柴靜瑜　王開良　姚小華等

關鍵詞：普通油茶；小果油茶；巢式交配設計；經(jīng)濟性狀；一般配合力；特殊配合力

中圖分類號：S794.4 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1498（2023）01-0001-10

油茶（Camellia oleifera Abel.）是我國南方一種重要的木本食用油料作物。茶油色清味香，單不飽和脂肪酸含量高，富含角鯊烯、維生素E等保健成分，營養(yǎng)豐富，性質(zhì)穩(wěn)定，長期食用可有效改善我國公民的膳食結構。另一方面，發(fā)展油茶產(chǎn)業(yè)，對保障我國的糧油安全具有重要意義。近年來，油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，已成為我國產(chǎn)量最高的四大油料（油菜（Brassica spp.）、大豆（Glycine max （Linn.） Merr.）、花生（Arachis hypogaea Linn.）和油茶）之一。產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的油茶良種是基礎和關鍵。

雜交育種作為最有成效的遺傳改良技術之一，在林木育種上普遍應用。雜交親本的科學選配是實現(xiàn)多個優(yōu)良性狀聚合，提高雜交育種效率的先決條件。配合力是親本選擇和組合配置的重要依據(jù)，配合力包括一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）。一般配合力指一個個體與其他個體交配產(chǎn)生的后代的平均表現(xiàn)；特殊配合力指某特定組合在其雙親平均表現(xiàn)的基礎上與預期結果的偏差。單個親本的GCA及雙親間的SCA越高，其雜交子代相應性狀的表現(xiàn)越好。雜交育種也是現(xiàn)階段油茶育種的重要手段和途徑，但主要還局限于簡單的具有互補性狀的親本雜交。林萍等以雜交子代幼林為材料，開展了雜交親本在生長性狀及油脂相關經(jīng)濟性狀的配合力和遺傳力評估，為油茶雜交育種的親本選配研究開展了有益探索。但幼林的各性狀受環(huán)境影響較大，且親本配合力及各性狀遺傳力隨著樹齡的增長會發(fā)生變化，這在馬尾松、桉樹flq等多個林木類樹種中已證實。因此，以雜交子代成林為研究材料，開展油茶重要經(jīng)濟性狀的親本選配研究對油茶雜交育種具有重要意義。

普通油茶（C.oleifera）又名中果油茶，因果實較大、產(chǎn)量高，是我國油茶產(chǎn)業(yè)第一位的主栽物種。小果油茶（C.meiocarpa）雖果實較小，因其果皮薄，出籽率高，且與普通油茶花期相近，在普通油茶雜交育種中常被視作培育高出籽率良種的優(yōu)良親本；但普通油茶與小果油茶開展種間雜交，親本重要性狀的配合力、遺傳力等重要遺傳參數(shù)未見評估。研究組在前期以普通油茶和小果油茶為親本采用巢式交配設計創(chuàng)制了12個雜交組合，本研究測定分析進入盛產(chǎn)期的7年生雜交子代測定林11個果實和油脂性狀，估算油茶親本的遺傳參數(shù)，比較種內(nèi)雜交（普通油茶×普通油茶）與種間雜交（普通油茶×小果油茶）的差異，為油茶雜交育種，尤其是為普通油茶與小果油茶種間雜交育種的親本選配提供參考依據(jù)。

1材料和方法

1.1供試材料

2010年11月上旬在浙江金華東方紅林場國家油茶種質(zhì)資源收集庫內(nèi)選擇具有不同優(yōu)良性狀的4個普通油茶無性系良種為母本，7個普通油茶和5個小果油茶無性系為父本（表1），按照巢式設計控制授粉雜交12個組合（表2），每組合控制授粉200朵花。2011年10月果實成熟，12個組合共收獲雜交果實342個，雜交種子1200余粒。雜交種子于2012年春季播種育苗，2014年1月實生苗造林。造林按照完全隨機區(qū)組設計，10株小區(qū)，重復3次，造林密度3m×2m。

1.2性狀調(diào)查測定方法

2021年子代測定林郁閉度達90%以上，平均單株冠幅6m²，單株果實產(chǎn)量有顯著分化，分布在0.12～15.35 kg范圍內(nèi)。每雜交組合10株一小區(qū)，3次重復，共30個單株調(diào)查取樣。2021年10月待5%以上果實開裂時，每單株隨機取30個果實，測定單果質(zhì)量（weight）、鮮果出籽率（RSF）和干籽出仁率（RKS）等性狀平均值作為單株果實性狀數(shù)據(jù)。測定種仁含油率（OC）、油脂脂肪酸成分及含量作為單株油脂性狀數(shù)據(jù)。鮮果出籽率、干籽出仁率、種仁含油率等性狀測定采用姚小華等和謝一青等的方法。油脂脂肪酸成分測定采用氣相色譜法，具體參照周長富等的方法。

1.3統(tǒng)計分析方法

本研究采用DPS統(tǒng)計軟件對雜交子代果實和油脂相關性狀數(shù)據(jù)進行分析。采用單因素方差分析評估雜交組合間的性狀差異，若雜交組合間差異顯著，根據(jù)巢式（NCI）隨機區(qū)組設計分析模型評估母本效應和母本內(nèi)父本效應。母本的GCA和雜交組合的SCA的估算參照梁一池和吳兵等的方法進行：

2結果與分析

2.1雜交子代果實與油脂性狀差異分析

表3表明：油茶單果質(zhì)量、鮮果出籽率、干籽出仁率、種仁含油率及油脂中各脂肪酸成分含量在不同雜交組合間均差異極顯著（P<0.01），意味著選擇具有不同性狀表現(xiàn)的無性系開展雜交，可為油茶育種創(chuàng)制出變異豐富的育種群體。12個雜交組合的平均單果質(zhì)量、鮮果出籽率和干籽出仁率分別為14.91g、25.69%和60.79%，變異系數(shù)分別為36.29%、25.05%和11.40%。在油脂性狀中，種仁含油率、棕櫚酸、棕櫚烯酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和順-11-二十碳烯酸含量的平均值分別是39.99%、8.74%、0.12%、1.96%、78.66%、9.65%、0.36%和0.53%；變異系數(shù)分別為17.62%、7.72%、24.76%、18.83%、3.62%、25.58%、27.24%和10.89%。在測定的11個性狀中，單果質(zhì)量的變異系數(shù)最高，單果質(zhì)量的最高單株是最低單株的6.2倍；油酸含量的變異系數(shù)最低，油酸含量的最高單株僅是最低單株的1.28倍。亞油酸、亞麻酸含量及鮮果出籽率亦具有較高的變異系數(shù)。進一步分析結果表明，除硬脂酸和亞油酸含量在母本間差異顯著外（P<0.05），各經(jīng)濟性狀的變異來源主要存在于母本內(nèi)父本間效應，均在P<0.01水平上差異顯著。這與本研究中母本只包括普通油茶，父本中既有普通油茶亦有小果油茶的設置是一致的。

進一步對差異顯著的性狀進行多重比較，結果（表4）顯示：12個雜交組合中，單果質(zhì)量最大的是種內(nèi)雜交組合10×4，其平均值為19.62 g；最小組合為種間雜交組合40×小D1，其平均值僅為8.02g，前者是后者的2.45倍，差異顯著。種內(nèi)雜交單果質(zhì)量最低組合（40×95）的平均值為16.33 g，種間雜交單果質(zhì)量最高組合（53×小3）的平均值為13.33 g。可見，種內(nèi)雜交單果質(zhì)量均顯著大于種間雜交組合。鮮果出籽率較高的組合是40×95和4×23，平均值分別為29.38%和29.14%。種間雜交組合53×小1、53×小2和53×小3鮮果出籽率略低，與種內(nèi)雜交組合40×95和4×23差異不顯著；4×小4和40×小D1在鮮果出籽率上表現(xiàn)較差，不具有好的雜交收益。組合4×23的干籽出仁率最高，達到65.64%；其次是10×4、40×95和4×18，其平均值均高于64%。與種內(nèi)雜交組合相比，大多數(shù)種間雜交組合的干籽出仁率均較低，僅53×小2和40×小D1兩個組合的干籽出仁率超過了60%，均值分別為61.72%和61.00%。種仁含油率相對較高的組合分別是4×23、4×18和40×95，其平均值分別為46.53%、45.05%和43.58%，在該性狀上表現(xiàn)出較好的雜交優(yōu)勢。

在脂肪酸成分中，棕櫚酸含量較高的組合是53×小3和4×18，分別占脂肪酸成分的9.60%和9.39%。硬脂酸含量較高的組合為10×40和40×10，種間雜交組合40×小D1在該性狀上表現(xiàn)較好，與其余種間雜交組合差異顯著。油茶脂肪酸的主要成分油酸含量較高的組合為40×小D1、10×40、40×10和10×53，分別為80.80%、80.67%、80，66%和80.35%，53×小3油酸含量最低，僅為74.54%，顯著低于其余組合。53×小3的亞油酸含量最高，顯著高于其他組合的平均值，在該性狀上具有較高的雜交收益。棕櫚烯酸、α-亞麻酸和順-11-二十碳烯酸在油茶油脂中絕對含量較低，其含量在組合間的變異范圍較小。53×小3和4×18的棕櫚烯酸含量相當，在所有組合中最高，平均值均為0.14%，4×小4和53×小3在所有組合中α-亞麻酸含量最高，分別為0.46%和0.45%；53×小2、53×小1和10×53的順-11-二十碳烯酸含量均達到了0.57%，在該性狀上具有較好的雜交優(yōu)勢。綜上所述，組合4×23在鮮果出籽率、干籽出仁率、種仁含油率等指標上均表現(xiàn)出優(yōu)勢，組合53×小3在棕櫚酸、棕櫚烯酸、亞油酸和a.亞麻酸等油茶油脂性狀關鍵指標上顯示出優(yōu)勢，組合10×40在硬脂酸、油酸等油脂性狀上也表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。種間雜交組合4×小4和40×小D1在單果質(zhì)量、鮮果出籽率、干籽出仁率和種仁含油率等性狀上均較差，不具有很好的性狀表現(xiàn)。

2.2雜交組合親本一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）分析

GCA和SCA是雜交育種中親本選擇的重要依據(jù)，GCA和SCA值越大，獲得的遺傳增益更好。雜交親本GCA分析結果（表5）表明：母本長林53號在鮮果出籽率和亞油酸含量的GCA最高，分別為1.49和1.59；長林4號在種仁含油率、棕櫚酸和亞油酸含量上具有較高的GCA，其雜交子代表現(xiàn)出良好的遺傳增益；長林10號在單果質(zhì)量、干籽出仁率和油酸含量的GCA較高，分別為3.40、1.16和1.30；長林40號的雜交子代在油酸和硬脂酸含量有較好的遺傳增益。

12個雜交組合的各經(jīng)濟性狀的SCA（表6）表明：種內(nèi)雜交組合在果實性狀的SCA多高于種間雜交組合。種間雜交組合4x小4在4個果實性狀的SCA分別為-5.06、-2.44、-9.57和-5.99，該組合在果實性狀上的綜合表現(xiàn)顯著低于其他組合相應的SCA。因此，通過4x小4種間雜交選育聚合大果和高出籽率優(yōu)良性狀的新種質(zhì)的概率極低。種內(nèi)雜交組合4×23和40×95在單果質(zhì)量、鮮果出籽率、干籽出仁率和種仁含油率4個性狀上均具有較高的SCA值，4×23在這4個性狀的SCA分別為1.79、3.27、5.57和3.74，40×95在這4個性狀的SCA分別為2.57、4.65、2.93和3.51，這兩個組合在這4個性狀上的綜合表現(xiàn)明顯優(yōu)于其他種內(nèi)種間組合，是創(chuàng)制聚合多個果實優(yōu)良性狀新種質(zhì)的首選組合。種間雜交組合53×小2在鮮果出籽率、干籽出仁率和種仁含油率上具有較高的SCA，53×小3在單果質(zhì)量的SCA具有較好表現(xiàn)，這2個組合在通過種間雜交創(chuàng)制具備優(yōu)良果實性狀的種質(zhì)中可深入探索和應用。

種間雜交組合在油脂性狀，尤其是油酸或亞油酸含量的SCA比種內(nèi)雜交組合具有更好的表現(xiàn)。53×小2和53×小1油酸含量的SCA較高，分別為1.41和1.34，創(chuàng)制高油酸含量種質(zhì)可優(yōu)先考慮這2個組合。53×小3亞油酸含量的SCA較高，在以亞油酸含量為育種目的雜交育種中優(yōu)先使用該雜交組合。種內(nèi)雜交組合4×23和40×95分別在油酸和亞油酸含量上的SCA較高。結合親本組合的GCA值和SCA值，種內(nèi)雜交組合4x23在果實性狀和部分油脂性狀均表現(xiàn)出較好的配合力，具有較高的遺傳增益，種間雜交組合53×小2在鮮果出籽率和油酸含量、53×小3在單果質(zhì)量、棕櫚酸和亞油酸含量等性狀上表現(xiàn)出較高的配合力。

遺傳力是反映遺傳變量占表型變量的比率，是選擇育種中確定親本，估算遺傳增益的重要參數(shù)。結果（表7）表明：本研究中所有性狀的家系遺傳力范圍為0.0250～0.8965，單株遺傳力范圍為0.2439～0.9978。亞油酸、硬脂酸和油酸含量的家系遺傳力普遍高于其它經(jīng)濟性狀，分別為0.8965、0.8851和0.694，這3個性狀主要受遺傳因素的影響，由基因控制，受環(huán)境條件影響較小。說明通過家系選擇，這些性狀可以獲得較好的改良。鮮果出籽率的遺傳力最小，主要受環(huán)境條件影響。雜交子代所測定的硬脂酸、油酸和亞油酸的家系遺傳力和單株遺傳力相對較高，故在油茶遺傳改良中，以脂肪酸經(jīng)濟性狀為育種目標，進行優(yōu)良雜交組合或優(yōu)良單株選擇均可以獲得更高的遺傳增益。

3討論

在育種工作中，估測雜變親本的GCA和SCA，可根據(jù)育種目的有效篩選最優(yōu)親本和最佳組合，從而提高育種效率。本研究選取處于盛產(chǎn)期的種內(nèi)雜交子代和種間雜交子代為研究對象開展遺傳分析，旨在揭示普通油茶與小果油茶種間雜交育種的可行性及親本選配規(guī)律，為種間雜交育種策略提供理論基礎。齊明在杉木雜交育種的研究中發(fā)現(xiàn)，親本GCA評估比親本間SCA評估更重要。林萍等在普通油茶種內(nèi)雜交育種研究中同樣證實了該結論。本研究結果表明，當同時分析種內(nèi)和種間雜交組合時，組合間的差異主要來源于雙親間的SCA，表明在開展種間雜交時組合SCA的評估更重要，可作為優(yōu)先考慮的因素。本研究中以長林53號為母本的種間雜交組合為例，長林53號的單果質(zhì)量、干籽出仁率和種仁含油率的GCA在所有母本中均最低，但以長林53號為母本的種間雜交組合分別在這3個性狀上具有較高的SCA。結合長林53號果實大和小果油茶出籽率高的特點，雙親的優(yōu)良性狀分別在3個種間組合中獲得了良好的遺傳增益。因此，在開展普通油茶和小果油茶的雜交中，想要選育果實較大、出籽率高的新品種，首先需要考慮的是親本的SCA效應，再考慮親本的GCA。

優(yōu)樹選擇和子代測定是林木育種最基本的方法。通過雜交子代的遺傳力測定進行優(yōu)良家系或優(yōu)良單株選育，可大大提高選擇育種的效率。遺傳力的理論值一般為0～1，遺傳力越高，說明該性狀變異受環(huán)境因素影響越小，遺傳能力越強。本次實驗首次嘗試了選擇油茶種間與種內(nèi)親本進行雜交測定遺傳力，根據(jù)本研究的遺傳效應評估值，發(fā)現(xiàn)油茶的經(jīng)濟性狀主要受非加性遺傳效應影響。絕大數(shù)經(jīng)濟性狀的父本方差大于母本的方差，父本對子代變異的貢獻值更大。林萍等對油茶雜交子代幼齡時期的遺傳力進行研究，發(fā)現(xiàn)各經(jīng)濟性狀主要受環(huán)境影響較大，遺傳控制力度較弱，通過篩選優(yōu)良家系作為優(yōu)良品種選育的策略是不可取的，在全同胞家系內(nèi)選擇優(yōu)良單株培育成優(yōu)良品種的效率更高。本研究發(fā)現(xiàn)，進入盛產(chǎn)期后油茶各性狀的遺傳力顯著升高，尤其是硬脂酸、油酸、亞油酸含量等油脂性狀主要受遺傳控制，受環(huán)境影響較小。

綜合考慮親本配合力和各性狀的遺傳控制模式，普通油茶種內(nèi)雜交組合4×23在以單果質(zhì)量、鮮果出籽率、干籽出仁率、種仁含油率和油酸含量等性狀為育種目標時可作為優(yōu)選雜交組合。普通油茶和小果油茶的種間雜交組合53×小3可在單果質(zhì)量、棕櫚酸、亞油酸和α-亞麻酸含量育種中加以利用；組合53×小2在鮮果出籽率、干籽出仁率、種仁含油率和油酸含量上具有育種優(yōu)勢。本研究以油茶雜交子代成林為材料，首次對油茶種間雜交的親本配置及遺傳效應開展了分析評估，為油茶種間雜交策略提供了理論基礎，為科學指導普通油茶與小果油茶種間雜交育種提供了理論指導。

4結論

本研究以油茶種內(nèi)雜交（普通油茶×普通油茶）和種間雜交（普通油茶×小果油茶）家系為研究對象，研究子代經(jīng)濟性狀的遺傳變異規(guī)律，解析親本及親本組合對子代經(jīng)濟性狀的影響。研究發(fā)現(xiàn)，雜交子代經(jīng)濟性狀在家系間存在極顯著的差異，且變異主要來源于父本效應。隨著樹齡的增長，油茶的多數(shù)經(jīng)濟性狀主要受遺傳控制，環(huán)境因素影響較小。遺傳效應分析表明，硬脂酸、油酸和亞油酸含量主要受加性遺傳控制，其余8個經(jīng)濟性狀的非加性遺傳方差顯著高于加性遺傳方差。比較種內(nèi)和種間雜交親本配合力的差異表明，組合間的差異主要來源于雙親間的SCA，因此，在油茶雜交育種中，尤其是開展種間雜交時，應將雙親SCA值的估測放在首位。單株遺傳力顯著高于家系遺傳力，因此，油茶雜交育種中應采用全同胞家系內(nèi)選擇優(yōu)良單株的育種策略。