水稻同质渗粳恢复系R100的选育与配合力分析

陈能刚， 鄢小青， 陈启刚， 谢应平， 雷云龙， 陈 锋

(1.贵州省农业科学院 农作物品种资源研究所， 贵州 贵阳 550006； 2.贵州省丹寨县农业农村局， 贵州 丹寨 557500)

同质恢复系和一般恢复系在杂种优势方面的作用相同。同质恢复系在选育过程中可以快速有效鉴别具有完全恢复能力的纯合个体，从而提高恢复系育种效率[1]。同质渗粳是采用亲缘渐渗的方式逐步聚合优良基因[2]，丰富材料遗传背景，探索杂种优势。R100是贵州省农业科学院农作物品种资源研究所以同质渗粳恢复系Q431[3]为母本，与密穗型恢复系R749为父本杂交，经过系谱法选育，以株型好、分蘖强、着粒密度较大为选育目标，最终获得稳定的株系。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2019年正季在贵州省农业科学院农作物品种资源研究所水稻试验田，同质恢复系R100和R1638分别与3个水稻不育系品资5A、雅5A和雅康1A杂交，获得6个杂交组合。

1.2 试验方法

于2019年4月20日在贵州省农业科学院农作物品种资源研究所水稻试验基地播种，5月25日移栽。随机排列，设置3次重复，以F优498为对照品种。每小区种植10行，每行10株，株行距20.0 cm×26.7 cm，双株栽插。田间管理按照常规管理。

1.3 性状调查

在水稻成熟后，各小区随机取5株水稻进行株高、单株有效穗数、穗长、每穗粒数、结实率、千粒重等相关农艺性状和单株产量调查。

1.4 食味评分

收获后晒干，用精米机进行碾米，各小区获得精米大于200 g，采用东孚久恒大米食味计JSWL进行蛋白质含量和食味值评分。

1.5 统计分析

利用Excel 2013和DPS数据分析软件进行各农艺性状分析。采用随机模型估算对6个参试组合的各性状一般配合力基因型遗传方差和特殊配合力基因型遗传方差、一般配合力和特殊配合力基因遗传方差在总遗传方差中的比重(Vgca、Vsca)，一般配合力遗传方差中不育系、恢复系所占的比重Vgca1和Vgca2进行分析。根据配合力方差分析结果估算不同性状的广义遗传力和狭义遗传力。

2 结果与分析

2.1 选育过程

R100是贵州省农业科学院农作物品种资源研究所2013年夏季用同质渗粳恢复系Q431为母本，与密穗型恢复系R749杂交，同年冬季在海南三亚种植F1代，2014年正季在贵阳种植F2，在F2代选择株型好、生长繁茂、着粒密度较大的优良单株。2015年春在海南在优良株系中选择，2015年正季在贵阳种植F4，并进行优中选优。2016年春在海南三亚优系中选单株用中9A进行测配，2016年正季在贵阳种植F6和杂交组合。2016年冬用中9A、成丰A、雅5A、雅1A进行小制种。2017年正季从多点试验中筛选优势强、株型好的组合，同年筛选出配合力强、株型好、农艺性状整齐一致的优良株系R100(图1)。

2.2 特征特性

2.2.1 农艺性状 R100全生育期为148 d，株高约110 cm，主茎叶片数为16～17片，叶片半瓦卷直立，剑叶适中，株型好，穗位整齐，秆粗壮，抗倒性好，分蘖适中。颖壳秆黄、茸毛较多，穗型下垂、二次枝梗较多，粒形为椭圆形、长宽比为2.6。穗长24.1 cm，每穗总粒数218粒，每穗实粒数180粒，结实率83.2%，千粒重25.5 g。前期生长繁茂，后期转色好。成花期较集中，花粉量大，日盛花时间为11:30—12:30。

图1 同质渗粳恢复系R100表型

2.2.2 恢复力及组合表现 2019年在贵阳试验田种植R100与3个水稻不育系(品资5A、雅5A和雅康1A)组配的杂交组合。各组合均表现出较对照品种矮，穗粒数多，着粒密度大，结实率均大，平均结实率高，分蘖中等，其中品资5A/R100、雅5A/R100和雅康1A/R100组合的小区产量均高于对照F优498(表1)。

2.2.3 食味品质 各组合的蛋白质含量较对照低，雅5A/R100<品资5A/R100<雅康1A/R100雅康1A/R100>F优498(表2)，食味值评分与蛋白质含量呈现负相关性(相关系数r=-0.9932)。

表1 恢复系R100与3个不育系组配组合的主要农艺性状

2.3 配合力分析

2.3.1 相关性状和配合力的方差分析 由表3可见，在不同组合间除单株有效穗和小区产量的遗传达到显著差异水平以外，其余性状的遗传差异均达到极显著水平。恢复系的一般配合力方差只有千粒重达到显著差异水平。各组合的特殊配合力方差除小区产量以外，其他性状均达到显著或极显著水平，说明这些农艺性状受加性和非加性效应的共同影响。

表2 恢复系R100与3个不育系组配组合的蛋白质含量及食味评价

表3 产量相关性状的配合力方差(F值)

2.3.2 相关性状的群体配合力方差 由表4可见，一般配合力基因型遗传方差在株高、穗长、千粒重和小区产量等性状中所占比重大于60%，说明在这些性状中，亲本的基因加性效应对杂种一代的性状表达起主导作用。不育系和恢复系的一般配合力基因型遗传方差所占的比重因性状而异，不育系基因型遗传方差在株高、穗长、每穗粒数、着粒密度和小区产量等性状上较恢复系的一般配合力方差贡献大，说明不育系的一般配合力在这些性状表达方面起主导作用。恢复系基因型遗传方差在结实率、千粒重和单株有效穗等性状上比不育系一般配合力方差所作贡献大，说明恢复系的一般配合力在这些性状表达方面起主导作用。特殊配合力基因型遗传方差分析发现，每穗粒数、着粒密度、结实率、单株有效穗均大于50%，说明这些性状同时受不育系和恢复系双亲互作影响最大。

表4 产量相关性状父母本及其互作的基因型方差

2.3.3 相关性状的一般配合力 由表5可见，同一性状的一般配合力效应值在不同亲本间和同一亲本不同性状的GCA效应值均存在明显差异。说明不同亲本不同性状的加性效应大小有所不同，同一亲本不同性状及同一性状在不同亲本中的遗传均存在较大差异。不育系品资5A不同性状的一般配合力效应平均值最高，即4.786 5；恢复系中R100不同性状的一般配合力效应平均值为1.438 4。

表5 相关性状的一般配合力效应值(GCA)

2.3.4 遗传力的估算 由表6可见，在调查的各性状中均有较高的广义遗传力，其中株高、穗长、每穗粒数、结实率、千粒重和单株有效穗的广义遗传力均>70%；而每穗粒数、着粒密度和单株有效穗的狭义遗传力均小于20%，表明这些性状的非加性遗传作用较显著，易受环境的影响，株高、穗长、千粒重和小区产量的狭义遗传力均大于60%，说明这些性状主要受加性遗传影响。

表6 产量相关性状的遗传力 %

3 结论与讨论

籼稻恢复系中增加适当的粳稻血缘是产生新杂种优势的基础。同质恢渗粳+耐冷性部分利用籼粳杂种优势选育方法育成的恢复系组配的杂交组合产量高，耐冷性强，稻瘟病抗性好[4]。试验中选育的R100是采用现有的同质渗粳恢复系Q431为母本，利用密穗型亲本杂交，聚合优良的基因，丰富了遗传基础。在不同组合间各个性状主要受加性效应的影响，也有基因加性与非加性效应共同作用。参试材料中品资5A的一般配合力最高，其次是R100，说明不育系品资5A和恢复系R100在杂交水稻的组配中具有优质高产的应用潜力。本研究采用同质恢渗粳选育方法对稻米的食味品质也有一定的提高。