全 文 ：上海农业学报 19 6 1 , 7 ( 3 ) : 9 3一 9 6
A e t a A g r i c “ I t “ r a e S h a n夕h a `
二棱大麦农艺性状的遗传分析
赵理清宋 陆美琴 王乃 玲 李光 明
(浙江省农业科学 院作物研究所 , 杭州 3 1e已2功
摘 要 本文就二棱大麦杂种 F , 朽个组合及其 19个亲本的 招 个 农 艺 性状 进行 了遗传分
祈 。 研究表明 , 在本试验中 , F , 杂种优势普遍存在 。 各 亲 木在 不同性状 _盯勺显 、 隐性效应表现
不一 。 各性状有的以加性或显性基因控制 为主 , 有的则基本上白这 二 者 共 同控制。 平均显性坐
(了 H l / D )测定表明为超显性或不 完 全显性 。 控制绝大多数性状的显 、 隐性等位基 因数目相差不
大 。 多数性状遗传力较高 。 穗数和千粒重与产量关系密切 。
关键词 二俊大麦 ; 农艺性状 ; 遗传分 祈
7 0 年代中期以来 , 二 伎 大 麦已成为江 、 浙 、 沪地区大麦主要栽培类型 。 据此 , 在一定
条件下 , 对二棱大麦农艺性状的遗传参数进行研究 , 可为二棱大麦育种提供理论依据 , 并能
提高育种工作的效率 。
材 料 与 方 法
本试验在浙江省农业科学院试验农 场 (杭 州 ) 进行 。 1 98 年春 , 选用农艺性状差别较大
的早熟 3 号 、 浙皮 1 号 、 沪麦 4 号 、 浙农 大 3 号 、 丹 麦 2 号 、 沪麦 8 号 、 沪麦 1 0 号 、 8卜
13 7
、
86
一
H g
、
8 4一3 01 4 等 1 0 个亲本按半 双列 杂交法配制成 4 5 个组合 。 198 8一1 98 9 年度将
F
, 和亲本一起种植 。 试验 采 用 随 机区组排列 , 3 次重 复 , 单行区 , 行长 2 米 , 行距 0 . 3
米 , 株距 0 . 1 1 米 。 试验 田土壤为粉砂壤土 , 肥力中等 , 前茬大豆 。
生育期间及收获以后 , 先后观察测定了抽 穗 期等 12 个农艺性状 。 各重复每小区选择 7
株进行考种 。 对杂种 F , 及其亲本农艺性状的考查数据 , 在差异显著性测 验基础上进行有关
分析 。 按中亲优势% = [ ( F , 一 M P )/ M P〕 x 1 0 0 和 超亲 优势% 二 〔F , 一 H P ( L P )/ H P ( L P ) 〕 x
1 0 0 公式估算杂种优势 , 按 H a y m a n 和毛盛贤 〔2 ’及及 J o h ns o n 等 〔“ 了法进行遗传参数 和 基 因
效应分析 , 用方差和协方差计算遗传相关 。
结 果 与 讨 论
( 一 ) 杂种优势表现 根据测定 , 在中亲优势弘 O 个组合次中 , 呈正向优势的占 72 . 4 1 % ,
其中> 5% (指优势值 ,下同 ) 占 4 . 63 % ; 表现负向优势的占 27 . 石% , 其中> 5 % 的占 12 . 4 1 % .
在超亲优势 64 0 个组合次中 , 呈正向优势的占 4 9 . 26 % , 其中> 5%的 占28 . 印% ; 表现负向
的占 60 . 7 4 % , 其中> 5 % 的占 2 6 . 3 0 % 。 表 明 F , 的优势 普遍 存 在 , 这 与许多研究结果一
致 `弓 , 5 1 .
本文于 1990年 2 月 27 日收到 , 同年 8 月 24 日收到修改稿 。
宋鲁华明参加了 198 8年的试验工作 , 谨此致谢。
洲 上 海 农 业 学 报 7 卷
试验表明 , F , 与双亲平均值相比 , 杂 种 优势 > 10 % 的性状 , 正向优势依次为单株产量
(该性状正 向中亲优势值 > 5%的组合数最多 ) 、 草重 , 其 余 均 < 10 % ; 负向优势为抽穗期 ,
其余也 < 10 % 。 F l 与高亲值相比 (株高 、 抽 穗 期 与低亲比 ), 杂种优势 > 10 %的性状 , 正向
优势依次为抽穗期 、 株高 , 其余均 < 10 % , 其中草重很弱 ; 负向优势为克草粒数 , 其余也 <
10 %
。 由于籽粒产量是农业生产的主要 目的 , 故单株产量的优势表现对杂优利用和杂交育种
是有参考价值的 。 同时 , 各个性状的优势变异幅度也有很大差别 , 说明各性状组合间杂种优
势存在差异 。
(二 ) 基因效应分析 H a y m a n 和 oJ h ns o n 的 双列杂交分析法 , 为试验者提供了较多的
遗传信息 , 诸如显 、 隐性基因数 目、 基因效应等等 。 经 t 测验 , 单株产量 、 收获指数 、 草重
系数等不符合 “ 加牲一显性 ” 模型 , 而单株穗数等 9 个农艺性状符合 “ 加性一显性 ” 模型 . 从
农艺性状的 (W r + V r )与 Y r 的标准离差看出 , 不同 性 状 各亲本的阵列点分布不一 , 而且它
们的 (W r + V )r 与 Y r 的相关密切程度也有异 。 (W r 十 V r )与 Y r 的相关系数呈 极显著负相关
的有单株穗数 、 每穗粒数 、 千粒重和穗长 , 表明它们是显性基因起增效作用 , 沪麦 10 号 、 86
一1的 、 87 一37 和沪麦 1 0 号依次含有 较 多 的 穗 数 、 每穗粒数 、 千粒重和穗长的显性增效基
因 , 而丹麦 2 号 、 8 4一 3 0 1 4 、 浙皮 1 号和 8 6一1 4 9 分别含有最多或较多的穗数 、 每穗粒数 、 千
粒重和穗长的隐性减效基因 。 克草粒数的这种相关系数呈极显著正相关 , 表明它是显性基因
起减效作用 。 相关系数不显著的计有单株产量等 7 个性状 , 表明亲本中显性基因作用方向比
较分散 , 有些起增值作用 , 另一 些 起 减值作用 。 87 一13 7 的生物产量 、 单株经济产量 、 草重
和收获指数等性状的 Y r 值较大 、 ( W r + V : )值均为负值 , 表明该亲本有上述性状的显性增效
基因 。 沪 麦 1 0 号的生物产量 、 单株经济产量等性状 的 Y r 值较大 、 ( W r 十 V r )值均为正值 ,
表明该亲本有上述性状的隐性增效基因 。 由上可见 , 不 同亲本在各个性状上显 、 隐性效应不
一 , 因此 , 在选配亲本时要对亲本特性有所了解 , 以减少育种工作的盲目性 , 如以 株高为育
种 目标 , 则宜选用浙皮 1 ’ 号与浙农大 3 号进行杂交 , 因为前者有最多的隐性减效基因 , 后者
有较多的显性减效基因 , 而且也易出现超低亲后代 。
(三 ) 遗传参数分析 据报道 , 如若遗传行为不符合 “ 加性一显性 ” 模型假设时 , 有关遗
传参数仍有较大参考价值 , 因此还是对 1 2 个农艺性状进行了遗传参数的估算 。 结果表明 (表
1 )
, 有的性状 的加性效应方差 ( D )达极显著 , 而显性效应方差 ( H l 和 H Z )不显著 , 有的相反 ,
有的则这两种方差均达极显著或显著 。 这也就说明了草重 、 每穗粒数 、 草重系数以加性基因
控制为全 , 单株产量 、 单株穗数以显性基因控制为主 , 生物产量 、 千粒重 、 克草粒数 、 抽穗
期 , 、 穗长 的加性基因作用极显著地大于显性基因 ( D > H ; ) , 收获指数 、 株高的显性基因作用
与加性基因作用相似 。 平均显性度 (侧 H , / D )测定结果 , 控制单 株产量 、 单株 穗 数 、 收获
指数 、 株高的显性基因表现为超显性 , 控制其它 8 个性 状 的 为不完 全显性 。 加性效 应和显
性效应的协方差 ( F )除克草粒数为显著 正 值外 , 其余 1 个性状均为不显著的正值或负值 ,
表明控制克草粒数的显性等位基因比隐性等位基因要 多 , 控 制 其余 1 个性状 的显 、 隐性等
位基因数目大致相等 。 已知基因的加性效应易被遗传和固定 , 所以对于加性效应比重较大的
性状 , 可通过常规育种程序 , 在分离世代中加以选择 , 以达到改 良某一性状之目的 . 遗传力
估算结果 , 狭义遗传力 h( 劲较高的性状 , 有 生 物 产 量 、 草重 、 千粒重 、 克草粒数 、 草重系
数 、 穗长 、 抽穗期等 , 为 7 1 . 6 2 %一 8 6 . 2 0% ; 单株经济产量 、 每穗粒数 、 收获指数 、 株高等性
3期 赵理清等 : 二梭大麦农艺性状的遗传分析
状次之 , 为 4 . 60 % 一6 . 6 2 % ; 单株穗数较低 , 为 21 . 20 % 。 由于遗传力的大小可对选择的
效果作出预测 , 因此 , 狭义遗传力较高的性状 ,可根据 F 工表现较有把握地预测 F : 平均表现 ,
并可进行早代选择 , 尤其是抽穗期 、 千粒重等性状 .
表 1 二按大麦 10 个品种半双列杂交农艺性状的遗传参数
T a b l e 1 G e n e t i e p a r a m e t e r s o f a g r o n o m i e t r a i t s i n t o n 一 p a r o n t h a l f d i a l l e l
e r o s s o f t w o r
一
o w e d b a r l
e y
遗传参数
G e n e t i e P a r a m e t e r s
生物产量
B i o m a s s 甲 e r s h o o t
单株产量
G r a i n w e i g h t p e r p l a n t
草重
S t r a w w e i g h t P e r s h o o t
单株穗数
S P i k e n u m b e r P e r p l a n t
每穗粒数
G r a i n n u m b e r P e r s P i k e
H Z F D
一H l ( H Z / D )
丁 h丢 h异
0
.
03 8宋水 0
.
0 01
5
.
55
术米 一 1
.
02
0
.
0 30米 *
一 6 . 3 6术米
7 8 8?
.
92
4 0 7 2
.
42
7 1
.
6 2
4连. 6 0
0
.
005 4 一 0
.
00 23 0
.
0 17 袱宋 5 4 匀2 . 50 75 . 4 6
9 0
09
6 1
6 6
一 1
.
5 1
1
.
93术 末
6 8 5 1
.
94 2 1
.
20
63 8 1
.
2 5 6 1
.
7 7
千粒重
100 0一 g r a i n w e i g h t
收获指数
H a r v e s t i n d
e x
克草粒数
N u m b e r o f g r a i n s / g
s t r a w w
e
i g h t
草重系数
0
.
07 6宋米 0
.
0 46 仁宋
1
.
33 7
.
6 6术米
0
.
02 5米宋 0
.
0 07 2
0
.
8 3 2
.
34米
3
.
20 米宋 1
.
2 8
1 1
.
24 宋宋 3
.
60宋米
4
.
4 0术米 5
.
7 3 长
25
. 日9宋米 8 . 8 1术 米
17 术米 一 1 . 90 7
.
64木 宋 5 7 88
.
11 78
.
8 9
4
.
57 未 0
.
69
6
.
43 术* 5
,
9 9
一 1
.
33
术
17
.
17宋 米
14 8 1
.
3 8 5 5
.
4 3
58 92
.
57 8 0
.
94
S t r a w w e i g h t P e r s h o o t /
p l a n t h e i g h t
株高
P l a n t h e i g h t
穗长
S P i ke l e n g t h
抽穗期
H e a d i n g d a t e
70
书米 0
.
3 4 4 5 8 2
.
70 74
.
8 7
5 3
.
44 长米 64
.
4 4 炙米 5 3
.
9 0 农宋 1
.
80
0
.
19 长术 一 0 . 0 10
1 1
.
0 0
0
.
2 8宋术
10 95
.
5 0 66
.
6 2
55 “ 术 0
.
2 e水米 6 9 93
.
7 9 8 1
.
4 2
兮. 98 术术 1 . 9 5木米 1 . 37 “ 术 0 . 84 7 . 0 3 长宋 0 . 47 9 1 . 87 85 . 2 0
, , 米木 分别达到 。 . 05 , 。 . 02 显著水平 。 才 , 术 术 s i g n i f i e a n t a t o . o s , 。 ` o z l e v e l , r o s p e e t i v e l y
( 四 ) 遗传相关分析 分析表明 , 单 (株穗数 、 千粒 重 与单株产量呈极显著的正相关 , 相
关系数依次为 0 . 8 428 、 0 . 4 72 7 , 每穗粒数为不显著的正相关 , 相关系数为 0 . 2 23 3 。 换言之 ,
在产量构成 3 因素中 , 与单株产量关系密切的是单株穗数和干粒重 , 这与以往的研究〔` 1对单
株产量的直接作用依次为单株穗数 、 每穗粒数 、 千粒重的结果大致相似 。 看来在二棱大麦育
种中 , 应在足穗基础上 , 注意提高穗粒重 。 分析还表明 , 产量构成 3 因素间存在不显著的负
相关 , 说明彼此间有制约作用 。 草重系数与单株产量呈极显著正相关 , 表明提高草重系数〔单
茎草重 (毫克 )/ 株高 (厘米 )习可使茎秆矮壮化 ,茎草素质增强 , 对提高产量有利 。 克草粒数与收
获指数也呈极显著正相关 , 联系前面分析它的狭义遗传力也较高 , 因而可否像一些学者【6 1在小
麦研究中指出的那样 , 把克草粒数作为一个较好的库源比指标来考虑? 这在二棱大麦中有待
探讨 . 此外 , 在所研究的性状中 , 还看出彼此间的相关性比较复杂 , 有正相关或负相关 , 有显
著或不显著 , 因此 , 应在协调发展诸性状 的基础上 ,根据育种目标 ,可侧重某些性状的选育 。
6 g, b 上 海 农 川’刃! 学 报 7 卷
结 论
在本试验条件下 , 可得出以下几 食结论
(一 ) 二棱大麦 F , 杂种优势普遍存在 , 中亲优势多数组合为正向优势 , 超亲优势正 、 负
向优势组合数大致相等 。
(二 ) 各亲本不同性状的显 、 隐性效应有异 , 有显性基因起 增效 或减效作用 , 也有隐性
基因起减效或增效作用。
(三 ) 每穗粒数主要由加性基因 控 制 , 单株产量 、 单株穗数主要由显性基因控制 , 千粒
重的加性基因作用明显大于显性基因 。 单株产量 、 单株穗数 的显性基因表现为超显性 , 千粒
重 、 每穗粒数的显性基因表现为不完全显性 。 控制单株产量及其构成 3 因素的显 、 隐性等位
基因数目大致相等 。 除单株穗数外 , 其余性状一 般 遗 传力均较高 , 因而由 F , 预测 F Z 的平
均表现较为可靠 , 并可在早代进行选择 , 尤其是抽穗期 、 千粒重等性状 。
( 四 ) 在产量构成 3 因素中 , 单株穗数和千粒重与单株产量 关 系密切 , 每穗粒数有一定
正相关 。
参 考 文 献
〔 1 〕 H a y xn a n B l , 19 54 : T h o t h o o r 了 a n d a n a l y , 15 o f d i a l l e l e r o 。 。 : s , G o n t i e : , 3 9 : 7 8 9一 8 09
〔 2 」毛盛贤 , 19 8尔 半双列杂交和完全双列杂交遗传分 沂的比较 , 生物数学学报 , 3 ( 1) : 8己一 85
〔 3 〕 J o h n s o n L P V & R A k , 。 l , 195 9 : I n h o r i t a n e e o f J i e l d e a p a e i t y i刀 a f i f t e e n 一 p a r e n t d i a l l e l
e r o s s o f b a r l e y
,
C a n
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J
.
G e n e t
.
C y t o l
. , 土: ? 乙8一 2 6 5
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〔 5 〕 黄志仁 , 工9 84 : 六棱大麦杂种优势与配合力的研究 , 作物学报 , 1 0( 2 ) : 招 3一 主3 1
仁 6 了庄巧生 、 王恒立主编 , 三9习7 : 小麦育种理论与实践约进展 , 科学出版社 , p . 3男一 4且
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