文献类型： 中文期刊

作者： 王才林 ¹ ; 汤玉庚 ¹ ;

作者机构： 1.江苏省农科院粮食作物研究所

期刊名称： 杂交水稻

ISSN： 1005-3956

年卷期： 1987 年 01 期

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摘要： 引言 粳稻和籼稻分属稻属的两个亚种,即粳亚种和籼亚种。两者在起源、分布、性状遗传及栽培特性等方面都存在较大差异。国际上对粳稻杂种优势利用的研究早于籼稻。但籼稻杂种优势利用研究首先在我国于1973年获得成功,并迅速在生产上大面积推广。到1984年,杂交水稻种植面积达到12300万亩,占我国水稻总面积的四分之一,累计增产稻谷700多亿斤,为提高我国粮食产量起了十分重要的作用。杂交粳稻在我国虽然也早在 1975年实现了三系配套,但迄今为止,除了 在北方稻区有一定的推广面积外,南方稻区 仍处在示范试种阶段。因此,对粳稻杂种优 势利用中的有关理论问题,有必要作深入细 致的研究,以便为加快杂交粳稻的三系选育 提供理论依据。为此,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,就杂种一代的优势表现及其与亲本的关系、各性状间优势强度的关联性、性状遗传、配合力以及不育细胞质对杂种一代的影响等方面进行了较为系统的研究。本文报道杂交粳稻F1杂种优势的表现及其与亲本的关系。 材料和方法 试验于1984-19--85年在南京进行。选择具有不同细胞质的7个粳稻雄性不育系与5个优良恢复系按不完全双列杂交法配制35个杂交组合,7个不育系,包括本院粮作所育成的BT型( Chin,nrah.. Boro工细胞质)六千辛A、D型(峨山大白谷细胞质)南粳34A和南粳11A、 L型( Leadrice细胞质)平壤3号A和Up型(印度春制lip21细胞质)农林140A,中国农科院作物育种栽培研究所育成的H型(毫干达歪细胞质)黄金A以及辽宁省农科院稻作所育成的P型( Pe迂a细胞质)丰早26A.5个恢复系分别为浙江嘉兴的77302—1,江苏的宁恢3—2,辽宁的C57,安徽的C堡和湖南的培Cll5。因此,本试验所用亲本具有一定的代表性。” 1984年配制杂交组合,父本(恢复系)分期播种以调节花期,豆985年进行大田试验,35个Fl杂种及其亲本(不育系以同型保持系代替)和生产对照(盐粳2号)采用裂区试验设计,恢复系为主区,不育系为副恒,重复一三次,三行区,每行10株,单本,行株距6 k 5’寸,采用常规田间管理,生育期间生长正常。 抽穗期间每天观察记载各小区的抽穗日期(以小区中间50%的植株抽穗为标准人成熟后从小区中间随机选取5个典型植株,考查以下性状;株高、穗长、穗颈长、每株穗 数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、平 均稳重、千粒重、单株粒重、单株生物产量 和收获指数。按下列公式计算各性状的杂种 优势: 超高亲优势一(F;一HP)/HP X 100% 超中亲优势一(F;一MP)/MP X 100% 竞争优势。(FI— CK)/CK X 100% 式中Fl、HP、MP和CK分别为Fl、高亲、 中亲和对照的性状值。 根据各组合杂种优势的大小,按性状分 别统计正向和负向优势的分布额率,业计算 平均值和变幅。 对Fl竞争优势与亲本值之间进行简单相 关分析。 结果与分析 一、余种化协的来现 对于杂种优势程度的衡量,人们先后提 出过六种不同的统计方法,即相对优势法、 平均优势法、超亲优势法、竞争优势法、相 对遗传力法和优势指数法。潘熙检等(1982) 通过对以上六种估算方法的比较分析指出, 平均优势(即超中亲优势)法、超亲优势 (即超高亲优期)法、竞争优势(即对照优 势)法和优势指数法结果相近,趋势一致, 且与生产实际相符。认为这四种杂种优势的 估算方法可以较好地反映杂种的真实优势。 笔者认为,平均优势法和超亲优势法是从遗 传角度为出发点,能够反映杂种性状的真实 遗传特点;而竞争优势法则是从生产实际出 发,是杂种优势利用的目的所在。因此,本 文采用平均优势法、超亲优势法和竞争优势 法估算杂种优势。现将13个性状的杂种优势,表现列于表1。 1一超中亲优势 从表1可知,所测定的13个性状都表现不同程度的超中亲优势,其频率为35.71一 100%。其中株高这一性状,所测定的28个组 合全都表现正向优势。而抽穗期和穗颈长两个性状都只有10个组合表现正向优势,占35.71%。其他性状表现正向优势的组合都达半数以上,而以单株产量(89.29%)、穗长、千粒重和生物产量(都为82.14%)等性状出现正向优势组合的频率较高。 从28个组合超中亲优势的平均值分析,杂交粳稻各性状优势表现的程度有很大差异。在所测定的13个性泱中,生物产量和单株产量的超中亲优势强度最大,其次为每穗实粒数、株高、单株穗数、每穗总粒数等。千粒重、穗重、穗长和结实率等性状的优势强度相对较小,而抽穗期、穗颈长和收获指数等性状的平均超中亲优势为负值。 从13个性状超中亲优势的变幅来看,除了株高的28个组合均一致地表现正向优势外,其余性状表现正向或负向优势的组合均存在,其优势程度的变幅较大,表明杂交粳稻各性状超中亲优势的表现有很大的组合特异性。就单株产量而言,表现正向优势的25个组合中,超中亲优势在10%以上的组合有13个,其中有6个组合在30%以上,优势最高的组合达67.05%。 2.超高亲优势 从表1可见,13个性状都有不同程度的超高亲优势,分布频率为3.57—75%。其中生物产量的频率最高,28个组合中,有21个表现超高亲优势,占75%9其次为单株产量,占67.86%。其他性状表现超高亲优势的组合不到一半。尤以抽穗期和穗颈长为最少,分别只有3个和豆个组合表现超高亲优势。从平均值看,28个组合的超高亲优势只有生物产量、单株产量和株高等性状的平均数为正值,表明这些性状的优势强度较大。其余性状的平均数为负值,尤以穗颈长和抽穗期的负向优势更为明显。 各性状的超高亲优势强度在组合间的变异都较大。单株产量表现超高亲优势的19个组合中,有12个组合在10%以上,其中6个组合达20%以上, 4个组合达30%以上,优势最高的组合达56.53%。充分显示了杂种生产能力的优越性。 3.竞争优势 从表1可知,除了结实率35个组合都没有竞争优势外,其余性状都有不同程度的竞争优势。其中株高、穗长和每穗总粒数等性状35个组合都表现一定的竞争优势。穗重、千粒重和每穗实粒数等性状表现竞争优势的组合数也较多,占85.71—97.14%;有40%的组合在单株产量上表现竞争优势;而穗数只有一个组合表现竞争优势。35个组合竞争优势的平均值以每穗总粒数为最高(48.17%),依次为穗长(39.55%)、稳重(29.16%)、株高(22.22%)、每穗实粒数(18.21%)、千粒重( 9.67%)和生物产量(5.65%)。其余性状均为负值,其中穗颈长(一24.93%)、抽穗期(一23.49%)、结实率(一19.84%)和穗数(一17.83%)的负优势较明显。35个组合单株产量的竞争优势平均值也为负值(一3.42%),但组合间变幅很大(一31.13一37.29%).。在表现正优势的14个组合中,有 7个组合的竞争优势在10%以上,其中 2个组合达到20%以上,一个组合高达37.29%。 综上所述,可以看出,杂交粳稻府积势是普遍存在的。优势表现的强弱程度随性状不同而异。一般来说,单株产量和生物产量的优势较强。在构成产量的诸因素中,每穗粒数的优势较强,其次为千粒重,穗数和结实率具有一定程度的超亲优势,但不具有竞争优势。株高的正优势较明显,而抽穗期和穗颈长多数表现为负优势。同一性状不同组合之间杂种优势的强弱有很大差别。因此,只要组合选配恰当,有可能获得强优势的组合。 二、菜种优势与亲本的关系 为了明确不同亲本对杂种优势表现的影响,从生产实际需要出发,计算了竞争优势与亲本本身之间的相关系数(相当于亲子相关),结果列于表2。 从表2可知,抽穗期、株高、穗长、德数和每穗总粒数的竞争优势与双亲平均值之间存在极显著的正相关,且其相关程度较为密切,决定系数均在0.55以上,表明这些性状在Fl代的优势表现,有55%以上可以由其双亲平均值来预测。其中抽穗期和穗数主要决定于不育系,株高主要决定于恢复系,而稳镑和海稻总称数则同时决定于不育系和恢复系0每穗安贤教,千粒雳和真章等梯状的竞争优势与双亲平均值也存养显著或极负着的正相关)其中车要是与不育系有关一类物产量的竞争优势与不育系也有身着的正相关学系,某它性状如穗颖河结率率、。收获指数和单株产量等,其优势毒现与亲夺间没有明显关系—— 讨论 自从19揭年加op索和阳已淘出貂.杂种优势现象以来,许多学者都证实水稻在许多性状上都存在明显的杂种优势。这些事实,特别是我国釉闲杂种优势利用获得巨大成功的事实,结束了长期以来对水稻这,自花授粉作物是每存在优势的争论。在粳稻方面,虽然有人报道在很多性状在也具有余种优势X:低粳稻作为,个独立的夏种,在其起源、。分布以及很多生物学特性上都具有不同于料调的了些特点。同时,鉴于目前杂交粳稻还尚未能够象杂交制稻一样进行大面积推广的事实,有必要对杂交粳稻优势的表现作更为深入的分析研究。一、_ 一从本试验结果来看。粳稻杂种优势同税稻一样也是普遍存在的。但其表现有不同于釉稻的一些特点。首先,从目前的总体水平上看,优势表现的程度还不如秋稻。其原因有待进一,步的分析研究。然而在不同性状、不同组合之间的差别仍然较大。因此,只要组合选配得当,获得具有较强杂种优势的粳稻组合,是完全有可能的。一其次,,杂交粳稻的袖珍期多数组合表现为免优势,。这无疑给谁有早熟组合带来了方便,l同时也表明,维长期的长短边不限制杂种的产量潜力。。第三,_杂交粳稻穗数的优势不明显,尤其是不具备竞争优势。这也许是杂交粳稻产量优势难以突破的原因之,。-。。相关分析表明,杂交粳稻的抽穗期与中亲值有密切关系,其中主要与不育系有关。这可能是由于不育系感光性的部分县悻作用所致。因此,早熟或中熟杂交粳稻胁迫育,贷须选用早熟或中热保持系转有成不育系,以免杂种成熟太迟。株高的遗传表现也与中亲值密切有关,但主要受恢复系的影响。另外,杂种的株高具有明显的优势。因此,为了增强杂种的抗倒性,必须选用矮秆不育系和恢复系,恢复系可略高于不育系,既保证杂种有一定的生长量,又便于制种。产量因素方面,杂种的穗长、每穗总粒数和实粒数、穗重都与中亲值有显著或极显著的正相关。其中穗长和每穗总粒数同时受不育系和恢复系的影响,而每穗实粒数和穗重则主要受不育系的影响。杂种的稳数和千粒重与中亲值也呈极显著的正相关,但主要与不育系有关。可见,不育系的选择,必须穗、粒、重三者生重;恢复系的选择,大穗是其主要特点,以确保充足的花粉量,同时必须兼顾穗数和粒重。初步认为,选择矮秆、花型放大、粒重较高,分跷性强,成穗率高,可恢性好的中熟不育系与半矮秆、穗型大、恢复力强、分案中等的早中热恢复系配组,·对增强FI杂种优势是有利的。 必须指出,虽然FI的优势表现与亲本之间在某些性状上具有明显的关系,但多数性状的相关程度不很密切,特别是单株产量、生物产量、收获指数和结实率等重要的经济性状,尚不能由亲本本身的表现来预测杂种后代的表现。因此,杂交粳稻强优势组合的亲本选配,仅仅依靠亲本本身表现来选择是不够的,须通过其它途径(如相关选择、配合力分析等)解决。有关这方面的研究将另文报道。杂交粳稻三系育种的基础研究 Ⅰ.优势表现及其与亲本的关系@王才林$江苏省农科院粮食作物研究所 @汤玉庚$江苏省农科院粮食作物研究所