能源甘蔗亲本选配及遗传分析
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摘要
利用遗传交配设计对能源甘蔗9个亲本组配的20个组合、8个性状进行遗传分析，结果表明：地上部鲜重、锤重、丛有效茎数和丛重的遗传既受基因的加性效应也受基因的非加性效应所控制，但以非加性效应为主；株高、茎径和锤度的遗传主要是受基因的加性效应控制，地上部鲜重和锤度实生苗新植和宿根的H_B~2都在50％以上，而锤重的H_B~2分别为33.7％(新植)和54.4％(宿根)，而且锤重和地上部鲜重母本gca方差都大于父本gca方差，说明能源甘蔗育种中母本选择的重要性。配合力分析同时表明CP84-1198、科5、桂73-167和湛74-141是优良的能源甘蔗育种亲本；组合CP74-383×桂73-167、CP84-1198×ROC11、CP84-1198×桂73-167、CP84-1198×科5、CP84-1198×湛74-141和ROC20×ROC11是较理想的能源甘蔗育种组合。
在上述遗传和配合力分析基础上，选用CP84-1198为母本，ROC11等五个亲本为父本构建分离群体进行甘蔗亲本的分子遗传初步分析，结果显示，在供试亲本间扩增出的多态性引物中，RAPD扩增的PPB值为43.80％，平均PIC值为0.755；ISSR的PPB为46.30％，平均PIC为0.677，说明ISSR比RAPD的多态性检测水平略低，但重复性优于RAPD，利用其中的引物UBC845对四个半同胞群体分析，呈1:1分离；分子聚类分析结果与亲本的亲缘关系分析比较一致。最后，本文还对分子标记在能源甘蔗遗传育种上的应用进行了讨论。
The genetic analysis was carried out for 8 characters on 9 energy cane parents and their 20 combination crosses with the NCII mating design. The results showed that the inheritance of stalk biomass, brix weight, available stalk numbers and weight per stalk was subject to both additive gene effect and non-additive genes effect, but mainly controlled by non-additive genes. The inheritance of plant height, stalk diameter and brix was subject to both additive gene effect. The broad sense heritability (HB2) of stalk biomass and brix was over 50%, and those of brix weight were 33.7% at the seedling stage 54.4% at its ratooning stage, respectively , which means that the selection would be done better at the early stage in the sugarcane breeding program. The larger general combining ability (gca) variances from female parent compared with that from male parent suggested that the female parent is much more important in energy cane breeding for biomass. The combining ability analysis showed CP84-1198, Ke5, Gui73-167 a
nd Zhan74/141 were good breeding parents, and combination crosses CP74-383 Gui73-167, CP84-1198 ROC11, CP84-1198xGui73-167, CP84-1198 Ke5, CP84-1198 Zhan74-141 and ROC20 ROC11 were good crosses in the energy cane breeding program.
The molecular marker analysis showed that 7 RAPD primers and 6 ISSR primers were screened from the polymorphisms among the entries. For RAPD markers, percentage of polymorphic bands (PPB) was 43.8%, mean polymorphism information content (PIC) was 0.755, and for ISSR markers, PPB was 46.3%, mean PIC was 0.677. The polymorphism detect level of ISSR was lower than RAPD, but repeatability of ISSR was better than RAPD. Genetic analysis of 4 Semi-coenogenesis group by using ISSR primer UBC845 resulted in 1:1 separation. Nei-Li cluster analysis result was consistent with genetic consanguinity analysis.
在上述遗传和配合力分析基础上，选用CP84-1198为母本，ROC11等五个亲本为父本构建分离群体进行甘蔗亲本的分子遗传初步分析，结果显示，在供试亲本间扩增出的多态性引物中，RAPD扩增的PPB值为43.80％，平均PIC值为0.755；ISSR的PPB为46.30％，平均PIC为0.677，说明ISSR比RAPD的多态性检测水平略低，但重复性优于RAPD，利用其中的引物UBC845对四个半同胞群体分析，呈1:1分离；分子聚类分析结果与亲本的亲缘关系分析比较一致。最后，本文还对分子标记在能源甘蔗遗传育种上的应用进行了讨论。
The genetic analysis was carried out for 8 characters on 9 energy cane parents and their 20 combination crosses with the NCII mating design. The results showed that the inheritance of stalk biomass, brix weight, available stalk numbers and weight per stalk was subject to both additive gene effect and non-additive genes effect, but mainly controlled by non-additive genes. The inheritance of plant height, stalk diameter and brix was subject to both additive gene effect. The broad sense heritability (HB2) of stalk biomass and brix was over 50%, and those of brix weight were 33.7% at the seedling stage 54.4% at its ratooning stage, respectively , which means that the selection would be done better at the early stage in the sugarcane breeding program. The larger general combining ability (gca) variances from female parent compared with that from male parent suggested that the female parent is much more important in energy cane breeding for biomass. The combining ability analysis showed CP84-1198, Ke5, Gui73-167 a
nd Zhan74/141 were good breeding parents, and combination crosses CP74-383 Gui73-167, CP84-1198 ROC11, CP84-1198xGui73-167, CP84-1198 Ke5, CP84-1198 Zhan74-141 and ROC20 ROC11 were good crosses in the energy cane breeding program.
The molecular marker analysis showed that 7 RAPD primers and 6 ISSR primers were screened from the polymorphisms among the entries. For RAPD markers, percentage of polymorphic bands (PPB) was 43.8%, mean polymorphism information content (PIC) was 0.755, and for ISSR markers, PPB was 46.3%, mean PIC was 0.677. The polymorphism detect level of ISSR was lower than RAPD, but repeatability of ISSR was better than RAPD. Genetic analysis of 4 Semi-coenogenesis group by using ISSR primer UBC845 resulted in 1:1 separation. Nei-Li cluster analysis result was consistent with genetic consanguinity analysis.
引文
1. Alexander A G. Production of energy sugarcane. Sugar J., 1997(1):5-7
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4. Da Silva J., Sorrells ME, RFLP linkage map and genome analysis of Saccharum spontaneum. Genome, 1993, 36(4):782-791
5. Da Silva J., A methodology for genome mapping of autopolyploids and its application to sugarcane (Saccharum spp.). Ph.D. Thesis, Cornell University, Ithaca, NY. 1993
6. Da Silva J., R. J. Honeycutt, W. Burnquist, S. M. AL-Janabi, and M. E. Sorrells et al., Saccharum spontaneum L. 'SES 208' genetic linkage map combining RFLP- and PCR-based markers. Mol. Breed. 1995,1:165-179.
7. Daugrois J.H., Grivet L., A putative major gene for rust resistance linked with an RFLP markerin sugarcane cultivar R570. Theor. Appl. Genet. 1996, 92: 1059-1064.
8. Dufour P., Deu M., Construction of a composite sorghum genome map and comparison with sugarcane, a related complex polyploid. Theor. Appl. Genet.,1997, 94: 409-418
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10. Garc.,MB,林彦铨，甘蔗产量决定的分析．国外农学：甘蔗，1992，(2)，11-14
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27．马峙英，张桂寅，低酚陆地棉育种亲本配合力的研究。棉花学报，1995，7(1)，22-26
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35．刘来福，黄永樟，作物数量遗传。北京：农业出版社，1984，206-390
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37．孙东发，赵玲，不同类型栽培大麦主要农艺性状的配合力及其稳定性研究。华中农业大学学报，1997，16(4)，328-332
38．朱乾浩，许复华，低酚棉品种间杂种产量性状的遗传分析。棉花学报，1994，6(4)，215-220
39．齐绍武，盛孝邦，籼型两系杂交水稻主要农艺性状配合力及遗传力分析。杂交水稻，2000，15(3)，38-41
40．何予卿，戚华雄，两系杂交粳稻主要亲本配合力测定。华中农业大学学报，1995，14(3)，220-225
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43．张利华，许梅芬，不同熟期小麦品种间杂种产量性状的遗传分析。种子，1997，(1)，5-9
44．李关土，吴荣厚，杂交晚稻主要经济性状配合力的研究。浙江农业科学，1996，(5)，213-215
45．李泽宇，春小麦数量性状的遗传模型分析。黑龙江农业科学，1999，(3)，7-10
46．杨武德，郝晓玲，冬小麦产量性状的遗传效应分析。生物数学学报，1998，13(4)，527-530
47．杨清辉，李富生，割手密RAPD指纹图谱分析。云南农业大学学报。1998，13(4)，347-351
48．陈如凯，林彦铨，配合力分析在甘蔗育种上的应用。福建农业大学学报。1995，24(1)，1-8
49．陈爱民，胡保民，陆地棉数量性状的配合力与遗传与分析。中国棉花，1999，26(12)，9-10
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52．林彦铨，何启钧，甘蔗的抗盐育种技术：Ⅱ．盐分胁迫下甘蔗性状的遗传特点和配合力分析。福建农业大学学报，1994，23(1)，1-1
53．林彦铨，何启钧，甘蔗高生物量性状表现的重演力分析。甘蔗，1997，4(4)，6-10
54．林彦铨，陈如凯，从配合力探讨新CP甘蔗品种的育种潜力。福建农学院学报，1991，20(2)，123-128
55．林彦铨，陈如凯，作物数量遗传理论在甘蔗选育种实践上的应用。甘蔗糖业，1992，(6)，8-12
56．范万发，景忆莲，几个陆地棉新种质产量性状遗传力、配合力研究。陕西农业科学，1996，(1)，15-17
57．范平，王淑凤，小麦主要性状的遗传模型分析。河南农业大学学报，1999，33(3)，231—234
58．范源洪，史宪伟等，甘蔗细茎野生种云南不同生态类型的RAPD分析云南植物研究。2001，23(3)，298-308
59．徐景升，甘蔗属种间生化标记分析和分子标记分析。福建农林大学硕士论文，2000
60．袁爱梅，郭秀璞，小麦一些数量性状的狭义相关遗传力分析。麦类作物，1998，18(5)，29-31
61．康明辉，马素琴，矮秆大穗多粒小麦亲本百泉3380和郑州86115产量性状配合力分析。作物品种资源，1997，(1)，25-27
62．曹亚萍，张明义，冬小麦产量性状的配合力及遗传规律研究。山西农业科学，2000，28(2)，7-11
63．曾献军，林彦铨，甘蔗主要性状的配合力和亲本组合的评价。福建农业大学学报，1994，23(2)，134-139
64．蒋开锋，夏俊科，AMMI模型在配合力育种中的应用研究。水稻高梁科技，1998，(2)，16-19
65．谢令琴，许民安，不同类型冬小麦品种早熟性状配合力分析。河北农业大学学报，2000，23(4)，6-9
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