6817.5839-0.09900.5443-0.1431-3.4372-0.3392云瑞99-113×云瑞06-3503.9481-0.04960.28760.29036.34011.1590云蔗05-51×德蔗07-3613.8358-0.0877-2.21970.36917.05970.0254云蔗05-51×云瑞05-70411.2016-0.0361-0.56180.19185.91500.6714云蔗05-51×云瑞05-77011.73670.01550.15320.11306.45421.0924云蔗05-51×云瑞06-4808.4739-0.02490.7411-0.2022-3.1703-0.1746云蔗05-51×云瑞10-1329-1.21210.02450.10290.23124.27170.7485云蔗08-213×云瑞05-704-21.81780.3276-0.1443-0.20224.98570.7027

在第二年宿根實(shí)生苗的選育過(guò)程中，頭年新植入選的材料有部分組合表現(xiàn)不佳，甚至沒(méi)有單株入選，這與陳如凱等[24]的結(jié)論：配合力效應(yīng)與環(huán)境效應(yīng)之間存在一定程度的交互作用相吻合，Hogarth等[25]曾報(bào)道了父母本一般配合力×環(huán)境的顯著互作效應(yīng)。因此，在親本組合選配策略上，建議采用多年(一般3 年)重復(fù)選配較好組合的方法，讓雜種群體的變異充分表現(xiàn)出來(lái)，從中篩選合乎育種目標(biāo)的單株。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)部分甘蔗親本組合的遺傳力和配合力分析，表現(xiàn)優(yōu)異的材料有作母本的云瑞09-740、粵甘60、云瑞10-543、云瑞10-736、德蔗93-94、粵糖93-159、云蔗08-2138和作父本的云瑞10-291、云蔗89-7、CP94-1100、云瑞06-3504、云瑞05-770。本研究表明，云瑞99-113×云瑞06-350、云瑞10-736×云蔗89-7、粵甘60×云瑞10-291、云瑞09-740×CP94-1100、云瑞10-543×云蔗05-51、德蔗93-94×云瑞09-772、粵糖93-159×云瑞06-827、云蔗05-51×云瑞05-770、云瑞09-311×福農(nóng)15、福農(nóng)99-201×云瑞10-555、云蔗05-51×云瑞10-1329、云蔗08-213×云瑞05-704、云蔗05-51×云瑞05-704、云瑞09-311×ROC11、云瑞5-283×云瑞10-736、云蔗05-51×德蔗07-36等16個(gè)組合蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量特殊配合力值為正效應(yīng)且高于雙對(duì)照，為高糖高產(chǎn)組合；云瑞10-105×德蔗07-36、ROC23×云蔗08-146、云瑞09-536×桂糖96-211等3組合為高產(chǎn)組合。