小麦淀粉含量和膨胀势的配合力和遗传力分析

小麦淀粉含量和膨胀势的配合力和遗传力分析

0小麦品种淀粉性状的配合力到目前为止，关于小麦品质状况的报告主要集中在谷物的质量、杂质的数量、质量和相关性质上。多数研究者认为,千粒重、蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值等多数品质性状,一般配合力具有重要作用,部分品质性状上,则一般配合力和特殊配合力同等重要。肯定了基因加性效应的重要性和非加性效应在部分性状上的作用。另一些研究者指出,特殊配合力效应在蛋白质含量、部分氨基酸成分和湿面筋含量等性状上的作用大于一般配合力效应,认为这些性状上,基因的非加性效应更为重要。关于小麦品种淀粉性状的配合力研究迄今尚未查阅到有关报道。小麦品种的面条品质除了受蛋白质数量和质量性状影响外,在很大程度上取决于其淀粉性状表现。在若干淀品质性状中,直链淀粉含量和膨胀势是至关重要的,一些直链淀粉含量较低、膨胀势较高的小麦品种具有较好的面条品质。为探讨现代小麦品质育种中与面条品质筛选有关的若干淀粉性状的配合力和遗传规律,本研究选用适于我国华北和黄淮麦区的12个冬小麦品种,通过不完全双列杂交,对F1代籽粒的直链淀粉含量和膨胀势等性状进行配合力及遗传力分析,旨在研究两组亲本品种若干淀粉性状的配合力表现,以评价亲本品种的利用价值。为小麦品质育种的方案制定、亲本选配和早代组合评价提供理论依据。1试验材料和方法1.1种植亲本试验和fps试验供试亲本共12个品种,以京411等6个品种作母本,KS448等6个品种作父本(表1)。1995年秋季种植亲本圃,1996年按NC-II设计进行6×6不完全双列杂交,当年秋季种植亲本试验和F1代试验。亲本试验采用随机区组设计,3次重复,双行小区,行长1m,行距30cm,每行30株;F1代试验按双因素随机区组设计,3次重复,双行小区,行长、行距等同亲本试验。小麦生长期间施以较好田间管理。成熟期按小区收获,晒干后在安全水分(水分含量<13%)下密封储存。1.2内麦粉的制备从亲本和F1代试验的每小区种子中随机取10g籽粒,用旋风磨(瑞典Tecator公司产)打成全麦粉,过100目筛。取3.5g样品在近红外分析仪(NIR,美国产)上测定水分,其余样品密封备用。1.3测定了链式淀粉的含量按李锐的微量样品直链淀粉含量测定方法,并参照国标《直链淀粉含量测定方法》(GB8648-87)加以适当改良后进行,重复2次。1.4通货膨胀的测定采用McCormick的方法测定面粉膨胀势,重复2次。1.5研究方法及模型建立各性状以小区随机样品测定的平均值进行分析。随机区组试验的配合力方差分析、配合力效应估计、配合力遗传方差成分及遗传力估计的数学方法按莫惠栋的“P×Q双列杂交配合力分析”进行,固定模型。试验在北京市植物细胞工程实验室和中国农业大学进行,主要统计分析在486微机上完成。2结果与分析2.1选择适宜的履行力量指标12个亲本品种直链淀粉含量和膨胀势的方差分析结果(表1)表明,两性状的品种间差异均达到极显著。由表2可见,亲本品种,鲁麦15、中优16和品9等具有较高的直链淀粉含量,丰优3号、PH85-1-0、济南13和KS448等的直链淀粉含量较低;丰优3号、KS448和晋麦22等品种的膨胀势较高,鲁麦15、京411、郑农33和济南13等的膨胀势较低。在小麦品质育种的面条品质筛选中,一些直链淀粉含量较低,膨胀势较高的品种比较符合育种目标要求。2.2直接投资的输出效应以及对雇员和然后扩张趋势的估计2.2.1膨胀势一般配合力分析模型的选择6×6不完全双列杂交F1代籽粒直链淀粉含量和膨胀势的配合力方差分析结果(表3)表明,两性状的母本间、父本间及母本×父本互作方差均达到极显著,说明直链淀粉含量和膨胀势两性状均存在显著的一般配合力特殊配合力效应,且一般配合力效应均大于特殊配合力效应。在双亲的一般配合力方差中,直链淀粉含量的母本方差大于父本方差,膨胀势的母本方差小于父本方差(表3)。由表5的配合力分析结果可见,直链淀粉含量一般配合力较高的品种有鲁麦15、中优16、京冬6号和品9等,较低的有晋麦22、济南13和PH85-1-0等;鲁麦15、丰优3号、KS448、409#和PH85-1-0等品种的膨胀势一般配合力较高,京441、郑农33、中优16、京冬6号和品9等品种的膨胀势一般配合力较低。品质育种中期望得到直链淀粉含量配合力较低,且膨胀势配合力较高的亲本品种。结合表2、4和5可见,在亲本品种中,丰优3号具有较低的直链淀粉含量,而且其一般配合力较低,以该品种为母本的6个杂亲组合中,有5个组合的直链淀粉含量具有负向的特殊配合力,与之相对应的膨胀势表现中,丰优3号的膨胀势平均值及其一般配合力均较高,以该品种为母本的6个组合中,有4个组合的特殊配合力为正向;说明该品种的平均值和配合力均表现出较低直链淀粉含量和较高膨胀势的特点。同样,济南13具有负向的直链淀粉含量一般配合力,以该品种为父本所配制的6个杂交组合中,有5个组合的特殊配合力是负向的;膨胀势的配合力中,济南13具有正向的一般配合力,以该品种为父本的6个杂交组合中,有3个组合的特殊配合力为正向。与上述两品种较为类似的还有PH85-1-0,KS448和晋麦22等,这些品种在小麦杂交育种淀粉性状及面条品质改良的亲本选配中具有较好的利用价值。一些杂交组合具有较低的直链淀粉含量和较高膨胀势的特殊配合力(表5),如“丰优3号×409#”、“丰优3号×京冬6号”、“京411×PH85-1-0”、“郑农33×KS448”和“中优16×PH85-1-0”等。这些组合的特殊配合力效应可为淀粉性状改良和面条品质筛选所利用。“丰优3号×PH85-1-0”是一个双亲直链淀粉含量均较低,膨胀势均较高,且直链淀粉含量(负向)和膨胀势一般配合力都较好的组合。虽然该组合的膨胀势特殊配合力为负值,但结合表4和5可见,该组合是一个具有较高利用价值的组合。2.2.2双组分纤维固结型基因加性效应和非加性遗传见表1配合力遗传方差成分的分析结果(表略)表明,直链淀粉含量的母本和父本遗传均方分别占总遗传均方的40.5%和31.6%,母本×父本互作效应的遗传均方占总遗传均方的27.9%;基因加性遗传均方占总遗传均方的72.1%,说明直链淀粉含量的基因加性效应占总遗传效应的2/3以上,并存在显著的非加性效应。膨胀势的配合力遗传方差成分中,母本和父本遗传均方分别占总遗传均方的35.7%和46.9%,母本×父本互作效应遗传均方占总遗传均方的17.4%;基因加性遗传均方占总遗传均方的82.6%,说明该性状以基因加性效应为主,同时存在显著的非加性性效应。直链淀粉含量和膨胀势的广义遗传力分别为81.0%和74.2%,狭义遗传力均达到50%以上,说明两性状均属于遗传力较高的性状。直链淀粉含量和膨胀势两性状的误差项均方分别占表现型均方的19.0%和25.8%,说明两性状在一定程度上受环境变异的影响,其中直链淀粉含量受环境变异的影响小于膨胀势。3选择品种时的特殊配合力在配合力分析中,涉及产量、产量因素、抗逆性、表态及生育期等方面的性状较多,涉及的品质性状较少。关于小麦品种直链淀粉含量和膨胀势等性状的配合力分析尚未查阅到有关报道。本研究结果表明,基因加性效应和非加性效应对直链淀粉含量和膨胀势两性状均有重要作用,且加性效应作用更大;在品质育种的淀粉性状改良和面条品质筛选中,亲本品种的一般配合力效应具有重要意义,部分组合的特殊配合力效应亦不可忽视;直链淀粉含量和膨胀势两性状均具有较高的遗传力,对亲本选配、组合早代评价及后代选择有一定利用价值。根据本研究结果,认为:(1)亲本本身的直链淀粉含量和膨胀势的平均表现对后代具有良好的预见性(如丰优3号和PH85-1-0等品种,表2),可以从亲本试验中获得有关淀粉性状和综合农艺性状的信息,为筛选理想亲本,确定合适的交配方式打下基础;(2)就低直链淀粉含量和高膨胀势的面