花生主要农艺性状配合力及遗传参数分析_杨翔宇.pdf

研究报告Research Report花生主要农艺性状配合力及遗传参数分析杨翔宇1刘禹夫2刘海龙1吕永超1宁洽1陈小姝1赵跃1高华援1李洋1张连喜1*1 吉林省农业科学院花生研究所,公主岭,136100;2 吉林省种子管理总站,长春,130033*通信作者,L摘要选用 6 个花生品种，采用不完全双列杂交方法，对 9 个农艺性状配合力进行分析。结果表明，主茎高、侧枝长、饱果数、秕果数、籽仁重、出仁率是以加性遗传效应为主，总分枝数、结果枝数、单株果重受加性和非加性效应共同作用；吉花 24 利于培育紧凑型新品种，是具有饱果数和出仁率高的优良亲本材料，具有较高的育种价值，扶余四粒红 作为地方品种，对于改良株型、提高长势方面，具有一定的作用；可在早期世代进行选择的 5 个性状主要有主茎高、侧枝长、饱果数、籽仁重、出仁率。关键词花生;农艺性状;杂交;配合力Analysis of Combining Ability and Genetic Parameters of Major AgronomicCharacters in PeanutYang Xiangyu1Liu Yufu2Liu Hailong1L Yongchao1Ning Qia1Chen Xiaoshu1Zhao Yue1GaoHuayuan1Li Yang1Zhang Lianxi1*1 Peanut Research Institute,Jilin Academy of Agricultural Sciences,Gongzhuling,136100;2 Jilin Provincial Seed Management General Station,Changchun,130033*Corresponding author,LDOI:10.13271/j.mpb.021.004755AbstractSix peanut varieties were selected and the combining ability of 9 agronomic characters was analyzedby incomplete diallel hybridization.The results showed that the main stem height,lateral branch length,full fruitnumber,withered fruit number,seed kernel weight and kernel yield were mainly additive genetic effects,and thetotal branch number,fruiting branch number and fruit weight per plant were affected by both additive and non ad-ditive effects;Jihua2 is conducive to the cultivation of compact new varieties.It is an excellent parent materialwith high full fruit number and kernel yield,and has high breeding value.Fuyusilihong,as a local variety,plays acertain role in improving plant type and growth;the five traits that can be selected in the early generation are,mainstem height,lateral branch length,full fruit number,seed kernel weight and kernel yield rate.KeywordsPeanut;Agronomic characters;Hybrid;Combining ability基金项目：本研究由吉林省科技发展计划项目(20210404005NC)和吉林省农业科技创新工程项目(CXGC2021ZY121)共同资助引用格式：Yang X.Y.,Liu Y.F.,Liu H.L.,L Y.C.,Ning Q.,Chen X.S.,Zhao Y.,Gao H.Y.,Li Y.,and Zhang L.X.,2023,Analysis ofcombining ability and genetic parameters of major agronomic characters in peanut,Fenzi Zhiwu Yuzhong(Molecular Plant Breeding),21(14):4755-4761.(杨翔宇,刘禹夫,刘海龙,吕永超,宁洽,陈小姝,赵跃,高华援,李洋,张连喜,2023,花生主要农艺性状配合力及遗传参数分析,分子植物育种,21(14):4755-4761.)分子植物育种，2023 年，第 21 卷，第 14 期，第 4755-4761页Molecular Plant Breeding,2023,Vol.21,No.14,4755-4761花生是中国重要的油料和经济作物(刘芳等,2020;周小静等,2020)，同时，中国也是世界上花生主产国之一。2012 年以来全国平均花生种植面积在4.61010m2以上，占世界花生种植总面积的 20%，平均年产量 1.71010kg，占世界年均花生总产量的 45%。中国也是世界上花生消费大国，国内消费量占中国总产量的 90%以上。花生具有很高的营养价值，花生富含大量亚油酸等不饱和脂肪酸，可以使人体内胆固醇降解排出体外，避免胆固醇在体内沉积，同时花生中含有的卵磷脂也有助于降低胆固醇。随着东北地区气候分子植物育种Molecular Plant Breeding果表明(表 1)，不同组合间的农艺性状差异均达到了极显著水平，说明不同杂交组合在所研究的各个农艺性状上真实存在遗传差异，下一步可进行配合力方面的分析。主茎高、侧枝长的 VGCA/VSCA比分别为 11.71、10.47，表明主茎高和侧枝长以遗传加性效应为主；对花生产量有影响的分枝数性状方面，总分枝数、结果枝数的 VGCA/VSCA比未达到显著水平，分别为1.42、1.37，表明总分枝数和结果枝数，受遗传加性效应与非加性效应共同影响；饱果数、秕果数的 VGCA/VSCA比均达到了显著水平，分别为 4.38、3.25，表明饱果数与秕果数为加性效应遗传；单株果重的 VGCA/VSCA比未达到显著水平，为 1.91，表明单株果重，受遗传加性效应与非加性效应共同影响，籽仁重的 VGCA/VSCA比达到显著水平，为 3.68，表明籽仁重，受遗传加性效应影响为主；出仁率的 VGCA/VSCA比为 8.41，达到了极显著水平，表明出仁率为加性效应遗传。1.2一般配合力效应分析不同亲本的各农艺性状一般配合力分析表明，相同农艺性状不同亲本间的一般配合力差异较大。吉花 24(P1)主茎高和侧枝长的一般配合力效应值均为负，且效应值最小(表 2)，因此，育种时 吉花 24(P1)可作为培育矮秆紧凑型花生品种的理想亲本，而扶余四粒红(P6)主茎高和侧枝长的一般配合力效应值均为正，且效应值最大，对提高株高有一定的潜力，育种时可作为培育长势较强的高秆花生品种的理想亲本。吉花 25(P4)的总分枝数、结果枝数 2 个农艺性状的一般配合力均为正，并且效应值为最大、次最大，育种时 吉花 25(P4)可作为培育多分枝品种的理想亲本，吉花 24(P1)的总分枝数和结果枝数的一般配合力效应值为次最大和最大，是培育多分枝条件的变化和供给侧结构性改革的调整，吉林省种植花生的面积逐渐增加。根据国家统计局数据显示，吉林省花生种植面积由 2002 年的 4.3104hm2增加到2020 年的 2.4105hm2(图 1)，翻了 5.5 倍，已经成为第二大油料作物。近年来，吉林省种植业调整不断深入，正迅速向中国花生优势产区发展。吉林省是中国新兴花生主产区，是中国重要的绿色优质花生产业带。吉林省花生的育种水平也随着种植面积的增加不断提高，但较河南、山东等地科研单位的花生研究起步较晚，没有完全形成良种繁育推广体系，品种多而乱，同质化严重，专用优质品种较少，农民习惯长期使用自留种，导致品种退化严重。吉林省针对相关问题开展研究，花生育种工作也有显著成效，不断有高产、优质、适应当地的花生新品种出现，花育系列主要种植于松原和白城等部分区域。近几年发展速度迅猛，年均种植面积大约 2.7105hm2，总产量近 9108kg，担负着保障吉林全省食用油安全的重任，还肩负着农业供给侧结构改革和提高农民收入的重大使命。吉林省花生产区跨越辽吉丘陵平原花生亚区和吉黑平原花生亚区，栽培制度为一年一熟。由于受地理纬度偏高、耕作制度单一、连作年限延长等原因引发的低温冷害频发、病虫为害趋重、单产水平较低等多重因素的叠加影响，导致花生产量耗损、品质下降、成本上涨，已成为制约花生产业绿色高质量发展的长期制约因素。生产上需要适应吉林省生态条件的花生品种(孙峥等,2013;杨翔宇等,2020)。高产是吉林省花生育种研究的基本要求，吉林省花生单产仍然有巨大的提升空间，加大收集国内外种质资源，开展花生骨干育种材料种质改良创新研究，是目前育种的首要任务。以常规育种为基础，以诱变、分子辅助、杂交等多种育种技术，拓宽遗传基础，聚合优质性状，为高产育种奠定基础。科学合理的选配亲本，利用杂交育种方法，是选育花生新品种的重要路径之一，配合力是选择亲本的重要依据(胡晓辉等,2012;何中国等,2018;韩亚丽等,2020)。本研究选用吉林省生产上主要应用推广的品种，采用不完全双列杂交的方法，分析供试亲本的各主要农艺性状配合力，并对其在育种工作中的利用价值以及后代材料的选择方向进行探讨，以期为花生杂交育种工作中亲本及杂交后代材料的选择提供理论依据。1结果与分析1.1不同性状配合力的方差分析供试的各杂交组合不同农艺性状的方差分析结图 1 2002-2020 年吉林省花生种植面积变化Figure 1 Change of peanut planting area in Jilin Province from2002 to 20204756花生主要农艺性状配合力及遗传参数分析Analysis of Combining Ability and Genetic Parameters of Major Agronomic Characters in Peanut品种较好的亲本。吉花 24(P1)饱果数的一般配合力效应明显高于其他亲本，是培育高产花生的理想亲本，吉花 25(P4)饱果数的一般配合力效应值也为正，在育种时，对提高饱果数性状具有一定价值，秕果数少同样有利于产量的提高，吉花 24(P1)、吉花 25(P4)、扶余四粒红(P6)秕果数的一般配合力效应值均为负，育种时，对降低秕果数性状有一定的利用价值。吉花 24(P1)的单株果重、籽仁重和出仁率的一般配合力效应值均为最高，供试亲本中，在育种工作中 吉花 24(P1)对培育高产、出仁率高的花生品种，潜力最大。1.3特殊配合力效应分析对配合力方差结果进行分析，可以看出，主茎高、侧枝长、总分枝、结果枝、单株果重、籽仁重 6 个农艺性状的特殊配合力差异，均达到了极显著、显著水平，因此，只对达到显著水平以上性状的特殊配合力效应进行分析(表 3)。组合 P1P6 主茎高和侧枝长的特殊配合力效应最大(3.866,4.490)，分离后代中应着重对株高性状进行选择；P1P4 主茎高的特殊配合力效应最小(-1.841)；P2P6 侧枝长的特殊配合力效应值为次最大(4.395)，P2P3 侧枝长的特殊配合力效应值最小(-1.972)，育种中，吉花 9 号 对于改良花生株高性状具有一定价值。组合 P1P