国家科技支撑计划项目(2014BAD01B03)；四川省省属高校科研创新团队建设计划项目(14TD0011)；四川水稻创新团队岗位专家项目（川农业函［2014］91号）

【目的】研究不同施氮水平下杂交水稻亲本的配合力,为筛选出氮素高效利用的水稻亲本材料提供理论依据。【方法】选择生产上大面积应用的5个高配合力水稻不育系（浙8010A、宜香1A、川农1A、冈46A、803A）为母本,6个水稻恢复系（成恢727、绵恢662、绵恢4761、雅恢2115、乐恢188、宜恢1577）为父本,配置不完全双列杂交组合30个,设低氮肥（0 kg/hm²）、中氮肥（150 kg/hm²,正常施氮水平）、高氮肥（300 kg/hm²）3个施氮水平,比较各亲本在不同施氮水平下产量性状的配合力和遗传力效应。【结果】在不同施氮水平下,不育系、恢复系及其互作效应对杂交水稻的产量性状均可产生显著影响;正常施氮水平下,不育系对杂交水稻产量性状的影响高于恢复系;而在低氮和高氮水平下,恢复系对杂交水稻产量性状的影响高于不育系。川农1A、乐恢188属于氮素不敏感类型亲本,在不同氮肥水平下产量配合力均较高;803A、冈46A属于喜中低氮类型亲本,在中低氮环境下产量一般配合力效应远大于高氮环境;浙8010A、宜香1A属于喜高氮类型亲本,仅在高氮水平下表现较高的产量。在正常施氮水平下,浙8010A×成恢727的产量性状具有较高的特殊配合力效应;在低氮水平下,宜香1A×雅恢2115的产量性状具有较高的特殊配合力效应;在高氮水平下,803A×绵恢662的产量性状具有较高的特殊配合力效应。在低氮和高氮水平下,杂交水稻的产量性状均比正常施氮更易受环境影响;在正常氮素水平下,各产量性状受亲本的加性效应影响较大;在低氮和高氮水平下,各产量性状受环境影响较大。【结论】在不同的施氮水平下,亲本产量性状的一般配合力效应均与其组合的特殊配合力效应无必然联系;氮素水平过高或过低,都会导致亲本的非加性效应增强,环境对各产量性状的影响增大;因此在不同生态区选育优质高产的杂交水稻组合时,品种筛选试验田必须选择相适应的氮素水平。     

杂交水稻新质源不育系JW803A产量及其氮素利用效率的配合力分析

【目的】研究不同杂交水稻亲本产量及氮素利用效率的配合力。【方法】选用包括JW803A不育系在内的5个不育系(JW803A、803A、G46A、珍汕97A、Ⅱ-32A)和5个恢复系(绵恢2040、涪恢311、蜀恢527、明恢63、辐恢838)配置不完全双列杂交,对不同杂交组合的产量及氮素利用效率配合力进行分析。【结果】氮素利用效率、氮素收获指数与产量的相关系数分别为0.869和0.900,均达到极显著水平。在以产量和氮素利用效率作为选择目标时,803A、JW803A和蜀恢527都属于Ⅰ类亲本,其中JW803A/蜀恢527的产量优势最强,并具有较好的氮素吸收利用率。【结论】选用一般配合力高的亲本配组,最有可能获得强优势组合。     

几个籼型杂交水稻光合特性的配合力研究

选用籼型杂交水稻5个不育系803A、JW803A、G46A、珍汕97A和Ⅱ-32A,5个恢复系绵恢2040、涪恢311、蜀恢527、明恢63和辐恢838,按NCⅡ遗传交配设计配组得到25个杂交组合,在穗分化期对其光合性状的配合力及遗传力进行分析.结果表明:基因加性效应对杂种一代的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等性状起主导作用;光合色素含量遗传变异主要来自基因的非加性效应.杂交水稻净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等性状受不育系影响较大,光合色素含量主要受父母本的互作效应同时也受环境因子影响.净光合速率中不育系JW803A和恢复系蜀恢527具有较高的一般配合力效应,组合JW803A/蜀恢527的特殊配合力效应较高,是亲本一般配合力和F1特殊配合力结合较好的组合.     

杂交水稻重要亲本农艺性状配合力遗传力分析

【目的】分析杂交水稻常用的4个优质骨干不育系和5个骨干恢复系在农艺性状上的配合力和遗传力。【方法】选用生产上常用的骨干不育系、恢复系配制不完全双列杂交组合,对后代的产量性状和粒形性状进行统计并进行遗传力和配合力分析。【结果】杂交水稻产量的狭义遗传力小于50%且与广义遗传力的差值较大,受非加性效应影响较大,易受环境因素影响;穗着粒数和有效穗数对产量影响较大,如宜香1A产量GCA效应值为8.02、穗着粒数GCA效应值为1.47,西科恢4761产量GCA效应值为8.37、有效穗数GCA效应值为8.74;粒形受加性效应影响较大,且恢复系影响大于不育系,其中长宽比和粒长的恢复系亲本方差贡献率分别为89.68%、63.75%,不育系和恢复系亲本对粒宽的方差贡献率皆为40.68%,粒长和长宽比大的组合其粒形更长。【结论】配置长粒形的杂交组合可选择粒长和长宽比一般遗传力高的亲本尤其是恢复系,改善产量可选择在穗着粒数和有效穗数上一般遗传力高的亲本。研究获得了一个在水稻粒形上的Ⅰ类亲本雅恢2115,可用于配粒形大而饱满的组合;验证了一个粒形大而饱满的杂交组合宜香1A/雅恢2115,一个高产量的杂交组合宜香1A/蜀恢498。     

杂交水稻磷钾素利用的配合力和遗传贡献率

为进一步探索杂交水稻亲本及杂交后代对磷、钾元素的利用特性,选用3个不育系(JW803A,803A,G46A)和3个恢复系(绵恢2040、涪恢311、蜀恢527)配置不完全双列杂交,对不同杂交组合的磷素及氮素利用的配合力进行分析,研究不同籼型三系杂交水稻亲本磷素及钾素利用的配合力和遗传贡献率。结果表明:杂交水稻磷、钾素利用同时受可遗传的基因加性效应和不可遗传的非加性效应的影响,其中,不育系的作用大于恢复系;803A/蜀恢527是磷、钾素利用得到较好结合的组合,适合在肥料缺乏的中低产田夺取水稻高产。     

杂交水稻产量性状胞质效应的配合力分析

【目的】研究不同杂交水稻产量性状的胞质效应配合力,为杂交水稻不育细胞质的多样性利用提供依据。【方法】以优质高配合力三系杂交水稻保持系803B为核供体,选择5个高配合力恢复系,比较5种不育胞质对杂交水稻产量、结实率、穗长、有效穗数、穗粒数、千粒质量等产量相关性状影响的配合力效应,并分析不同胞质对杂种F1代的遗传贡献率。【结果】细胞质效应在产量、有效穗数、穗长和千粒质量方面的差异达到了显著和极显著水平,对穗粒数和结实率影响不显著;同时,细胞质和恢复系互作对杂交水稻产量的遗传贡献率最大。A1、A2型细胞质和R1、R4恢复系是一般配合力效应较高的亲本,其组合中出现具有较高特殊配合力效应组合的几率也较大,JW803A/蜀恢527在所有杂交组合中产量最高。【结论】杂交水稻新质源JW型细胞质具有较高的产量一般配合力效应值,进一步发掘和利用JW型细胞质源,对选育高产杂交水稻组合及丰富杂交水稻遗传多样性具有重要的现实意义。     

低氮环境下北方杂交粳稻亲本配合力分析

研究选用5个恢复系、6个不育系按照不完全双列杂交设计,种植于低氮环境下,研究低氮环境对北方杂交粳稻亲本配合力的影响,结果表明:在低氮环境下,参试亲本组合的产量性状间相关性与正常环境一致,表明杂交水稻产量相关性状之间的相关关系基本不受影响。在低氮条件下,一般配合力因不同亲本表现不同,如恢复系H30、H34,不育系150A、9214A部分产量相关性状一般配合力与正常环境表现相反效应。低氮环境下,特殊配合力的表现和正常环境下相比也不尽一致。不管是低氮环境,还是正常环境,一般配合力与特殊配合力都表现一定的独立性。     

水稻不同胞质和恢复系的配合力及遗传力分析

为掌握水稻不同胞质和恢复系的配合力及遗传力,为杂交水稻品种选育提供优良亲本,选用杂交水稻生产上常用的5个不育胞质和5个恢复系,采用不完全双列杂交设计（NCII）,对穗干重、干物质有效输出率等性状的亲本配合力、方差贡献率及遗传力进行分析。结果表明：除穗干重外,其余性状的不育胞质效应均达极显著水平,所有性状的恢复系效应均达显著或极显著水平;所有性状均受到一定的环境影响（狭义遗传率小于广义遗传率）。穗干重、干物质最大积累量、干物质有效输出量和干物质有效输出率以加性效应为主,产量以非加性效应为主。K 型和印水型胞质是一般配合力较好的母本,蜀恢527和绵恢725是一般配合力较好的父本。5个性状的狭义遗传力大小分别为：干物质最大积累量＞干物质有效输出率＞干物质有效输出量＞穗干重＞产量。     

爪哇型胞质对杂交水稻干物质积累·转运和产量性状的影响

[目的]研究爪哇型胞质对杂交水稻干物质的积累、转运和产量性状的影响,为选育爪哇型杂交水稻强优势组合提供科学依据。[方法]以不育系(爪哇型胞质JW803A和野败型胞质803A)与几个高配合力恢复系配置杂交水稻组合,比较2种胞质对杂交水稻产量性状的影响;并以JW803A/蜀恢527和803A/蜀恢527为基础研究胞质对杂交水稻干物质积累和转运的影响。[结果]JW803A杂交水稻组合产量高于803A杂交水稻组合,干物质积累迅速且积累量大,各时期不同器官干物质的分配合理,输出量大,有效转化率高。JW803A/蜀恢527的产量达到7.875×103 kg/hm2,比803A/蜀恢527增产3.28%。[结论]爪哇型胞质杂交水稻组合高产的物质基础充足,"能源"转运高效的特点。     

几个新选杂交水稻不育系和恢复系的主要农艺性状的配合力分析

了解杂交水稻亲本配合力和遗传率,为杂交水稻的亲本选育及强优组合的筛选提供理论依据。以4个不育系和7个恢复系为亲本,采用4×7不完全双列杂交(NCII)模式对9个主要农艺性状进行了配合力分析。结果表明,9个性状的一般配合力和特殊配合力均达到极显著水平;除有效穗、株高和单株产量等性状主要受组合特殊配合力的影响外,其余性状主要受亲本一般配合力的制约;父本一般配合力的作用明显大于母本一般配合力的作用;不育系广仔占S、连籼1A和恢复系RH-1、RH-2和RH-6等亲本多数性状的一般配合力效应和特殊配合力效应较高,具有较好的应用前景。     

不同杂交稻品种产量与氮素积累利用的差异

为研究不同杂交水稻品种在不同氮肥水平下的产量与氮素积累利用的差异,以4个高产优质的国审杂交水稻品种(宜香优2115、宜香优1577、冈优188、冈优1577)为材料,在低氮、正常氮和高氮肥3个水平下进行试验。结果表明:杂交水稻的产量和氮素积累利用性状均受品种和氮肥水平互作效应控制,宜香优2115在正常氮肥水平的产量与氮素收获指数均最高,其在正常氮肥水平表现为氮素高效利用;宜香优1577在低氮水平的氮素收获指数最高且产量也较高,其在低氮水平表现为氮素高效利用;冈优188在高氮水平的产量与氮素收获指数均最高,其在高氮水平表现为氮素高效利用;冈优1577在高氮水平的氮素收获指数最高且产量也较高,其在高氮水平表现为氮素高效利用。在不同氮肥水平下,4个杂交水稻的产量均受氮素收获指数影响最大。因此,不同杂交水稻品种对氮素的高效利用所适合的氮素水平不尽相同,在不同肥力水平的生态区域,需谨慎选择水稻品种。     

杂交水稻茎秆性状的胞质配合力及遗传力分析

为了研究不同不育胞质对杂交水稻茎秆性状的影响,选用生产上常用的5个杂交水稻不育胞质与5个高配合力恢复系,采用NCII模式研究株高及基部节间性状的亲本配合力、方差贡献率及遗传力。结果表明:杂交水稻胞质效应和恢复系效应在各性状中均达到显著或极显著差异水平,茎秆性状受基因型与环境互作效应的共同影响,重穗型和穗数型恢复系对各性状的一般配合力效应相差较大,JW型胞质基部节长的一般配合力效应值较野败型(WA型)低,而其直径和壁厚的一般配合力效应值则高于野败型胞质。结论:杂交水稻JW型胞质在保证茎秆充足的生物量积累的同时抗倒伏能力方面优于野败型胞质。     

重穗型恢复系绵恢9937的选育与应用

用高配合力恢复系蜀恢527作母本,四川省绵阳市农业科学研究所自育恢复系中间材料绵恢1237(辐恢838/绵恢725)为父本,杂交F1花药经立体培养选育而成新恢复系绵恢9937。该恢复系穗大粒多,千粒重高,单穗重达5.9 g,属重穗型恢复系;繁茂性好,花粉量充足,花期长,制种产量高;配合力强,所配组合国豪国香12号、宜香937分别通过了2006年重庆和广西品种审定。     

6个光身恢复系和4个籼型不育系的配合力及竞争优势分析

采用不完全双列杂交的方法,对4个籼型不育系和6个光身恢复系配成24个组合的株高等7个性状进行配合力分析．结果表明：光身恢复系的单株产量性状一般配合力效应为光恢1242〉光恢039〉明恢259〉光恢1240〉光恢1243〉明恢90,不育系的单株产量性状一般配合力效应为广抗13A〉钱江A〉Ⅱ-32A〉谷丰A．综合比较其他性状,光恢1242和光恢039是一般配合力效应较好的父本;广抗13A是一般配合力效应较好的母本．籼光交组合谷丰A和光恢039、钱江A和光恢1242的特殊配合力效应效应值较大,组合的单株产量竞争优势表现突出,具有较大利用价值．光身恢复系配组的约4／5组合的单株产量大于对照Ⅱ优明86．     

籼型杂交水稻产量及其相关性状的配合力及遗传分析

选用24个籼型三系杂交水稻亲本（4个不育系和20个恢复系）,采用4×20不完全双列杂交（NCⅡ）对9个产量及其相关性状的配合力进行分析。结果表明：（1）所有考查性状中,一般配合力方差差异不育系和恢复系均达极显著水平,不育系×恢复系特殊配合力方差差异也均达极显著水平。其中播始历期、株高、穗长和千粒重等性状以基因加性效应为主,有效穗和每穗实粒数等性状则以基因的非加性效应为主。（2）考查的性状受恢复系的影响要比受不育系的影响大。（3）亲本各性状一般配合力与特殊配合力之间没有明显的对应关系,表明在杂交组合选配时,只有在选择一般配合力高的亲本基础上,通过广泛测交,才能获得特殊配合力高的强优势组合。     

广亲和恢复系的配合力及杂种优势研究

对5个优质广亲和三系恢复系与8个水稻不育系进行不完全双列杂交,测定杂种F1代农艺性状,并对其进行了杂种优势和配合力分析研究,结果表明:亲本的一般配合力相对于特殊配合力对杂交后代起更重要的作用,一般配合力高的恢复系配组出高特殊配合力效应的组合几率更大。恢复系南恢596和南恢125在单株重的超亲优势和竞争优势上表现突出,同时在产量构成的主要因素上表现出较强的一般配合力,它们所配F1代组合中部分表现出较高的特殊配合力。     

广亲和恢复系的配合力及杂种优势研究

对5个优质广亲和三系恢复系与8个水稻不育系进行不完全双列杂交,测定杂种F1代农艺性状,并对其进行了杂种优势和配合力分析研究,结果表明:亲本的一般配合力相对于特殊配合力对杂交后代起更重要的作用,一般配合力高的恢复系配组出高特殊配合力效应的组合几率更大。恢复系南恢596和南恢125在单株重的超亲优势和竞争优势上表现突出,同时在产量构成的主要因素上表现出较强的一般配合力,它们所配F1代组合中部分表现出较高的特殊配合力。     

两系超级杂交稻主要农艺性状的配合力遗传分析

采用NCⅡ遗传交配设计,以生产上广泛应用的超级杂交稻骨干亲本Y58S、培矮64S等4个不育系,与远恢2号、9311等8个恢复系材料配制32个组合,考查F1株高、有效穗数等10个主要农艺性状,分析亲本一般配合力、组合特殊配合力和F1群体主要农艺性状遗传力。结果表明：①主要农艺性状的一般配合力和特殊配合力方差达到显著或极显著水平,除空秕粒数、结实率、单株产量外,其他7个性状的一般配合力方差贡献率大于特殊配合力方差贡献率,说明一般配合力比特殊配合力对杂种产量潜力的贡献更重要。②杂种F1株高、秆长、穗长、空秕粒数、结实率、单株产量受不育系影响较大,有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重受恢复系影响较大,表明超级杂交稻产量的提高,关键在于亲本的改良,不育系应强调大“库”优势、提高库/源比,恢复系更应重视增“源”扩“库”。③不育系Y58S、广占63S和恢复系远恢2号、R0293一般配合力高,是选育超高产杂交水稻组合的优良亲本,杂交组合广占63S/远恢2号、广占63S /明恢63、Y58S/9311、P88S/R0293、培矮64S/Q460单株产量特殊配合力效应值高,具有培育成强优势组合的潜力。④产量性状的狭义遗传力大小依次为穗长、千粒重、穗实粒数、株高、秆长、每穗总粒数、结实率、空秕粒数、有效穗数、单株产量,穗长、千粒重、穗实粒数、株高为高遗传力性状。     

籼型三系杂交水稻产量及其相关性状的配合力分析

选用9个籼型三系杂交水稻亲本(5个不育系和4个恢复系),采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ)对14个产量及其相关性状的配合力进行分析。结果表明:(1)所有考查性状的一般配合力和特殊配合力均达显著或极显著水平。其中播始历期、株高、每穗总粒数、着粒密度、单株草重、谷草比、生物产量等性状以基因加性效应为主,有效穗、结实率、千粒重等性状则以基因的非加性效应为主。(2)考查的多数性状受恢复系的影响要比受不育系的影响大,仅千粒重受不育系的影响较大。(3)产量及其相关性状的一般配合力和特殊配合力不育系以金23A和中9A较好,恢复系以R121和R120较好。(4)亲本各性状一般配合力与特殊配合力之间没有明显的对应关系,一般配合力与亲本自身的表型值则有一定的相关性,说明在育种研究中必须注意亲本自身性状的改良。     

新选高粱亲本系的配合力及遗传力分析

为了筛选配合力和遗传力表现优良的亲本,选育强杂种优势的高产粒用高粱,选用3 个新选不育系和6 个新选恢复系,采用不完全双列杂交法,组配18 个杂交组合,对亲本和杂交组合的生育期、株高、穗长、千粒重、穗粒重和产量6 个主要农艺性状进行一般配合力(GCA)效应、特殊配合力(SCA)效应分析,并对其遗传参数进行估算。结果表明：不育系15512A在穗长、千粒重和产量上一般配合力较高,其相对效应值分别为2.4962、4.8319、2.6174。不育系15520A在株高、穗粒重和生育期上一般配合力较高,相对效应值分别为6.9927、5.7449、2.1595。恢复系15670、15652 和15607 的一般配合力较高。这些亲本可以在以后的育种和生产中加以利用。主要农艺性状的加性方差/基因型方差比值大小顺序依次为：穗长＞穗粒重＞株高＞生育期＞产量＞千粒重。从产量性状来看,15511A×15652 是一个较优的杂交组合。