文献类型： 中文期刊

作者： 王才林 ¹ ; 汤玉庚 ¹ ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院粮食作物研究所

期刊名称： 杂交水稻

ISSN： 1005-3956

年卷期： 1987 年 04 期

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摘要： 为了配合杂交粳稻的选育工作,为选配强优势的杂交粳稻新组合提供理论依据,加快粳稻杂种优势利用的步伐,我们选用一些新近育成的优良粳稻不育系和恢复系进行交叉配组,对粳稻杂种优势利用中的一些基础理论问题,进行了较为系统的研究。前文报导了杂交粳稻F1杂种优势的表现及其与亲本的关系(《杂交水稻》 1987年第1期),本文报导杂交粳稻F1代性状间的关联性. 一、材料和方法 供试材料、试验方法及性状测定均同前报。对所测定的13个性状以小区平均数为单位作遗传相关分析,并按莫惠栋(1984)介绍的方法,对单株产量与其主要构成性状间作 偏相关分析和通径分析。全部分析计算均通过编制 BASIC程序在APPLE Ⅱ微机上完成。 二、结果与分析 (一)F1代性状间的相关分析 将35个组合13个性状间的表型相关、遗传相关和环境相关分析结果列于表1。 从表1可知,13个性状的78个表型相关系数中,有31个达显著或极显著水准,占40%。例如,抽穗期与株高、结实率和生物产量呈显著正相关,与千粒重和收获指数呈极显著的负相关,说明提早杂种的抽穗期,有利于必装充实,提高千粒重,增加经济产量,但也会带来结实性差和生物产量低的弊病。株高与梅长、德颈长和每穗总粒数呈显著或极显著的正相关,与收获指数呈极显著的负相关,表明降低株高虽对提高收获指数有利,但也会使穗型变小。穗长与穗颈长、每德总粒豪和穗重呈显著或极显著的正相关,而与税数呈极显著的负相关;穗数与每穗总粒数和稳重也呈显著负相关;反映了多德与。大科的矛盾,珍教与生物产量,每穗总粒数与;每秒实出致、稳重和生物产量,每稳实粒数与结实率、穗重、生物产量和单株产量,结实率与生物产量和单株产量,穗重与生物产量、收获指数和单株产量,千粒重与收获指数,生物产量与单株产量以及收获指数与单株产量之间都呈显著或极显著的正相关,表明这些性状间都有协同促进作用。 从产量构成性状分析看,除了穗数与每穗总粒数、穗长和穗重呈显著或极显著的负相关外,其余性状间均未发现显著的相互抑制作用。相反,许多性状间具有显著的相互促进作用。这对培育穗位性状协调的杂交粳稻新组合无疑是有利的。从单株产量与其它性状间的关系来看,熟期早晚和植株高矮业不影响杂种的产量,表明选育早熟、矮秆、高产的杂种是可能的。单株产量与每穗实粒数、结实率、穗重、生物产量和收获指数都存在极显著的正相关;与穗数和每穗总粒数也呈正相关.因此,上述产量因素的提高,对增产是有利的。 从表1还可以看出,表型相关和遗传相关的方向除极个别(穗长与收获指数、穗颈长与生物产量)外是完全一致的。而且大多数性状间的相关强度都是遗传相关大于表型相关。例如,相关性达显著水平的刀对性状间的相夫系数中,有22对其遗传相关绝对值大于表型相关,表明这些性状间的相关性均以遗传效应为主。也有一些性状间的表型相关大于遗传相关。但总的来说,这种相关强度上的变化差不明显,因而从其表现型上的相关性基本上能判断其实质上的遗传关系。 环境相关系数的变化比较复杂,无论其相关强度还是其相关性质,都与遗传相关和表型相关有明显差别,充分反映了环境影响的复杂性。一般来说,在遗传相关的绝对值小于表型相关的场合,其环境相关的绝对值往往比较大,而且常常发生在受环境影响较大的性状。例如,穗长与穗颈长;穗数与生物产量I每穗实粒数与结实率1’穗重与千粒重和收获指数;单株产量与结实率、穗重、生物产量和收获指数等即是如此。环境因素不仅能影响性状间相关的密切程度,有时还可以改变相关的性质,例如,穗数与株高和千粒重;千粒童与每穗实粒数、结实率、失物产量和单株产量之间都存在一定程度的遗传负相关,但其环境相关却为正值,表明某些栽培和环境因素能够促使这些性状间的遗传对抗作用趋于协调。此外,有些性状间的环境相关有较高的数值。例如,单株产量与稳重和生物产量的环境相关系数分别为0.8782和0.719.518数与生物产量,每穗实粒数与结实率和穗重,收获指数与穗重之间的环境相关也都在0.6以上。表明某些环境条件对这些性状具有较大的协同促进作用。这些都已为水稻栽培研究所证实。 (二)产量及其构成性状间的关联性 1.各产量构成因素与产量的关系 由表 1可见,各产量因素间及其与产量间的简单相关系数,除每稳实粒数与产量达极显著的正相关外,其余性状间的相关系数均未达到显著水准。为进一步明确各产量因素间的真实相关关系,在简单相关分析的基础上,进行了偏相关分析,结果如表2。 从表2可见,各产量因素间及其与产量间的表型偏相关系数均达到显著或极显著水准,而且遗传偏相关系数(绝对值)均一致地大于表型偏相关系数,表明各产量因素间的关系主要由遗传因素所决定。穗数、每穗实粒数和千粒重与单株产量的偏相关系数均为正值,其中以每穗实粒数与产量的偏相关系数最大,其次为穗数;千粒重与单株产量的表型偏相关系数较小,但其遗传偏相关系数也较高。 比较各产量因素与产量间的简单相关系数和偏相关系数可知,两者不仅在相关强度上有明显差别,有时甚至相关的性质也有变化。例如,千粒重与产量的表型偏相关系数达显著正相关,而其简单相关系数为不显著的负相关。这种差异在遗传相关上的表现更为明显。这主要是受到各产量因素间相关的干扰所致。从表2可知,穗数、粒数和粒重三者之间的表型偏相关系数均为负值,且都达显著水平,而其遗传相关的效应更为突出,表明任一产量因素的增加,都会导致其它两个因素的明显下降。这充分显示了各产量因素间相互联系相互制约的复杂性。因此,在以高产为目标的杂交粳稻选育过程中,必须充分认识到这种复杂性,使穗、粒、重三者协调发展。 2.各产量构成因素对产量的作用 为了明确穗数、每穗实粒数和千粒重对产量贡献的大小,分别进行了表型的、遗传的和环境的通径分析,前二者的结果完全一致,现将遗传通径分析的结果列于表3。 从表3可知,每穗实粒数对产量的直接作用最大(P。=1.1874),占4fi.75%I其次为德数( P;=0.8097),占27.79%;千粒重的作用相对较小( P。二0。6202),占21.28%,此外,尚有10.18%的剩余因素作用(Pe。10.2965)。产量与穗、粒、重工因素的复相关系数达0.9弱0,比之与任一产量因素的简单相关系数都高。表明杂种产量高低是穗、粒、重三因素综合作用的结果。其复决定系数达0.9121,证明该通径系统的封闭性能良好。 值得注意的是,穗数、每穗实粒数和千粒重对产量的直接作用均为正值,而任一产量因素通过其它两个因素的间接作用均为负值。这显然是由于三个产量因素间互相制约所致。直接作用和间接作用相互抵消的结果为净作用(即简单相关系数)。从表3可知,穗数与每稳实粒数对产量的净作用为正值,而千粒重对产量的净作用为负值,表明在本研究产量水平范围内增穗和增粒对增产始终起积极作用,其中增粒的作用明显大于增穗。而增加粒重则由于穗粒性状的恶化而有反作用。 3.F;和亲本的产量及其构成因素间关系比较 、从表电可以看出,杂交粳稻的产量及其构成性状之间的相关系数,在相关性质上与亲本相应性状间的相关基本相同,即穗、粒、重三者间均为负相关,穗数和每穗实粒数与单株产量为正相关,千粒重与单株产量为负相关;而且绝大多数是以遗传作用为主(遗传相关大于表型相关)。但两者在相关强度上存在明显差异:穗数与每穗实粒数之间的负相关在亲本品种中达极显著水准,而在尼则不显著;产量与稳、粒、重三因素的关系,在Fl与每穗实粒数的关系最密切,达极显著的正相关,而在亲本品种则与德教的关系最密切。 分析亲本品种各产量因素对产量的作用可知(一表5),穗数对产量的作用最大tPl。2.0548)占42.56%o其次为每穗实粒数(-P。 ==1.8505.),占38.33%,千粒重对产量的作用较小( Ps=0.6681),占13. 84%。抵消其它两个因素的间接效应后,只有穗数对增产起积极作用。 三、讨论 关于水稻杂种一代性状间相关性的研究,已有不少报道。旷一相等(1981)、潘熙泳等(1982)和王学栋等(1985)分别对杂交釉稻产量与产量性状的相关性进行了研究。结果表明,杂交税稻的每穗实粒数与产量的关系最密切,对产量的作用也最大。作者对7X5不完全双列杂交的把个杂种的研究也表明,单株产量与每穗实粒数呈极显著.的正相关( rP= 0.6664),“益且这种正相关在较大程度上由遗传因素决定(r:=0.7739)。而穗数与单株产量虽呈正相关( r,== 0.3142),但未达显著水准,益且主要取决于环境因素(r:。 0.1359,r。= 0.4399)。千粒重与单株产量之间则较无必然联系(rs“一0.00.17, r。。一0.1884)。通径分析结果表明,三个产量因素对产量的直接作用以每穗实粒数为最大( P。=1.1874),其次为稳数( PI= 0. 8097),千粒重的直接作用最小( P。= 0.6202)。由此表明,在本研究产量水平范围内,每穗实粒数对产量的贡献最大(41%),依次为穗数(28%)和千粒重(21%)。一些研究也表明,目前杂交粳稻的产量优势主要依赖于大穗优势,;这可能是杂交水稻的一个共性。然而,德数是产量的基础,也是稳产高产的保证。以往的研究亦表明,穗数是一个活跃的产量因素,而杂交梗稻分率性和穗数的优势不明显,尤其是不具备竞争优势,也许是杂交粳稻产量优势难以突破的原因之一。另一方面,已有研究表明,德教的多少足以左右杂交粳稻产名优势的大小。因此J作者认为,在现有路自上,要使杂交粳稻的产量提高一步,首先应适当增加穗数,在突破现有穗数的基础上,主攻大穗多位。选择分典性强、穗型较大,可恢复性好的矮秆不育系与穗大粒多、分模中等、恢复能力强的半矮秆恢复系配组,容易协调穗粒之间的矛盾。而千粒重与产量的关系不密切,尽管它对产量有直接正效应,但抵消通过穗数和每穗实粒数的间接效应后,其净作用为负值。表明增加粒重对增产业无积极作用,相反会造成其它产量因素的恶化,还会降低米质。因此。在杂交粳稻高产组合选育中,千粒重不宜作为主攻目标,应在主攻穗数和每穗实粒数的基础上兼顾粒重。 比较亲本品种与F1杂种产量因素间的关系可知,虽然两者在三个产量因素间都存在明显的相互制约作用,但从三个产量因素间的综合作用分析,亲本品种穗数与每德实粒数之间的矛盾比较突出,产量主要以穗多取胜;而杂交粳稻穗粒之间的矛盾容易得到统一,产量主要靠大穗取胜,这与以往多数研究者的结果一致。表明杂交粳稻穗粒结构及其与产量之间的关系,已突破了常规品种的局限性,成为一种新型的水稻群体──杂种群体。这可能是杂交水稻产量优势的来源之一,也是杂交水稻比之常规品种优越的本质所在。 研究表明,单株产量与抽穗期和株高力无必然的联系,这与以往在常规水稻上的研究结果也不同。而抽穗期与株高呈显著正相关,表明通过亲本的合理选配,将早熟、矮秆和高产等特性结合到同一组合是可能的。 本研究结果还揭示,生物产量和收获指数是两个比较活跃的因素,它们与产量的关系很密切,作为高产育种的选育指标有一定价值。因此,对这两个性状在杂交水稻上的育种意义值得进一步研究。杂交粳稻三系育种的基础研究 Ⅱ.F_1代性状间的相关和通径分析@王才林$江苏省农业科学院粮食作物研究所 @汤玉庚$江苏省农业科学院粮食作物研究所