全 文 ：热带、止热带植物学报 2006，14(11：3l一37
l^JMm cJ／ Tropical and Subtropical Botany
甘蔗杂交后代蔗汁品质性状的遗传分析
高三基，陈如凯，邓祖湖，徐良年，傅华英，张 华，罗 俊
(福建收朴大学农业 m ql"．fl I-志 遗传改良晕 - 7t‘放实验 。桶州 350002)
摘要：以4x3小克仝 列杂交(NCI)选 的12个杂交组【合后代为材料，埘蔗汁锤皮、旋光改数、转尤度、 汁蔗糖
分、 纯度干¨吐力纯膻等 6个 {lIJ质性状进{J 介／J 遗传 J分析。结 表_f』J， 质性状的遗f‘一1 IlI旗 』J『l， 效 rjI
起，其巾蔗jt 钷度、旋比 数、转光度、脏汁 料分 j-i rti父水 肚效应_jl起。CP72—330、}IOCP93—750、棒 9l一1 16
干¨ 船 92．1287等 4个象本的 质性状 股 ／J(gca)为l 【I J_牧人，赴 l厶力较 r的f 栅 _小 CP72—33Ox 精
9l一116技 HoCP93—750x粤 92 1287 fl{J。 川五 『I 状特蛛眦台 J(sea)棚刘效 价均为『¨ lL【11较人， 建J 代 ＼¨炙·rl 状
、 均 也较f研，为较 l，仃， 建 ．，IllI质 状父小gca／J 人 rt吐水 gca，J ，采小 gca／J 为 介 sea仃 的
7—28 f ， 义遗 ／J(t )为58c／~一68％，狄义遗f‘9J(^、 ) 56％一6()％， 』 遗他能 ／J较灶n0 ⋯ 一i~I：IJq
关键词：I I雌；· ：I尺； JJ：迪化』J；1： ’ 个“
中国分类号：$566 l03．2 文献标识码：A 文章编 号：l005—3395(2006)Ol一003l酬07
Genetic Analysis of Quality Characters in Sugarcane
(Saccharum officinarum)Hybrid Populations
GAO San—j i，CIEN Ru—ka i，DEN{；Zu—hu，XU L i ang—n i al，FIJ Hua Y i ng，ZIANG Iua，LU0 Jun
t 、|_f{J}tI{I ㈠ ph vsml{ &《 t·neli~hnp,⋯ flitIJl}fi,r 5tgar(·(m^ ltinistrl fl{、 (1llII
I,hjim~、 ru／tnt Eand rt x⋯ { H i【、’I：uzhou 350002．China、
Abstract： The combining ability and heritability were estimated in progenies of 1 2 CROSS combinations of
sugarcane (Saccharum q[ficit⋯rⅢn L．1 hybridized by using a incomplete dialel cros design[br four female and
three male parents．Six parameters were used tbr the analyses of quality characters in sugarcane_juice，i．e．brix
(percentage of total soluble solids)，polarimeter reading(PR)，pol in juice(Po1)，sucrose content(sO，apparent
purity(AP)，and gravity purity(GP)，The results showed that the heredity of quality characters was induced mainly
by additive gene efects，The changes il brix，PR，Pol and SC were aflected by male parents．Parents with high
sugar—yielding and good combining ability appeared in CP72—330．HoCP93—750，GT91—1 16 and YT92—1287 which
ptesentcd high and positi＼ e gcnel’a1 colnbining ability (gca)． Whereas tbr progenies of crosses CP72—330x
(i F9 1—1 1 6 and }h(’1 93—75()xY 1‘，2—1 287 showed high and positive special combini~1g ability {sea)． The gca
variances in male pm’cnts were greater than those in female OleS， rhe gca wtriances in parents were greater and sea
variances in crosses by 7 to 28 times．The heritability in broad sense(h,2)in quality characters were from 58％ to
68％，and that in narrow sense(fJ )56％一60％．These results indicated that the data of quality characters had better
heritability．
Key words：Sugarcane(Scu：charum ofi~cinarum)；Quality characters；Combining ability；Heritability；Incomplete
dialle1 cross
收稿日期：2005—08 O8 接受日期 ：2005—10-31
基金项目：罔家 863计划项H(2001AA241l9l，2002AA241031)；国家科技攻芙先导项目(2002BA544C)；农业 948计划项H(2003一
Q06)资助
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32 热带亚热带植物学报
高糖是甘蔗育种的主要日标之 一，一直受到各
国甘蔗育种家的普遍关注。 蔗高糖品种的选育有
赖于对甘蔗糖分性状遗传规律、杂交亲木及其组合
高糖育种潜力的了解。有关这方面的研究国内外己
有报道，其中多数以锤度或蔗糖分为指标，结合产
量组分研究这些性状的配合力0-3]、遗传力及遗传相
关 、选择指数【 1以及与环境互作等 ”]。另外，林
俊芳等l1 4_及邓祖湖等lI 5_分别以甘蔗F 代群体单系、
家系为研究对象，对几个糖分性状的遗传特性作了
有益探索；Cox等[16]以20个家系及其亲木为材料，
‘研究原料蔗蔗糖分(Commercial cane sugar，ccs％)
的遗传方差及遗传力。但是，采用遗传交 设计，并
以实生苗世代单株为对象测定糖分性状指标，研究
其遗传规律的报道较少。为此，本文拟采用不完伞
双列杂交设计 (Nc I)，测定甘蔗杂交后代单系的
蔗汁品质指标，较为系统全面地研究甘蔗蔗汁锤
度、旋光读数、转光度、蔗糖分、视纯度及熏力纯度
等6个蔗汁品质性状的配合力和遗传力，揭示品质
性状遗传行为，同时对我国引进及向育的亲本及其
组合进行评价，以期为甘蔗的高糖育种提供参考。
1材料和方法
I．I供试材料与试验设计
2003年 1l—l2月在海南甘蔗杂交育种场以引
进的甘蔗(Saecharum劝珏 Hm L )品~CP72．2086、
CP72．330、HoCP93．750及 ROC10为母本，以 育
的桂糖 91．1 16(GT91．116)、崖城 82．108(YC82
108)及粤糖 92．1287(YT92．1287)为父本，按 4x3
不完全双列杂交配制 12个组合，2004年 3月 l5同
播种，5月2日假植，6月 3日从各组合中随机取
第 l4卷
180株实生苗，按随机完全区组设计定植于本实验
室试验田，3行 ，每干『定植 20株，行长 7．0 m，行距
1．0 m，3次重复。田间栽培管理同杂种圃。
1．2 蔗汁糖分性状的测定
2005年 1月 20—21日在每个小区随机选取 20
丛，用取汁器从每丛生茎中部钻取蔗汁 1 ml于离心
管中，于 1 500~g下离心 5 min一 }：清液利用美国
Rudolph公司Jl57自动折光仪利 AUTOPOL 880自
动旋光仪 ( 有0，05 ml旋光管)分别测得20~C 的
蔗汁折光锤度(Brix，％)平u旋光读数(PR，oz)，并根
据公式计算转光度 (Pol一—26
—
0．
而
73丽-B
～
rix ×PR
，％)、视
纯度 (AP： ×100，％)，根据高三基等 方法
估算蔗汁蔗糖分 (SC=0．05706+0．21488×Brix+
0．18103x PR，％) 和重力纯度 (cP= MOO，
％)。
1．3数据统计分析
数据的统计分析按唐启义等 ㈣推荐的统计模
型 (表 1)和数据处理系统完成配合力及遗传力等
遗传参数的计算。根据公式 (or2 )=
，
( 及 ( )= 删 估算父
本、母本的一般配合力 (gca)和组合特殊配合力
(sca)基 因型方差。 ‘般配合力方差 (％)和特
殊配合 力方 差 (％)分别按 =_ ×100
Q Q Q
s{
表 1各变异来源的期望均方
Table 1 Expected mean squares ofvariation fiom diferent soarces
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第1划 高三基等：甘蔗杂交后代蔗汁品质性状的遗传分析
2
及 =_ MOO计算。广义遗传力 ( )和狭
+ +G
gt sU
2 2 2
义遗传力( )分别按 (％)= ± ×100、
2 2 2 2 ，’
o 日 o
s
o
e
2 2
(％)=丁 1 ×100公式计算。父本、母本的
+
日
+
一 般配合力 (gca)和特殊配合力 (sea)相对效应值
ylj按公式 g = xl00、毋= 二 xl00及
． ． ． ．
S xl00估算。式中 、V V 分别表
． ．
示父本、母本及组合的表型方差， ( e2)表示环境
方差。n。、n 、b分别表示父本、母本及试验区组数。
SHx 分别表示第 i个父本和第 个母本半同胞系
的lf牛状平均值，‰指性状的总平均值， 指第 i个父
本和第 个母本杂交组合的性状值。
2结果和分析
2．1配合力方差分析
方差分析表明，组合间6个蔗汁糖分性状的差
异均达到极显著水平 (表 2)，而各区组间的差异未
达到显著水平，说明这些性状各组合问存在着真实
的遗传差异。进而分解和检验各组合父本、母本的
一 般配合力及组合的特殊配合力方差及其显著性。
结果表明，蔗汁锤度、旋光读数、转光度及蔗汁蔗糖
分的父本一般配合力 (gca)效应差异均达显著或极
显著水平，母本 gca及组合的特殊配合力 (sea)效
应差异未达显著水平，说明这 4个性状主要受父本
的加性基因效应所控制，视纯度和重力纯度的母
本、父本的gca效应差异均达显著水平，组合的 sea
效应差异不显著，表明这 2个性状主要受父母本的
加性基因效应所制约。
2．2～般配合力相对效应值分析
gca是指亲本在 l组杂交组合中的平均表现，
其差异主要由基凶的加性效应引起，效应的大小和
正负分别代表基凼加性作用的程度和方向。表 3列
出的7个亲本6个品质性状的gca相对效应值，亲
本 CP72．330、HoCP93．750、桂糖 91．116及粤糖
92—1287的蔗汁锤度、旋光读数、转光度、蔗汁蔗糖
分、视纯度和重力纯度 gca效应值均为正值，杂交后
代群体品质性状表现较好，预期利用其作亲本选配
的杂交后代可望获得高糖无性系。亲本 CP72．2086、
ROC10及崖城 82．108的 6个品质性状 gca效应值
均为负值，特别是崖城 82．108亲本 gca效应值为
- 4．9960，杂交后代群体糖分性状表现较差，作为高
糖亲本育种潜力有限。
2．3特殊配合力相对效应值分析
甘蔗杂交育种实践中，一般采用家系选择和单
表 2品质性状的配合力方整分析
Table 2 Variance analysis ofcombining ability in quality characters
， 分别 示 0．05和 0．01的 矬著水甲 Signifcant at 0．05 and 0．O1 probability levels．respectively．MS=Mean square；PR=Polarimeter
reading；Pol Pol in juice；SC Sucrose content in juice；AP!Apparent purity；GP二Gravity purity．The same for the folowing Tables．
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34 热带、 热带楠物 报 筇 l4卷
表3 亲本品质性状一般配台力的相对效应值
Table 3 Relative ef}ect values ofgeneral combining ability in quality characters ofparents
株选择卡H结合的 浊， _{』l细介群体性状n，j、 均表
现干¨变异 实行球系选抒。性状 均触灶反映家
系总体表现的参数，向 sea效J 则址反映 俞 代
平均仳⋯现们·曙舣采 gca预讣结果I i勺参数 均值
r “iL sea效应人的纠 町供选择的I岛糖 多，
址 的十／ ‘。 ，可川十 糖匀【合选 。从表4
可 ，CP72 2086x 和 92一l287、CP72 330x杜糖 9l—
l l6、HoCP93．750x ．精 92—1287／支HoCP93—750×
表4各杂交组台品质性状特殊配合力的相对效应值
Table 4 Relativc effect vahles of special combining ability in chaa acters ofcrosses
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第 1芤u 商一 基等： 杂变后代蔗汁品质性状的遗传分析
表 S 品质·陛状配合力总效应值
Table 5 Total efect values ofcombining ability in quality characters ofcrosses
表 6品质性状的遗传方差及遗传力
table 6 Genetic variance and heritability ofquality characters
粤糖92—1287的糖分性状 sca相对效应值均为正值
II_较大，、 均值较高，这 4个杂交组合是优 良的高
糖组合，后代糖分性状变异广泛，品质表现较佳，可
作为生产性组合，应用 甘蔗高糖育利-。尤其是
CP72—330x桂糖 91．1 16组合，蔗汁转光度和蔗糖分
sca市几对效 值分别为 4．9071和4．8012，甲均值分
剧为 18．534％~M l8．301％。CP72．2086x崖城 82．108、
HoCP93—750x崖城 82．108及 ROC10x崖城 82．108
组合杂交后代表现 ‘般。CP72．2086x棒糖 91．1 16、
CP72—330×崖城 82．108、CP72．330×粤糖 92．1287、
35
HoCP93-750x棒糖 91．1 l6及 ROC10x桂糖 91．1 16
组合中，6个糖分性状 sca相对效应值均为负值。
2．4配合力总效应值分析
甘蔗杂种的性状表现既受亲本 gca效麻影响，
也受特定组合 sca效应制约，将父本和母本的 gca
及组合 sca的效 值按线性累加为 合力总效J
(tca)，叫’更准确判断杂交组合的优劣。由衷 5 uJ‘
见，以CP72．330和 HoCP93．750为母本，以棒糖
91—1 16和粤糖 92．1287为父 本的 4个组 合以及
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36 热带业热带植物学报
CP72．2086~粤糖 92．1287杂交后裔的6个品质性
状 tea效应相对值均为正值，特别是CP72—330x棒
糖 91—1 l6和 HoCP93．750x粤糖 92 1287组合 tca效
应相对值较高，是较好的高糖 蔗组合，其杂交后
代获得高糖基 型 的机牢较大。ROC10×粤糖
92．1287组合中，除了视纯度和重力纯度的 tca效应
相对值为负值外，其余 4个品质件状 tea效应相对
值均为正值，也较易获得高糖基因型。ROC10x桂糖
91．1l6组合中，除了蔗汁锤度外，其余 5个品质I}牛
状 tca效应相对值均为负值；以崖城 82．108为父本
的半同胞组合以及CP72．2086~桂糖 9l一1 16组合的
6个糖分性状tea效应相对值均为负值，作为高糖
组合的潜力有限。
2．5群体配合力方差及遗传参数的估算
存 6个糖分性状中，父本的一般配合力方差
(盯 )都大于母本的 盯 ，说明父本对杂种后代这些
性状的遗传效应大于母本，表现 不同程度的父本
效应 (表 6)。亲本蔗汁锤度、旋光读数、转光度、蔗
汁蔗糖分、视纯度和重力纯度的 盯 分别是组合配
合力方差 (盯 )的7．542、7．093、7．402、7．166、28．854
和15．088倍，显然这6个性状的遗传主耍是由加性
基因效应引起的，尤其是视纯度和重力纯度更为突
出。从对杂种后代性状表现所贡献的百分数，也可
以看出类似的趋势，前 4个性状亲本的贡献都在
87％以上，后 2个性状亲本的贡献则达到 93％以
上。遗传力估算结果表明，6个糖分性状属遗传能力
强的数量性状，广义遗传力 (hR2)除 1广视纯度为
58．64％外，其余性状在 60％以上，狭义遗传力 (hN2)
也较高，大于 56％，反映出这些性状在有性世代选
择效果好，有必要提高选择强度，淘汰品质性状差
的单株。
3讨论
本试验研究结果表明，甘蔗蔗汁锤度、旋光读
数、转光度、蔗汁蔗糖分、视纯度及 力纯度等 6个
糖分性状主要受加性基因的遗传效应所控制，受环
境效应的影响相对较小，属于遗传能力强的品质数
量性状，这与前人研究结果一致[1~16】。糖分性状在 日I
期世代进行选择的效果较好，囚此，耍通过各种途
径来丰富育种群体的糖分性状变l异，特别是充分利
用近年引进的 圉新育成的高糖品种作泉木，与我
第 l4卷
国自育的 蔗品种选配大量试探性组合，以便从高
糖组合中筛选出符合高糖育种 日标的优 良尢性
系。本试验的 CP72．2086、CP72—330、HoCP93．750、
ROC10及粤糖92．1287属于 苛糖品种，前三个是美
国早熟高糖 l占种，但是在这些亲本中，CP72．2086及
ROC10的 gca为负值，由此可见，高糖栽培品种并
非都是具有良好的糖分配合力。特殊配合力 (sca)
是南基凶的显性和上位性等非加性遗传效应产生
的。有性繁殖情况下，这些效应会随着世代增加和
基因型的纯合过程而逐渐消失。但甘蔗为无性繁殖
作物，非加性效应 (sca)会通过细胞的有丝分裂而
保持，囚此 sea对于正确选配甘蔗亲本组合也有十
分重要的指导意义。CP72．330、HoCP93 750、桂糖
91．116和粤糖 92．1287等 4个亲本是配合力较
好的高糖亲本，由它们选配的 CP72．330×桂糖
91．1 l6及 HoCP93．750x粤糖 92．1287组合为较好
的高糖杂交组合，其糖分性状 tea商，是理想的高糖
组合，可作为生产性组合，扩大实生苗群体，可望选
择出符合育种 目标的优良高糖基因型。
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广东省植物学会第十届会员代表大会暨学术年会纪要
广东省植物学会第十 会员代表人会暨学术年会于 2005年 11月 27旧 广州市中IIJ人学举行。米 臼中围科学院华南植
物园、华南农业人学、华南师范火学、广州大学、广州中医药大学、中山大学和全省各地25个科研单化、人々院校 187人出席了
会议，人会收到了学术论文45篇，编辑出版了“广东省植物学会会刊第十五期”。
参加大会开幕式的领导有：中国科学院华南植物园副丰任周国逸、仟海；中tl J人学生命科学学院院长徐安龙：』 尔省科学
技术协会组织联络部科长胡勉。在人会丌幕式上，周同逸、徐安龙、胡勉同志讲_『话。
大会开幕式山学会副理事长叶创兴主持；学会理事长梁承邺作了“广东省植物学会第九届理事会T作报告”。报告分别从
学术交流、国际学术研讨会、科普与技术咨询活动、学会刊物编辑出版、获表彰情况、发展新会员、学会经费收支情况和存件问
题八个方面总结了2000-2005年学会工作。理事会l厂作报告，充分体现了第九届理事会为广东省植物学会的发展、开展学术交
流、技术咨向、国际学术研讨、宣传科学知识所做lH的贡献。同时也说明了学会第九届理事会是 个团结合作、全心全意为会员
服务的集体。秘书长毛荣森作了“关于学会章程修改的说明”。
大会进行_r学会理事会换屑改选，经过会员代表大会投票，选举产生了广东省植物学会第十届理事会梁承邺等 51化理
事
存学会学术年会上作大会报告的有：中山人学彭少麟教授的《ls allelopathy a driving force of succession?》；中国科学院华
南植物园张力副研究员的《苔鲜植物的研究现状与前瞻》；中闸科学院华南植物园叶秀麟研究员的《植物生殖生物学研究进
展》：中山大学施苏华教授的 《基因组时代的物种形成研究》：广州人学田长恩教授的 《拟南芥生长素反应 冈子 8的功能研
究》；叫J围科学院华南植物园廖景平研究员的《中国植物园生物多样性培训I班简介》：华南师范人学王英强教授《姜科植物的
传粉生物学和繁育系统》；佛山市顺德I 第一中学高级教师孔庆敏的 《对高中新课标的几点感悟》；中山大学廖文波教授的
《东业 一北美间断分布属生物地理学研究》；华南农业大学陈国菊副教授的 《国际压花现状》：中山人学叶创兴教授的 《姜科雄
蕊群发育的研究》。同时，大会就植物基因、群落改造、遗传关系、分类研究等进行了交流。
经 f’届理事投票选举产生了23位学会理事会常务理事；理事长、副理事长、秘书长、副秘书长；会议通过了学会名誉理事
长名单。
广东省植物学会
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