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冬小麦品种粒重叶比的遗传研究
谢令琴 谷俊涛 荣广哲 王秀敏 (河北农业大学生物中心，保定 071001)
摘要 本研究采用Griffing方法I，利用6×6完全双列杂交，对6个不同类型的冬小麦品种粒重叶比的遗传进行了初步分析。结果表明：粒重叶比的一般配合力(GCA)效应，特殊配合力(SCA)效应和反交(R)效应，均达到极显著水平，其均方比为1.9465∶0.6700∶1；粒重叶比的遗传以加性基因效应占优势，但反交效应和非加性基因效应也不可忽视；粒重叶比的广义遗传力(h^B2)为97.79%，狭义遗传力(h^N2)为58.53%。河农2552是较为理想的育种亲本。 关键词 小麦品种；粒重叶比；配合力
众所周知，小麦的籽粒产量是光合物质生产、同化物运输和籽粒发育对同化物的利用等综合作用的结果。粒重是决定小麦产量的重要因素之一，粒重的形成绝大部分来源于开花后的光合产物［1，2］。而可作为衡量小麦群体条件下源库关系是否协调的综合指标棗粒重叶比，日趋引起人们的重视［3］，在小麦产量遗传改良中，研究源库互作等生理指标，认知小麦粒重叶比的遗传规律则非常重要。目前国内外小麦育种学者对粒重叶比的遗传机制并采用Griffing方法I的研究，尚未见报道。为此本研究采用Griffing方法I，对6个不同熟期类型的冬小麦品种及其F1的粒重叶比进行了遗传分析［4，5］。旨在探讨小麦粒重叶比的遗传规律，并为提高优良亲本配置的准确性和后代选择的有效性，提供理论依据。 1 材料和方法 试验于1998～1999年度在河北农业大学标本园进行，选用不同熟期类型的6个品种即冀麦24(晚熟，生产推广品种)，93试3(晚熟，高代品系)，冀麦36(中熟，生产推广品种)，93试6(中熟，高代品系)，河农2552(早熟，高代品系)，河农326(早熟，生产推广品种)，按Griffing方法I进行6×6完全双列杂交组合，于1999～2000年将其后代和亲本同期播种。双行区，行长3m，3次重复，在小麦开花期各试点选择10株同一天开花的作为试材，测量小麦旗叶、倒二叶、倒三叶的叶面积，成熟后收获所选单株进行考种计算，粒重叶比为粒重与旗叶、倒二叶、倒三叶叶面积的和之比，即粒重mg/cm2叶面积，试验资料用Griffing方法I进行统计分析。 2 结果与分析 2.1 配合力分析 6个亲本及其F1的平均粒重叶比列于表1。结果表明，亲本之间的粒重叶比存在明显差异，依次为P2＞P4＞P6＞P5＞P3＞P1。 从表2可以看出，方差分析中各基因型之间粒重叶比存在着极显著差异。配合力方差分析表明，亲本之间粒重叶比的GCA效应、SCA效应和R效应不同程度地达到极显著差异水平。一般认为，GCA主要由基因的加性效应决定，SCA主要取决于非加性基因效应，而R效应的存在反映了细胞质作用或质核互作。因此，又计算了GCA、SCA和R之间的均方比为1.9465∶0.6700∶1，这就说明粒重叶比的遗传符合加性显性模型，并以加性基因效应占优势，但反交效应和非加性效应也不应该忽视，即加性效应的发挥有赖于母体的作用。 2.2 GCA效应 6个亲本的GCA效应及差异比较列于表3。结果表明，P4、P3和P2的GCA效应具有正向优势，P5、P1和P6则具有负向优势，且P4、P3和P2与P5、P1和P6的差异不同程度地达到显著和极显著。本试验利用P4、P3和P2作为改良粒重叶比的亲本较为理想，其加性效应基因对后代粒重叶比的提高具有增益效应。 2.3 SCA效应 表4中15个组合的SCA效应值表明，有7个组合的SCA效应为正向效应，变幅为1.4646～26.7045，其余组合为负向效应，变幅为-0.2101～-12.0933。在所有正向效应的组合中，除S^15双亲粒重叶比值均较低外，其他组合均包含一个较高亲本。SCA效应值之间的差异表明，组合S^34除与S^16差异不显著外，与其余组合均达到极显著水平。S^16与13个组合达到极显著，S^36与9个组合达到极显著。而S^46，S^23，S^35分别与7个组合达到显著和极显著水平，S^15与2个组合达到显著，其余组合与1个达到显著或不显著。 2.4 R效应 从表5中可以看出，在15个组合中，有10个组合具有正向效应，其余为负向效应，即正向效应优于负向效应。说明这些组合在正交的情况下，亲本的加性基因效应提高了后代的粒重叶比。具有负向效应的组合，在正交情况下会降低后代的粒重叶比，而在反交的情况下，可能会提高后代的粒重叶比。如r12组合，粒重叶比正交为250.8257，而反交是315.2765，正反交差异显著。反交组合之间均有不同程度的显著差异。 2.5 遗传参数估计 根据随机模型对供试材料进行双列杂交分析，结果表明，粒重叶比的加性遗传方差为601.1193，遗传方差为1004.4076，表型方差为1027.0638。由此估算出该性状的广义遗传力为97.79%，狭义遗传力为58.53%。表明加性效应基因，非加性效应基因和核质互作对小麦粒重叶比的提高均具有重大作用。 2.6 粒重叶比传递的整齐度 为了比较供试亲本粒重叶比在各组合中传递能力的整齐度，计算了各亲本的GCA方差和SCA方差，表6中结果表明，P2能较整齐地将粒重叶比的性状传递给其F1，其次是P5，而其它亲本的传递整齐度相对较差。 3 讨论 3.1 本试验研究结果表明，粒重叶比的遗传具有复杂性，为加性显性遗传模型，以加性效应占优势，在后代遗传中起主导作用，但其它非加性基因效应，反交效应的作用也不可忽视。供试材料的粒重叶比GCA，SCA，R均达显著和极显著水平。充分说明粒重叶比性状遗传控制以加性为主，显、隐、中间型均存在。 3.2 一般认为，亲本粒重叶比高，有助于后代粒重叶比的提高。其遗传决定度较高，达97.79%，并能在后代得以表达，可在早代直接选择，其非加性基因效应，上位性效应以及环境条件对该性状的田间表达也有一定的影响，不能忽略。 3.3 粒重叶比作为小麦品种产量改良过程的一个生物学参数具有明显的变化趋势，反映了小麦品种产量提高的生理成因，它是多方面生理性状综合作用的结果。它代表了源的质量水平和库对源的调运能力。因此，进行粒重叶比的改良，应在满足一定地区的生态适应性的基础上，综合策划发育特性、器官建成及同化物的生产与分配，以实现籽粒产量的进一步提高。
参考文献 412～418 2 周竹青，朱旭彤.不同粒重小麦品种(系)籽粒灌浆特性分析.华中农业大学学报.1999，(2)：107～110 3 郭文善，封超年，严六零，等.小麦开花后源库关系分析.作物学报.1995，(3)：334～340
5 徐如强，孙其信，张树榛.小麦细胞膜热稳定性的配合力与杂种优势分析.作物学报.1998，(1)：55～60 6 刘来福，毛盛贤，黄远樟，著.作物数量遗传.北京：农业出版社.1984，250～262
Study on heredity of ratio of grain weight/leaf area in winter wheat
XIE Lingqin GU Juntao RONG Guangzhe WANG Xiumin (Biotechnology Center,Hebei Agricultural University,Baoding 071001) Abstract Genetic mechanism of ratio of grain weight/leaf area in winter wheat was studied by applying 6×6 complete diallel cross and Griffing Ⅰanalysis method.The results showed that there was significant variances in general combining ability (GCA),special combining ability (SCA) and reciprocal cross (RC) in grain weight/leaf area.The mean square ratio of GCA,SCA and RC was 1.9465∶0.6700∶1.000.The additive effect was dominant in genetic variance in grain weight/leaf area,following by the reciprocal cross effect and nonadditive effect.The broad and narrow heredity of grain weight/leaf area was 97.79% and 58.53% respectively.Of the tested varieties,Henong 2552 was a preferable parent material.Key words Winter wheat;Ratio of grain weight/leaf area;Combining ability
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