旱稻与水稻不育系主要农艺性状配合力及杂种优势研究
摘要
本研究通过三系法、两系法和水旱杂交三种途径来研究旱稻杂种优势的利用，考察了杂交F1与抗旱性相关以及和产量构成因素有关的11个性状，探讨了F1杂种优势表现规律和亲本一般配合力以及杂交组合特殊配合力的表现趋势，并且对旱稻杂种优势利用的亲本组配规律进行了探讨。结果如下：
1．三系法
通过4个水稻三系不育系和11个旱稻品种按照NCⅡ交配设计，共获得杂交组合44个，对杂交F1进行了超父本优势分析和竞争优势分析，并且对亲本的一般配合力(GCA)和杂交组合的特殊配合力(SCA)进行分析。结果表明：三系法杂交F1大多数组合表现出较强的生物产量优势和产量优势潜力较强，表现为总茎蘖数、株高、穗长、每穗总粒数、抽穗日数超父本和对照，但多数组合表现结实性差，在产量性状上无超父本优势和竞争优势，旱稻品种是三系不育系的保持系而很少是恢复系。配合力分析表明，旱稻亲本在抗旱相关性状上的一般配合力较高，在产量相关性状上一般配合力较低，特殊配合力表现无规律，而且一般配合力和特殊配合力之间没有必然联系。发现一个抗旱性和产量均表现优异的组合珍汕97A／IRAT109。
2．两系法
北京试验采用8个水稻两系光温敏不育系和16个旱稻杂交获得94个杂交F1组合，进行杂交F1的超父本优势分析和竞争优势分析，结果表明：杂交F1在抗旱相关性状上表现具有超父本优势和竞争优势，但在产量性状上，旱稻和籼型两系不育系杂交F1表现结实性差，不具有超父本优势和竞争优势，旱稻和粳型两系不育系杂交F1的结实性相对较好，部分组合具有超父本优势和竞争优势。合肥试验采用8个不育系和13个旱稻品种和2个水稻品种(对照)按照NCⅡ设计，分析亲本的一般配合力和各组合的特殊配合力，结果表明：旱稻亲本的抗旱相关性状的GCA普遍较高，但产量相关性状上部分亲本的GCA较低，籼型不育系产量性状的GCA较低，如PA64S、612S、372S；特殊配合力表现较好的组合有612S／旱稻502、N422S／旱稻616、42S／巴西陆稻、N422S／IRAT109、香125S／毫格劳、372S／巴西陆稻、582S／巴西陆稻。另外，亲本的GCA和杂交组合的SCA之间没有特定的规律可循。
3．水旱杂交
结果表明：旱稻和抗旱的水稻品种杂交F1的抗旱性和生物产量上具有超旱稻亲本优势，但多数组合亲本遗传差异较大导致杂交F1结实率低、有效穗数较少，且无超亲优势和竞争优势，个别组合表现抗旱性强、结实率较高，如旱稻277／1004。
4．本研究表明旱稻杂种优势利用的方法应重点放在两系法旱稻杂交稻选育上，亲本选配应选抗旱性和产量性状一般配合力高的不育系和旱稻亲本，其次是适当兼顾殊配合力高的亲本，另外亲本遗传差异不宜过大，可以部分或间接利用亚种间的杂种优势。
This research was divided into three parts which included three-line method, two-line method ,and paddy-upland rice crossing method to study the utilization of upland rice heterosis. Eleven characters correlated to drought tolerance and yield components were investigated by exceeding parent heterosis index and competitive heterosis . The GCA of parents and SCA of combinations were investigated as well. The rules of parents mating were also explored . The main results were summarized as follows :
1. Three-line Method
Fourty-four cross combinations were obtained by crossing four cytoplasmic male sterile rice line (CMS ) were with 11 upland rice varieties as male parents acorrding to NC II design . The heterosis of 11 characters of Fl hybrids were investigated by exceeding male parent heterosis index (EMHI) and competitive . The results indicated that GCA(general combining ability) play an important role in drought tolerance correlated characters and yield characters.One elite combination was obtained , it is Zhenshan97A/IRAT109.
2. Two-line Method
One hundred and twenty cross combinations were obtained by crossing 8 photo-thermo sensitive genie male sterile lines (PGMR) and with 13 upland rice varieties and two paddy rice (as check) acorrding to NC design . Eleven characters of Fl hybrids were investigated .The results indicated that F1 hybrids were shown exceeding male parent heterosis on drought tolerance correlated characters ,but when it comes to yield characters , the Fl hybrids crossing by upland rice with indica PGMR were not shown heterosis , but those crossing by upland rice with japonica one were shown exceeding male parent heterosis and competitive heterosis .The analysis combining ability indicated that GCA of drought tolerance wre high on most upland rice varieties ,but the one of yield characters were low on a few male parents. The GCA of yiele characters on indica PGMS were lower than that on japonica ones. And GCA of the parents have no specific rule with SCA of the cross combinations . Some elite cross combinations were obtained , such as 612S/Handao502, N422S/Handao616 , 42S/1RPAR9, N422S/IRAT109, 372S/Haogelao> 582S/IRPAR9.
3. Paddy-unpland rice Crossing Method
The Fl hybrids by paddy rice and upland rice crossing have more stronger exceeding upland rice parent heterosis on drought tolerance and biological yield ,but most hybrid combinations have very low seed setting ratio and few panicle number per plant .And the exceeding parent heterosis and competitive heterosis were not shown on the characters correlated to yield components. Some elite combinations were obtained such as Handao 277/1004 .
4. The results indicated that two-line method on the utilization of upland rice heterosis is an promising approach at present .The parents should be selected according to the rule that the parents have high GCA on drought tolerance and yield characters . On the other hand , GCA of the cross combinations and genetic divergence between the parents are should be appropriate.
1．三系法
通过4个水稻三系不育系和11个旱稻品种按照NCⅡ交配设计，共获得杂交组合44个，对杂交F1进行了超父本优势分析和竞争优势分析，并且对亲本的一般配合力(GCA)和杂交组合的特殊配合力(SCA)进行分析。结果表明：三系法杂交F1大多数组合表现出较强的生物产量优势和产量优势潜力较强，表现为总茎蘖数、株高、穗长、每穗总粒数、抽穗日数超父本和对照，但多数组合表现结实性差，在产量性状上无超父本优势和竞争优势，旱稻品种是三系不育系的保持系而很少是恢复系。配合力分析表明，旱稻亲本在抗旱相关性状上的一般配合力较高，在产量相关性状上一般配合力较低，特殊配合力表现无规律，而且一般配合力和特殊配合力之间没有必然联系。发现一个抗旱性和产量均表现优异的组合珍汕97A／IRAT109。
2．两系法
北京试验采用8个水稻两系光温敏不育系和16个旱稻杂交获得94个杂交F1组合，进行杂交F1的超父本优势分析和竞争优势分析，结果表明：杂交F1在抗旱相关性状上表现具有超父本优势和竞争优势，但在产量性状上，旱稻和籼型两系不育系杂交F1表现结实性差，不具有超父本优势和竞争优势，旱稻和粳型两系不育系杂交F1的结实性相对较好，部分组合具有超父本优势和竞争优势。合肥试验采用8个不育系和13个旱稻品种和2个水稻品种(对照)按照NCⅡ设计，分析亲本的一般配合力和各组合的特殊配合力，结果表明：旱稻亲本的抗旱相关性状的GCA普遍较高，但产量相关性状上部分亲本的GCA较低，籼型不育系产量性状的GCA较低，如PA64S、612S、372S；特殊配合力表现较好的组合有612S／旱稻502、N422S／旱稻616、42S／巴西陆稻、N422S／IRAT109、香125S／毫格劳、372S／巴西陆稻、582S／巴西陆稻。另外，亲本的GCA和杂交组合的SCA之间没有特定的规律可循。
3．水旱杂交
结果表明：旱稻和抗旱的水稻品种杂交F1的抗旱性和生物产量上具有超旱稻亲本优势，但多数组合亲本遗传差异较大导致杂交F1结实率低、有效穗数较少，且无超亲优势和竞争优势，个别组合表现抗旱性强、结实率较高，如旱稻277／1004。
4．本研究表明旱稻杂种优势利用的方法应重点放在两系法旱稻杂交稻选育上，亲本选配应选抗旱性和产量性状一般配合力高的不育系和旱稻亲本，其次是适当兼顾殊配合力高的亲本，另外亲本遗传差异不宜过大，可以部分或间接利用亚种间的杂种优势。
This research was divided into three parts which included three-line method, two-line method ,and paddy-upland rice crossing method to study the utilization of upland rice heterosis. Eleven characters correlated to drought tolerance and yield components were investigated by exceeding parent heterosis index and competitive heterosis . The GCA of parents and SCA of combinations were investigated as well. The rules of parents mating were also explored . The main results were summarized as follows :
1. Three-line Method
Fourty-four cross combinations were obtained by crossing four cytoplasmic male sterile rice line (CMS ) were with 11 upland rice varieties as male parents acorrding to NC II design . The heterosis of 11 characters of Fl hybrids were investigated by exceeding male parent heterosis index (EMHI) and competitive . The results indicated that GCA(general combining ability) play an important role in drought tolerance correlated characters and yield characters.One elite combination was obtained , it is Zhenshan97A/IRAT109.
2. Two-line Method
One hundred and twenty cross combinations were obtained by crossing 8 photo-thermo sensitive genie male sterile lines (PGMR) and with 13 upland rice varieties and two paddy rice (as check) acorrding to NC design . Eleven characters of Fl hybrids were investigated .The results indicated that F1 hybrids were shown exceeding male parent heterosis on drought tolerance correlated characters ,but when it comes to yield characters , the Fl hybrids crossing by upland rice with indica PGMR were not shown heterosis , but those crossing by upland rice with japonica one were shown exceeding male parent heterosis and competitive heterosis .The analysis combining ability indicated that GCA of drought tolerance wre high on most upland rice varieties ,but the one of yield characters were low on a few male parents. The GCA of yiele characters on indica PGMS were lower than that on japonica ones. And GCA of the parents have no specific rule with SCA of the cross combinations . Some elite cross combinations were obtained , such as 612S/Handao502, N422S/Handao616 , 42S/1RPAR9, N422S/IRAT109, 372S/Haogelao> 582S/IRPAR9.
3. Paddy-unpland rice Crossing Method
The Fl hybrids by paddy rice and upland rice crossing have more stronger exceeding upland rice parent heterosis on drought tolerance and biological yield ,but most hybrid combinations have very low seed setting ratio and few panicle number per plant .And the exceeding parent heterosis and competitive heterosis were not shown on the characters correlated to yield components. Some elite combinations were obtained such as Handao 277/1004 .
4. The results indicated that two-line method on the utilization of upland rice heterosis is an promising approach at present .The parents should be selected according to the rule that the parents have high GCA on drought tolerance and yield characters . On the other hand , GCA of the cross combinations and genetic divergence between the parents are should be appropriate.
引文
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