大豆杂种优势利用研究

Ⅰ杂交组合杂种优势的测定及高优势组合的初步筛选

张荣昌 郭 泰 齐 宁 胡喜平 王志新 吴秀红

20世纪作物育种中一项重要的成就是杂种优势的有效利用。杂种优势是生物界存在的普遍遗传现象，但在作物育种上得到有效利用则是在40年代以后。美国首先在玉米，以后又在高粱上实现了杂种优势的全面利用，我国除了在玉米和高粱上已普遍应用杂种以外，70年代在水稻上实现的三系配套，也是在杂种优势理论的指导下得以实现的。近年来，在小麦和油菜、向日葵、蔬菜类等多种作物上也已实现杂种优势利用。但是，大豆育种工作至今仍未取得象禾本科作物那样的突破性进展，在过去的50年中，我国的水稻亩产增加了150%，玉米亩产增加了170%，而大豆亩产仅增加了80%，且年度间的稳产性较差。究其原因，水稻一是利用了矮秆基因，克服了倒伏，二是利用杂种优势；玉米则主要是利用了杂种优势。所以，若想取得大豆育种的突破性进展，利用杂种优势也将是行之有效的重要途径之一。过去国内外有关大豆杂种优势利用研究的报导很少，为此，吉林省农科院大豆所与国内若干大豆育种单位协作，共同研究“大豆杂种优势利用”这一课题。主持单位进行不育系、传粉媒介和途径、制种等问题的研究，执行单位进行高优势组合的鉴定与筛选，本文就两年的研究结果作一简要报道。

1 材料与方法

1.1 亲本的选择

以我所近年来经常利用的省内外优良品种、品系及国外材料作杂交亲本，1996年用省内材料78份(所内49份、所外29份)，省外材料3份；1997年用省内材料59份(所内34份、所外25份)，省外材料4份，国外材料6份。

1.2 配制组合，制备杂交种子

依据亲本来源、特征特性及亲本选配原则，1996年配制杂交组合102个，1997年配制杂交组合97个，通过人工杂交获得杂交种，每个组合至少40粒(杂交组合明细表略)。

1.3 F₁代杂种优势测定

1997年，对上年配制的102个组合，1998年，对上年配制的97个组合，进行产量鉴定，初步筛选出20%的高优势组合。

1.4 种植方法

田间采用对比法排列，二次重复，1行区，行长3m，行距70cm，株距15cm，单粒点播，小区面积2.1m²。每个组合种植母本1行、F₁₁行、父本1行。每隔15个组合设置一个CK(合丰25号)，对照品种为本地区生产上大面积应用的优良品种。

1.5 调查记载和研究的性状

生育日数，株高，抗病性(指在自然条件下对灰斑病的抗性)，抗倒性，底荚高度，主茎节数，分枝数，单株荚数，单株粒重，百粒重等十几个性状。

2 结果与分析

根据田间综合性状表现及室内考种情况，采用下列公式测定出每个组合杂种F1的粒茎比、超高亲优势率和超对照优势率，按照20%的入选率，初步筛选出39个高优势组合，见表1。公式：粒茎比=籽粒重/(生物产量-籽粒重)；超高亲优势率=(F₁产量-高亲产量)/高亲产量×100%；超对照优势率=(F₁产量-对照产量)/对照产量×100%。

2.1 杂种优势显著

分析结果表明，大豆杂种F₁代具有显著的杂种优势。

生育日数：杂种F1代的生育期介于双亲之间。

抗病性：凡组合中双亲之一抗病，其杂种F₁代表现抗病。

抗倒性：组合中双亲均秆强者，其杂种F₁代亦秆强；双亲之一秆强，另一亲本秆弱，其F₁代少数表现不抗倒伏。

株高：F₁倾向于较高亲本，或介于双亲之间。

粒茎比：强优势组合的变幅在0.85～1.38(1997年)，0.70～1.21(1998年)。由于年度间有差异，说明粒茎比受自然和环境条件的影响较大。

产量性状：(1)全株荚数：F1显著高于双亲和对照，且差异极显著；(2)单株粒数：F1显著高于双亲和对照，且差异极显著；(3)主茎节数：F₁显著高于双亲和对照，且差异极显

著；(4)百粒重：F₁无显著优势。

2.2 杂种优势的主要表现

与常规品种(CK)比较，杂种优势主要表现在：(1)产量增加；(2)抗性增强；(3)适应性强；(4)幼苗长势好；(5)根系发达，植株繁茂。

2.3 优良亲本

经统计运算，得到在199个组合中，使用次数多、且表现突出的9个优良亲本。这些亲本均为当前我省生产上广泛使用的优良品种，它们多具有秆强、丰产、抗病、适应性强等特点。其中优良品系合93-1538已进入生产试验，也必将成为推广品种，见表2。由此可见，若想获得具有强杂种优势的组合，亲本之一应为当地主栽品种。

综上所述，利用杂种F1进行生产，大幅度提高大豆产量，是切实可行的。问题的关键是从众多的杂交组合中，筛选出少数几个高优势组合。经过初步筛选出的39个高优势组合，还要重新制种，进行更高精度的产量鉴定试验，最终决选出2～3个高优势组合。然后，集中解决几个亲本和组合的不育系、制种等技术环节，在短期内尽快将杂种投入市场。

表 1 高优势组合统计表

Table 1 The statistical table of high dominant combination

①The number of combination;②Name of combination;③Grow date;④Disease resistance;⑤Lodging resistance;⑥Plant height;⑦Ratio of Seed/Stem;⑧Plot yield;⑨Yield per hectare;10F1 dominant rate exceeded high parent;11F1 dominant rate exceeded control

表 2 优良亲本出现的优势频率

Table 2 The dominant frequency of promising parent cropped up

参考文献

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7 顾和平，沈克琴，韩锋，等.中国大豆育种技术.第五届全国大豆学术讨论会论文.南京：1992

Study on the utilization of soybean heterosis

Ⅰ.Heterosis mensuration of cross combinations

and screening the high heterosis combinations

ZHANG Rongchang GUO Tai QI Ning HU Xiping WANG Zhixin WU Xiuhong

(Hejiang Agriculture Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Jiamusi,154007)