全 文 ：CAOYE YU XUMU 2015 年第 3 期 总第 220 期 草业与畜牧
利用苜蓿杂种优势是大幅度提高苜蓿产量和改
善苜蓿品质的一个重要途径 [1]。 在杂种优势利用中
如何筛选强优势组合成为育种的关键所在， 而要筛
选强优势组合需找到控制牧草产量的关键因子。 通
过多年对杂交苜蓿的各性状与牧草产量杂种优势形
成的相关性分析发现 [2~3] 株高、 分枝数、 主茎粗和
节间数与牧草产量紧密相关。 选配强优势组合的关
键除产量、 抗逆性和品质等性状外， 更重要的一个
指标就是各性状配合力的高低。 关于产量性状配合
力与其优势的相关性研究 ， 已在多种作物上有报
道 [4~5]， 在不同作物的杂种优势利用中， 研究各性
状配合力与杂种优势表现对正确选择亲本、 估计杂
交组合的预期效果， 初步鉴定其组合的优劣都具有
重要意义。
为减少利用苜蓿雄性不育系杂交组配的盲目性，
提高苜蓿强优势杂交组合的选育效率， 在蔡丽艳、
陈海玲、 乌云塔娜 [6~7] 等人前期研究基础上， 对所
组配的 10 个杂交组合及其亲本的 4 个产量性状配合
力与其优势表现进行分析， 并探讨了亲本一般配合
力效应和杂交组合特殊配合力效应对牧草产量优势
形成的影响， 为苜蓿强优势杂交组合筛选提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
6 个苜蓿雄性不育株系 （2 号、 5 号、 9 号、 10
号、 12 号、 13 号） [6]。 7 个苜蓿种或品种 （见表 1），
采用不完全双列杂交 （NCII） 设计配制 42 个杂交组
合， 通过初步的试验测定从中选择出 10 个杂交组合
（2×Ⅱ、 2×Ⅲ、 5×Ⅴ、 5×M3、 9×Ⅲ、 10×M6、 12×
Ⅰ、 12×Ⅲ、 13×Ⅲ、 13×M2）。
收稿日期： 2015-04-09
基金项目： 国家基金项目 （31060321， 31260576）， 内蒙古自
治区应用技术研究与开发资金项目-优良草品种培育及良繁关
键技术研发
作者简介： 薛晓兰 （1987-）， 女， 内蒙古通辽人， 硕士， 研
究方向： 牧草遗传育种。
*通讯作者
10个苜蓿杂交组合产量性状的
杂种优势与配合力分析
薛晓兰， 石凤翎 *， 乌云塔娜， 熊梅， 石凤玲
（内蒙古农业大学生态环境学院草学系， 内蒙古 呼和浩特 010019）
摘要： 通过早代测定和定向选择， 可更快更准确的筛选优良杂交组合。 本研究以 10 个苜蓿杂交组合及其 13 个亲本作为测验
种， 分析其 3 个主要产量性状的杂种优势表现及各性状的一般配合力和特殊配合力效应。 结果表明： 杂交组合 5×Ⅴ、 13×Ⅲ为
牧草产量的强优势组合， 其中分枝数和株高是影响苜蓿杂交组合牧草产量优势形成的主要性状； 当亲本牧草产量性状的关键因
子的一般配合力较高时， 其组合的牧草产量获得强优势的概率较大， 但同时也要考虑其特殊配合力的影响， 在特殊配合力小的
组合中也会有牧草产量优势强的组合。
关键词： 苜蓿； 杂交组合； 产量性状； 配合力； 竞争优势
中图分类号： S541.033 文献标识码： A 文章编号： 1673-8403（2015）03-0014-04
DOI：10.3969/j.issn.1673-8403.2015.03.004
草业科学
14
CAOYE YU XUMU2015 年第 3 期 总第 220 期草业与畜牧
1.2 试验方法
10 个杂交组合及其父母本材料均种植在中国农
业科学院草原研究所国家多年生牧草资源圃中 （位
于呼和浩特市南端的沙尔沁基地）。 试验采取随机区
组设计， 小区面积 18m2， 单株育苗移栽， 株行距均
为 50cm。 小区土壤肥力一致， 田间管理措施同一般
大田管理。 在各材料生长的初花期测定其株高、 分
枝数、 茎粗、 牧草产量 （单株鲜重和干重） 等指标,
测定方法参照蔡丽艳等人 [2] 的方法， 并计算各性状
的配合力和杂种优势效应。
1.3 数据计算方法和统计分析
一般配合力 （GCA） 是各品种在其杂交后代中
的性状平均数与整个杂交后代的性状总平均值的差；
某组合性状的特殊配合力 （SCA） = （某性状的
小区平均数） - （各小区性状平均数的总平均 ） -
（父本一般配合力） - （母本一般配合力）。
竞争优势 (%) = (F1‐CK) /CK ×100%， 以原不
育系 13号为对照。
用 Excel 2007 进行数据处理和制表， SAS 9.0 进
行数据标准化处理、 单因素方差分析、 相关性分析、
线性回归分析。
2 结果与分析
2.1 各杂交组合牧草产量性状比较
2.1.1 10 个苜蓿杂交组合牧草产量性状方差分析：
从各杂交组合苜蓿干草产量构成因子的方差分析中
（见表 2） 发现， 9×Ⅲ株高最低， 与处理 2×Ⅲ、 13×
M2、 10×M6、 5×M3 无显著性差异。 分枝数 13×Ⅲ最
高， 其次为 12×Ⅲ、 5×Ⅴ三者无显著性差异， 但与
其他组合存在显著性差异。 茎粗中 9×Ⅲ与其他组合
有显著性差异， 其余各组合间无差异显著性。 10 个
苜蓿杂交组合的干草产量由大到小排序为： 5×Ⅴ、
13×Ⅲ、 12×Ⅲ、 2×Ⅱ、 9×Ⅲ、 2×Ⅲ、 10×M6、 5×
M3、 12×Ⅰ、 13×M2， 其中组合 5×Ⅴ和 13×Ⅲ显著高
于其余组合。
表 1 10 个苜蓿杂交组合中的父本材料
表 2 10 个苜蓿杂交组合牧草产量性状
2.1.2 10个苜蓿杂交组合牧草产量性状的回归分析：
以株高 （X1）、 分枝数 (X2)、 茎粗 (X3) 为自变量，
单株干重为因变量 (Y)， 数据标准化处理后进行多元
线性回归分析 （REG）， 建立回归方程：
Y=0.4633X1+0.5020X2+0.0549X3
该回归方程在 0.005水平下显著， 复相关系数为
0.8768。 由回归方程系数知， X2 （分枝数 ） 和 X1
（株高） 对苜蓿杂交组合单株干草产量影响较大。
2.1.3 各组合产量性状杂种优势效应： 对 10 个杂交
组合的各产量性状竞争优势进行聚类分析 （见图 1），
当阈值为 1.5 时可将其分为三类 ： 第一类包括 5×
Ⅴ、 13×Ⅲ、 2×Ⅱ、 12×Ⅲ， 为强优势组合； 第二类
包括 2×Ⅲ、 5×M3、 10×M6、 12×Ⅰ、 13×M2， 其竞争
优势居中； 第三类仅有 9×Ⅲ， 竞争优势较弱。
草业科学
15
CAOYE YU XUMU 2015 年第 3 期 总第 220 期 草业与畜牧
表 4 牧草产量配合力与其竞争优势的相关系数
2.2 各杂交组合及其亲本的牧草产量配合力分析
（见表 3）
从表 3 可以看出 ， 在各亲本材料中 ， Ⅴ、 5、
13、 Ⅱ、 Ⅲ的一般配合力效应值较高, 而以其为亲本
的杂交组合 5×Ⅴ、 13×Ⅲ、 12×Ⅲ、 2×Ⅱ在单株干草
产量上表现出较强的优势。 由此看出， 在亲本中一
方或双方都具有较高的一般配合力时， 其杂交组合
多数具有较强的优势。 组合的特殊配合力中较高的
有 13×Ⅲ、 10×M6、 12×Ⅲ、 2×Ⅱ和 12×Ⅰ， 由此表
明， 特殊配合力高的组合 （10×M6） 不一定由一般配
合力高的亲本 （Ⅴ、 5、 13、 Ⅱ、 Ⅲ） 所配制， 而一
般配合力均较高的两亲本却有较大的几率组配出特
殊配合力高的杂交组合。
图 1 10 个苜蓿杂交组合各产量性状竞争优势的聚类结果
2.3 10 个苜蓿杂交组合牧草产量配合力与其杂种优
势的相关性分析 （见表 4）
由表 4 可知， 牧草产量的特殊配合力与父母本
一般配合力之和呈显著负相关， 而与其竞争优势呈
极显著正相关。
表 3 10 个苜蓿杂交组合及其父母本的牧草产量配合力效应值
草业科学
。
16
CAOYE YU XUMU2015 年第 3 期 总第 220 期草业与畜牧
Analysis of Heterosis and Combining Ability of 10 Yield Traits of Hybrid Combinations of Alfalfa
XUE Xiao-lan，SHI Feng-ling*，WUYUN Tan-an，XIONG Mei ，SHI Feng-ling
( College of Ecology and Environmental Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China)
Abstract: The hybrid combination can process faster and more accurate through determination in early generation and directional
selection method. This study tests with 10 Alfalfa hybrids and their 13 parents, analysis of its 3 main yield characters and general and
specific combining ability. The results show that:5×Ⅴ and 13×Ⅲ are two strong heterosis combination of forage yield , Wherein the branch
number and plant height are the main traits affecting of forage yield output growth of Alfalfa hybrid combinations; The higher key factor of
the forage yield traits in parental general combining ability is, the larger probability the forage yield of the combination obtain strong
position. Also the effect of special combining ability should be considered, there are strong combination of forage yield advantage when
specific combining ability in combination is low.
Key words: Alfalfa; Hybrid combination; Yield traits; Combining ability; Competitive advantage
3 讨论与结论
3.1 苜蓿杂交组合牧草产量与 3个构成因子的关系
石凤翎等人对苜蓿杂交种牧草产量优势形成机
理研究表明， 影响苜蓿杂交组合牧草产量关系最密
切的产量性状有株高、 分枝数及主茎粗， 其他性状
可能间接影响牧草产量 [6]。 本试验研究也表明， 分
枝数、 株高与杂交组合牧草产量的相关系数较大，
而茎粗对增产的效果不显著。 因此， 分枝数和株高
为苜蓿杂交组合牧草产量形成的主要构成因子。
3.2 牧草产量性状配合力与杂种优势表现
牧草产量性状配合力的高低是影响牧草产量优
势形成的关键因素。 宋 希 云、 王 成 俊、 夏 美 翠
等 [7~9] 认为配合力与杂种优势相关密切， 在甘蓝型
油菜和大豆也有类似的报道 [10, 11]。 在本试验中， 通
过对亲本各性状的一般配合力和特殊配合力的相关
性分析发现， 杂交组合性状特殊配合力高的, 其亲本
该性状的一般配合力并不一定高, 反之亦然。 同时还
发现， 有的组合特殊配合力较小， 而其亲本的一般
配合力较高， 但这些组合也表现出较明显的杂种优
势。 杂交后代的表现不仅与亲本 GCA、 SCA 密切相
关, 还与双亲的自身表现有关 [12]。 在杂交组合的筛
选过程中, 选择双亲或双亲之一具有较高 GCA 组配
较为重要 [13]。 5×Ⅴ株高与分枝数的特殊配合力都较
低， 但其杂种优势却很强。 所以为了获得较高的牧
草产量杂种优势， 用于杂交的双亲在产量构成性状
的一般配合力上应满足互补的要求， 同时也不能忽
视 GCA 较弱的双亲组合, 由于性状分布、 基因互作
等方式, 也有可能选到较优组合 [14]。 根据本试验所
研究的 10个苜蓿杂交组合牧草产量性状配合力与杂种
优势的表现， 同时结合前人的研究结果分析认为 [15]，
一般配合力高的亲本 (或双亲之一具较高一般配合
力效应) 杂交, 获得较高 F1 性状值、 较强杂种优势
的概率较大。
参考文献
[1] 蔡丽艳,石凤翎,张福顺,等.苜蓿杂种优势研究利用进展[J].
中国草地学报,2010.
[2] 蔡丽艳，石凤翎，陈海玲，等. 不同苜蓿雄性不育系杂交组
合牧草产量杂种优势分析[J]. 中国草地学报,2013.
[3] 乌云塔娜 ,石凤翎 ,翟夏杰，等 . 苜蓿雄性不育株系及其杂
交组合牧草产量配合力与优势效应分析 [A]. 中国畜牧业
协会草业分会.2012 第二届中国草业大会论文集[C].中国
畜牧业协会草业分会,2012.
[4] 史秀秀,毕晓静,马守才,等.黄淮麦区杂交小麦亲本的杂种优
势和配合力分析[J].麦类作物学报，2013, 33(6):1111-1118.
[5] 杨爱国 ,张世煌 ,李明顺 ,等 .CIMMYT 和我国玉米种质群
体的配合力及杂种优势分析 [J]. 作物学报 ,2006,32(9):
1329-1337.
[6] 石凤翎,李红,周丽梅,等.影响苜蓿雄性不育系杂交制种产
量因素的分析[J].内蒙古农业大学学报，2000,21(1):85-90.
[7] 宋希云,张爱民,黄铁城. 杂种小麦强优势组合选配规律的
研究 Ⅰ.杂种优势分析[J]. 北京农业大学学报 ,1993,（S2）:
37-44.
[8] 王成俊,葛琳,张兆清,等. 冬春性小麦杂交世代主要性状配
合力与杂种优势的研究 [J]. 四川大学学报 (自然科学版),
1991,（02）:214-219.
[9] 夏美翠,宋希云,李储学. 普通小麦亲本配合力与杂种优势
关系研究[J]. 莱阳农学院学报,1997,（01）:13-17.
[10] 管荣展, 盖钧镒. 甘蓝型油菜杂种优势及其与亲本配合力
和亲本系数间的关系 [J]. 中国油料作物学报 ,1998,（04）:
12-16.
[11] 杨加银, 盖钧镒. 黄淮地区大豆重要亲本间产量的杂种优
势、配合力及其遗传基础[J]. 作物学报,2009,（04）:620-630.
[12] 陈海玲， 苜蓿雄性不育系及其杂交组合的主要性状分析
[D].内蒙古农业大学，2010.
[13] 杨代刚，马雄风，周晓箭，等.陆地棉配合力与杂种优势、遗
传距离的相关性[J].棉花学报，2012,24（3）：191-198.
[14] 吕德斌.杂交小麦主要性状杂种优势和配合力的研究[J].河
南农学院学报.1982.
[15] 刘旺清,孙其信,倪中福,等.普通小麦和轮回选择后代配合
力与杂种优势的关系研究[J]. 种子，2005.
草业科学
17