大豆农艺和品质性状的杂种优势分析
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摘要在大豆植株F1杂种优势中，分枝数的杂种优势平均值最高为0.45，其余各农艺性状的杂种优势平均值介于0.06～0.36之间；F2大豆籽粒品质性状杂种优势中，蛋白质含量杂种优势的平均值为0.17，而脂肪和异黄酮含量杂种优势的平均值分别为-0.28和-0.001。
关键词大豆；杂种优势；农艺性状；品质性状
中图分类号S502.4；S565.1文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）22-0065-02
HeterosisAnalysisonAgronomicTraitsandQualityTraitsofSoybean
ZHONG YiXU Yan-rongSUN Fa-mingDAI Xiu-yun *
（Maize Research Institute，Academy of Agricultural Sciences of Jilin Province，Gongzhuling Jilin 136100）
AbstractIn soybean plant F1，average heterosis of branch number was the highest（0.45），average heterosis of other agronomic traits wassituated between 0.06~0.36. In the F2 soybean grain quality traits，average heterosis of protein content was 0.17，but average heterosis of oil content and isoflavone content were -0.28 and -0.001.
Key wordssoybean；heterosis；agronomic traits；quality traits
杂种优势大小与大豆杂交种商业化有密切关系。王曙明等[1]指出，用715个亲本配置的1326个组合中，同时超高亲又超对照的组合占相当高的比例。超对照、高亲优势率平均分别为11.9%、6.8%，超对照、高亲优势率超过30%的组合分别占25.3%、19.8%；超高亲与超对照优势率同时超过20%的组合占18.3%。研究还表明，多数高优势组合的亲本亲缘关系较远，其中，中国与外国的组合优势突出。王志新等[2]研究认为，大豆品种间杂种F1 产量高亲优势为13%～20%，甚至更大。李磊等[3]指出，大豆杂种优势普遍存在，且表现较强，通过目测单株荚数、茎粗和生物产量等可以筛选强优势组合。张磊等[4]研究发现，杂交大豆的油分含量与蛋白质呈显著负相关；与父本及中亲值相比，杂交大豆的油分含量和蛋白质有正向优势，其父本含量与杂种优势呈显著负相关；当杂交大豆产量大幅度提高时，油分和蛋白质含量趋于中亲值，且比父本稍有升高。因此，通过亲本的表现及品质含量可以预测杂交大豆的表现和品质，在选配组合时，不仅要选用油分和蛋白质含量较高的父本，还要选用优质的不育系，以为选育出优质的杂交大豆奠定基础。
1材料与方法
1.1试验材料
该试验选用蛋白质、脂肪和异黄酮含量差异较大（表1）的5份大豆材料，分别为A1006、A1016、A1019、OH1015、OH1020按Griffing完全双列杂交将5份材料配成20个杂交组合。
1.2试验方法
2007年5月将5个亲本材料播种于吉林农业大学大豆试验田，同年7月将5份材料互作父母本，分别进行人工授粉，得到正反交杂种一代（F1和RF1）；2008年将亲本、杂种一代（F1和RF1）随机区组种植于试验田，3次重复，2行区，行距0.6 m，生长期间进行田间观察记载，成熟后，每个处理取10株进行室内考种，用朱军的加性-显性遗传模型进行相关分析。
2结果与分析
从表2可以看出，植株农艺性状的杂种优势均以由遗传主效应引起的遗传优势（HG）为主，且都表现为正值。从总体上来看，植株农艺性状的杂种优势都具有增值作用。株高、节数、分枝数、荚数、茎粗、百粒重和单株产量性状的遗传优势（HG）平均值和极差分别为26%（-17%～53%）、32%（-33%～62%）、45%（-11%～62%）、36%（-33%～58%）、18%（-9%～32%）、6%（-19%～23%）和34%（-8%～43%）。10个组合中，表现为正向遗传优势的组合数分别为8、6、5、4、6、9、6个，其中达到显著水平的组合数分别为4、3、3、3、2、4、4个，这些组合分别对大豆植株的各农艺性状的改良具有明显增值效应；表现为负向遗传优势的组合数分别为2、4、5、6、4、1、4个，其中达到显著水平的组合数分别为0、2、2、3、1、0、2个。
2.2大豆籽粒F2品质性状的杂种优势分析
2.2.1蛋白质含量的杂种优势。从表3可以看出，10个组合蛋白质含量的遗传优势（HG）平均值表现为正值，为0.17%（-2.244%～1.707%），说明在总体上由遗传主效应引起的杂种优势会提高大豆F2籽粒蛋白质含量。其中，表现为负向杂种优势的有5个组合，可显著降低蛋白质含量的组合有3个；表现为正向杂种优势的组合有5个，2个组合达到显著水平，正向杂种优势可以提高这些组合F2籽粒蛋白质含量。对细胞质、胚和母体植株等不同遗传体系的杂种优势表现进行分析发现，胚表现为正向遗传优势和负向遗传优势的个数相同。其中，胚优势总值、正值和负值的平均值和极差分别为0.117%（-1.984%～2.165%）、1.234%（0.716%～2.165%）和 -1.001%（-1.984%～-0.862%），其中达到显著水平的组合数分别为6、3和3个；母体遗传优势的总值、正值和负值的平均数和极差分别为0.053%（-0.458%～0.616%）、0.303%（0.092%～0.616%）和-0.197%（-0.458%～-0.009%），其达到显著水平的组合数也分别为3、1和2个；未检测到细胞质杂种优势。因此，多数组合的胚主效应和母体主效应引起的杂种优势会提高F2籽粒蛋白质含量。
2.2.2脂肪含量的杂种优势。从表3可以看出，10个组合脂肪含量的杂种优势总量平均值和极差分别为-0.280%、 -1.276%～1.286%，说明大豆F2籽粒脂肪含量在遗传主效应引起的杂种优势的影响下会降低。在10个组合中，表现为正、负向杂种优势的组合分别为3、7个，其中可以显著提高、降低脂肪含量的组合分别为2、4个。对细胞质、胚和母体植株等不同遗传体系的杂种优势表现进行分析发现，胚遗传优势是以负值为主，总值、正值和负值的平均数和极差分别为-0.052%（-1.276%～1.295%）、0.296%（0.021%～1.295%）和 -0.863%（-1.276%～-0.467%），其达到显著水平的组合数也分别为7、5和2个；细胞质遗传优势是以负值为主，总值、正值和负值平均数和极差分别为-0.074%（-0.316%～0.315%）、0.190%（0.058%～0.315%）和-0.187%（-0.316%～-0.037%），其达到显著水平的组合数也分别为6、2和4个；母体遗传优势是以正值为主，总值、正值和负值平均数和极差分别为0.001%（-0.324%～0.263%）、0.167%（0.071%～0.263%）和 -0.251%（-0.324%～-0.200%），其达到显著水平的组合数分别为7、4和3个。因此，多数组合的胚和细胞质主效应引起的杂种优势会降低F2籽粒脂肪含量，但母体主效应引起的杂种优势则会提高脂肪含量。
2.2.3异黄酮含量的杂种优势。从表3可以看出，10个组合异黄酮含量的杂种优势总量平均值表现为负值，为-0.001%，其极差为-0.064%～0.055%，说明大豆F2籽粒异黄酮含量在遗传主效应引起的杂种优势的影响下会降低。在10个组合中，共有4个组合表现为正向的杂种优势，其中2个组合可以显著提高异黄酮含量；仍有6个组合表现为负向的杂种优势，3个组合都达到显著水平，负向杂种优势降低这些组合F2籽粒异黄酮含量。对细胞质、胚和母体植株等不同遗传体系的杂种优势表现进行分析发现，细胞质遗传优势以正值为主，总值、正值（6个）和负值（4个）平均数和极差分别为-0.005%（-0.035%～0.048%）、0.016%（0.003%～0.048%）和-0.021%（-0.035%～-0.002%），其达到显著水平的组合数也分别为3、2、1个；胚遗传优势以正值为主，总值、正值（5个）和负值（5个）平均数和极差分别为-0.002%（-0.058%～0.053%）、0.025%（0.002%～0.053%）和-0.027%（-0.058%～ -0.007%），其达到显著水平的组合数也分别为5、3和2个；母体遗传优势以负值为主，总值、正值（5个）和负值（5个）平均数和极差分别为0.003%（-0.037%～0.029%）、0.016%（0.002%～0.029%）和-0.013%（-0.037%～-0.004%），其达到显著水平的组合数分别为4、2、2个。因此，F2籽粒异黄酮含量受多数组合的胚和细胞质主效应的影响杂种优势会降低，但母体主效应引起的杂种优势则会提高异黄酮含量。
3结论
（1）在大豆植株F1杂种优势中，分枝数的杂种优势平均值最高为0.45，其余各农艺性状的杂种优势平均值介于0.06（百粒重）～0.36（荚数）之间；F2大豆籽粒品质性状杂种优势中，蛋白质含量杂种优势的平均值为0.17，脂肪和异黄酮含量杂种优势的平均值分别为-0.28和-0.001。
（2）受细胞质和母体效应的影响，F1大豆植株的杂种优势对F2大豆品质性状的表现会产生作用，在育种过程中应特别注意[5-6]。另外，在选择育种或杂种优势育种中，利用某一遗传体系对某一品质性状的遗传效应，同时有可能减弱另一遗传体系对该品质性状遗传效应的贡献。这种加性或显性的负向相关性给育种工作带来了更大的困难。
（下转第68页）
（上接第66页）
4参考文献
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