烤烟与钾的特殊配合力

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本文作者：潘 著 戴林建 吴成林 单位：湖南农业大学农学院烟草系

钾是烟草生长发育的必需元素之一，在改善烟叶成熟度、香吃味、燃烧性、安全性等方面有着重要作用。我国烟叶钾含量普遍偏低（尤其是北方烟区），与其他主要产烟国相比存在一定差距。由于我国钾资源相对稀缺，通过增加钾肥用量来提高烟叶钾含量从经济效益方面来看并不可取，从环境角度来看也并不“友好”。因此，选育钾高效基因型将是解决我国烤烟钾含量偏低的理想途径之一。配合力是用于阐明子代性状因亲本配合所表现的遗传能力，表达亲本对子代表现的量化遗传关系［1］。配合力的高低是衡量亲本优劣的重要指标之一［2］。目前关于烟草主要性状配合力分析的研究及报道较多［3-6］，而在钾高效基因型钾含量配合力的分析及其在不同施钾水平的差异方面却未见系统报道。本试验以戴林建［7］获得的6个遗传稳定、吸钾能力显著高于受体的新品系为研究对象，分析其在不同施钾水平下叶片钾含量性状的配合力，旨在为烤烟高钾基因型的选育，特别是在低施钾水平下高钾组合的选配提供参考。

1试验方法

1.1试验材料父本（新品系）:GK2，GK3，GK5，GK7，GK8，GK9；母本（编号）：Ms101（1），MsK394（2），MsCoker176（3），MsK326（4），Ms多叶型云烟87（5），Ms长脖黄（6），Ms云烟85（7），Ms云烟87（8）。

1.2试验设计及方法试验在中国烟草中南农业试验站湖南农业大学基地进行。于2010年以8个推广品种不育系为母本，以6个高钾基因型为父本，按不完全双列杂置48个杂交组合。在实验基地选取前茬作物（水稻）一致，地面平整，近年未进行肥料实验的地块，约5000m2，划分为3大块（低、中和高钾处理水平各一块），每块田试验地内按随机区组设计，3区组，每区组48小区，区组内小区完全随机排列，小区面积为10m2，株行距为60cm×120cm，每小区3行×5株。土壤基础理化性状为：pH5.7、有机质22.7g/kg、碱解氮87.3mg/kg、速效磷69.7mg/kg、速效钾477.7mg/kg。2011年1月播种，漂浮育苗，3月27日移栽。设置高、中、低3个施钾处理，分别施钾120，360和600kg/hm2，氮、磷肥均为120kg/hm2。田间管理按当地优质烤烟栽培技术规范实施，以小区为单位分别采收调制烟叶，按三段式烘烤工艺挂牌烘烤。调制完成后，各小区分别选取B2F，C3F，X2F原烟，去掉主脉及一级支脉，65℃恒温烘干，粉碎，过60目筛，0.5mol/L盐酸提取，火焰光度计测定钾含量，3次重复。

1.3数据处理采用小区数据平均值进行方差分析。将组合间的方差分为亲本间的一般配合力和特殊配合力方差。各个配合力基因型方差的计算。式中：V2和b——分别表示亲本P1（父本）方差、P2（母本）方差、P1×P2互作方差、环境（误差）方差、P1个数、P2个数和处理重复数。利用DPS数据处理系统的“不完全双列杂交分析”功能进行数据分析［8］。

2结果与分析

2.1各部位烟叶钾含量的方差分析不同施钾水平下，各部位烟叶钾含量的方差分析结果见表1。除高钾水平下的下部叶钾含量区组间差异达到显著水平外，其余处理区组间所有部位烟叶钾含量差异均未达到显著水平，而不同组合间所有部位烟叶钾含量差异均达到极显著水平，说明基因型间的钾含量差异主要由遗传因素决定。因此，可进行进一步的遗传配合力分析。

2.2钾含量的配合力方差分析不同施钾水平条件下，6个高钾基因型不同部位烟叶钾含量的配合力方差分析结果（表2）显示：除高钾水平处理的高钾基因型（父本）间下部叶钾含量的GCA方差未达到显著水平外，其他处理的烟叶钾含量父本GCA方差均达到显著或极显著水平，而母本间烟叶钾含量GCA方差仅在低钾水平时达到显著水平，这表明新品系间烟叶钾含量的GCA存在真实的差异，可对存在差异的处理进行进一步的GCA效应分析。在不同供钾水平下，各部位烟叶钾含量的SCA方差均达到极显著水平。

2.3钾含量一般配合力效应与组合特殊配合力效应分析不同施钾水平下，亲本烟叶钾含量GCA和SCA相对效应分析结果（表3~表5）显示：各基因型之间钾含量配合力在不同施钾水平下，不同部位有一定差异。低钾水平下（表3），各基因型钾含量配合力因部位不同而存在差异，GK8中部叶表现较好，上、下部位表现一般，没有表现很差的部位；GK2，GK5则中、下部叶表现较差，其余部位表现较好；GK7下部叶表现较好，但上部叶表现较差；GK3，GK9则各部位表现均较差；另外，在低钾水平下，钾含量配合力母本之间差异显著，其中Ms长脖黄钾含量配合力在各部位综合表现较好，而Ms101则表现较差，其余母本配合力因部位不同而表现不一。低钾水平下各部位钾含量SCA相对较高的组合为6×GK3，4×GK5，6×GK5，5×GK7，1×GK8，3×GK9，7×GK9和8×GK9。中钾水平下（表4），各基因型钾含量配合力在各部位之间相对稳定，GK2，GK8和GK7钾含量配合力在各部位均表现相对较好，GK3，GK9和GK5表现相对较差。中钾水平下，母本间配合力方差未达到显著水平。各部位钾含量SCA效应相对较高的组合为7×GK2，2×GK3，6×GK3，1×GK5，6×GK5，5×GK7，7×GK8和8×GK9。高钾水平下（表5），GK2和GK9上、中部叶钾含量配合力相对较高，而GK7和GK8相对较低，GK3和GK5则因部位不同而表现不一。上、中部叶钾含量特殊配合力效应值均较高的组合为1×GK2，3×GK8，1×GK5，3×GK7，8×GK7，8×GK8，5×GK9，6×GK9，7×GK9和8×GK9。从不同部位特殊配合力相对效应值较大（>10）的组合所占比例来看（上部叶为9.72%，中部叶为20.14%，下部叶为22.92%），通过杂交来获得中、下部叶钾含量较高的组合比获得上部叶钾含量较高的组合较易实现。从不同钾水平下特殊配合力相对效应值较大（>10）的组合所占比例来看（低钾水平下为22.22%，中钾水平下为16.67%，高钾水平下为9.38%），低钾水平下比中、高钾水平下更易获得钾含量相对更高的组合。

2.4配合力相关遗传参数从GCA与SCA方差占总基因型方差的比重（表6）可以看出，SCA方差比重总体大于GCA方差比重，可以认为烤烟钾含量性状的遗传效应中，非加性效应占有更为重要地位。进一步比较广义遗传力（hb2）和狭义遗传力（hn2）可以看出，广义遗传力较高，均大于50%，且明显高于狭义遗传力；狭义遗传力占广义遗传力的比例相对较低，仅中钾水平上部叶和高钾水平中部叶超过50%。由此可以认为，基因效应对烤烟钾含量影响很大，但加性效应不起主要作用，遗传到下代的稳定性较差，性状早代选择可靠性较小，但可利用杂种优势来改良品种。

3小结

（1）本试验是在不同施钾水平下对6个高钾基因型烤烟配合力进行的测验，结果同一基因型在不同施钾水平下，不同部位间均存在差异，没有发现在不同钾水平下，各部位烟叶钾含量配合力均表现很好的基因型，但并不说明配合力测验对烟草育种没有实际指导意义。我国多数植烟土壤含钾较低，且钾资源较贫乏，因此，在中、低钾水平下配合力表现较好的基因型具有更大的利用潜力，如基因型GK2和GK8。另外，通常中、上部位叶片含钾偏低，在中、上部位钾含量配合力较高的基因型也应该得到重视，如基因型GK5。（2）试验初步筛选出了Ms云烟87×GK9，Ms长脖黄×GK3，Ms长脖黄×GK5，Ms101×GK5，Ms多叶型云烟87×GK7和Ms云烟85×GK9等钾含量特殊配合力效应表现相对较好的组合，特别是Ms云烟87×GK9在不同钾水平下，各部位钾含量SCA效应均为正值，表现相对最好。当然，由于试验地点、试验年限等有限，这些组合综合表现还需进一步鉴定。（3）钾含量一般配合力与特殊配合力之间并无很直接的联系，如低钾水平下，GK9和MsCoker176上部叶一般配合力均较低，分别为-11.90和-15.34，而由二者组配的组合特殊配合力效应却较高，为16.76；相反，GK5和Ms云烟85一般配合力分别为7.22和10.46，而其杂交组合特殊配合力效应却为-18.37。这说明了SCA效应在钾含量遗传上的重要性，在选择亲本时不能忽略双亲的特殊配合力。另外，由于一般配合力与特殊配合力具有不同的稳定性，而且各自对环境的变化有不同的反应，但一般配合力的稳定性大于特殊配合力的稳定性［3］，因此，在选择亲本时应以一般配合力为基础。（4）遗传因素对烟叶钾含量的影响较大。在试验群体的钾含量性状上，不同部位都表现为特殊配合力比一般配合力重要，即在基因效应中非加性效应占主要地位。因此，对于烟草钾含量的遗传改良，杂种一代优势利用比杂交育种更为有效。