配合力在作物育种上的应用

配合力在作物育种上的应用

摘要配合力是指因交配组合不同表现了子代的差异，进而表明不同亲本间有不同的组合能力。它分为一般配合力和特殊配合力。配合力重要的意义在于配制杂交组合时对亲本的选配，应在亲本性状的一般配合力高的基础上，选用有较大的特殊配合力方差的亲本。特殊配合力的轮回选择对群体改良有效。配合力也受到环境的影响。

关键词配合力；亲本选配；轮回选择；环境

作物育种的目的是获得优良目标性状的基因型，在现代育种中，获得较大的遗传变异和较准确地识别优良基因型是达到这一目的的两大主要环节。杂交是培育良种的主要手段，而杂交育种成败的重要因素之一是亲本品种的选择。多年来的杂交试验表明，亲本本身的表现与其后代的表现并不一致，有些亲本本身表现很好，但所产生的杂交后代并不理想；而有些亲本本身并不优越，但能从它们杂交后代分离出很优良的个体或组合。因此，优良品种并不一定是优良的亲本。这样因亲本交配组合不同表现了子代的差异，进而表明不同亲本间有不同的组合能力，这种能力被称为配合力，它是杂交组合中亲本各性状配合能力的一个指标。1942年，Sprague 和Tatum根据对玉米数量性状的研究和杂交育种的实践，提出了一般配合力的概念，发展到现在，配合力的应用早已不仅仅局限在玉米上，而是推广到其他任何一种授粉方式的作物上和各种性状上，应用配合力选配亲本组合不仅能在较早世代就能初步鉴定出组合和亲本的优劣，而且还可以大大缩小我们处理材料的范围和时间，从而大大提高育种效率。

1 应用配合力分析、判断能否利用杂种优势育种

对配合力进行差异显著性测验，可以预测该作物是否可采用杂交优势育种。这种判断一般只应用在刚开展或尚未开展杂优育种的作物上（已大量开展杂优育种的作物上该项早已获得证明），以萝卜为例，在生产上大多采用品种，近年来，为了提高它的育种效率，增加组合选配的预见性，对其亲本系及轮配组合的维生素C、还原糖、淀粉酶等生化指标进行了测定，结果表明亲本系的维生素C、淀粉酶的一般配合力差异极显著，组合间维生素C、淀粉酶、还原糖含量的特殊配合差异极显著，上述3个指标的正反交效应差异并不显著。因此认为，在萝卜优质育种上，采取杂种优势育种是可行的，目前已有很多高产优质的萝卜杂交种产生。

2 配合力应用于优势组合的选配

关于配合力分析进行优势组合的选择，近年来进展较大，几乎所有作物上都

有该方面的报道。一般配合力为加性遗传效应的概括度量，它的效应值高，性状遗传的可能性就在，所以凡一般配合力效应值高的亲本参与的组合，F1代大多数在这一性状上表现良好。特殊配合力为基因的非加效性的概括度量，是产生杂种优势的部分，一个杂交组合的优劣，不仅取决于双亲的一般配合力效应，而且也取决于组合的特殊配合力效应，即F1代的表现应是各个性状加性遗传效应、显性效应、上位效应等综合作用的结果，因此用配合力总效应t.c.a.（t.c.a.=gi+gj+sij，gi、gj指一般配合力，sij指特殊配合力）的大小来衡量一个杂交组合的优劣更为完全和合理。因此，只有2个亲本的一般配合力效应值和组合特殊配合力效应值均为正向值，并且较高或中等时，组合的总配合力效应值才可能高；相反，只要有一方亲本的一般配合力效应为负或组合特殊配合力较低时，都不会有较高的总配合力效应。

一般配合力与特殊配合力的方差分析也有重要意义。如果一般配合力的方差分析是显著或极显著，则说明加性效应有显著或极显著的差异；如果特殊配合力效应方差分析是显著或极显著，则说明非加性效应有显著或极显著的差异。此外，还有一重在参数遗传力gca%（加性遗传方差与遗传方差的百分数）表示某一性状的一般配合力和特殊性配合力的相对重要程度，如果gca%在60%-80%，则这个性状的遗传以加性效应为主，选择亲本时应主要看一般配合力，适当考虑特殊配合力；gca%有80%以上的性状遗传中，加性效应占绝对优势，亲本选择主要看一般配合力。一般配合力与特殊配合力的均方比是衡量它们的相对重要性的指标，在作物育种中，了解配合力的变化特点及其相对大小对选择优良亲本和后代具有重要意义。

一般说来，早期的配合力效应与其后期的配合力效应有较高的一致性，通过早期的一般配合力，可以预知后期的一般配合力。一般配合力高的性状，亲本对该性状向后代传递能力强，可以从亲本的相应性状的数值来推测杂种后代的表现。一个优良亲本应该在目标性状上本身表现好，配合力又高。另一方面，如果一个品种某个性状并不优良，但其配合力高，也应予以注意。在亲本选配中，既要注意双亲本身的表现，更要考虑其配合力的高低，从这里可以看出，一个亲本在杂交优势或杂交育种中的利用价值，首先和一般配合力效应密切相关，如果性状的反应量是越大越好，则一般配合力大的亲本才有较大的利用价值，其次是特殊配合力效应的变异程度，即方差大小有关，这种方差大，说明该亲本在与其他亲本杂交时，可能出现偏离一般配合力效应所估计的较极端的后代，即产生变异后代；反之，这种方差小，就不会出现特别突出的后代。因此，判断亲本的利用价值可分为4种情况：①一般配合力大，特殊配合力方差大，这类亲本最好；②一般配合力效应高，特殊配合力方差小，这类亲本较好；③一般配合力效应低，特殊配合力方差较大，这类亲本利用价值较小；④一般配合力效应低，特殊配合力方差小，这类亲本无利用价值。

3 特殊配合力在轮回选择上的应用

关于特殊配合力在轮回选择上的应用早在1945年就被Hull首先提出，并且

国外早已开展了大量工作，以后Sprague又进一步提出一般配合力和特殊配合力的概念，并将群体配合力的概念应用到轮回选择上，国内目前也进行了该方面的研究。前人的研究大都肯定，特殊配合力的轮回选择对群体改良是有效的。特殊配合力的轮回选择实际上等于用自交系作测验种的早代测验，加轮进代后的群体，就是优中选优，一般配合力和特殊配合力都不断提高。我国玉米育种采用“测用结合”的方法，首先育出了很多配合力好的自交系和优良杂交种，是一般配合力和特殊配合力结合测定成功的一个实例。Rusell，wakjkog试验表明，特殊配合力的轮回选择，主要是提高了群体的一般配合力。陈彦惠的试验也表明，特殊配合力轮回选择提高了群体的一般配合力、特殊配合力。因此，特殊配合力的轮回选择对于提高一般配合力和特殊配合力有一定的可行性，而且，这种轮回选择既能很好地提高群体的一般配合力，那么，改良群体所获得的遗传增量主要是加性基因效应，并且能够稳定地遗传下去。因此，在轮回选择中，育种者可根据育种目标的需要，中途更换测验种，仍可将群体已获得的大部分配合力遗传下去，同时从改良群体中选出的自交系，不仅能与原始测验种，而且也能与广泛的自交系杂交，产生强优势组合。另外应注意的是，应选用遗传基础比较丰富的原始群体，这样有利于加性基因重组体的频率提高，才能使一般配合力改良效果好。

4 配合力与环境的互作

配合力的测定与其他指标一样，也要受到环境的影响。因此，探明配合力与环境的互作关系，推断出配合力相对稳定性对于育种上的选配优良性状亲本具有重要的意义。以玉米自交系为例，早在1952年，B.A.Rojas研究认为：玉米籽粒产量的一般配合力和特殊配合力与环境存在显著的互作。D.F.Matzgger也同样报道了同样的结果。国内报道的是以11个玉米自交系按照双列式组配成55个单交组合在3个试验区点试验，考察了17个主要性状，在不同环境中估算的各亲本考察性状的一般配合力和各组合的特殊配合力，数值的大小虽有一定的变化，但其位次仍具有相当的一致性，表明自交系本身的配合力仍具有相对的稳定性，在配合力育种中运用配合力参数仍是可靠的，而且该研究也表明，一般配合力和特殊配合力在不同性状间有不同的稳定性，而且它们各自对环境的变化各有不同的反应。一般配合力的稳定性大于特殊配合力的稳定性，这与B.B.Rojas的研究结果相一致。因此，在较少环境中对玉米自交系产量等性状的一般配合力的鉴定选择比特殊配合力的鉴定选择更有效。另外，由于不同性状配合力的相对稳定性，使我们如果为了某一个性状的配合力的稳定性如产量，应改良其组成性状的配合力（穗长、百粒重、籽粒深度、行数）对于环境的变化。此外，通过环境与配合力的互作也表明，为了全面评价一个自交系的配合力及其所配组合表现的优势，应该在一系列环境条件下进行试验，这样得到的配合力参数才可靠，据此组配的杂交组合后代性状表现才可能接近目标性状表现，使配合力在育种工作上的应用更行之有效。

5 总结