现代农业科技圆园11年第21期农艺学大豆主要农艺性状与品质性状的遗传分析仲义侯宗运焦仁海孙发明*渊吉林省农业科学院玉米研究所袁吉林公主岭136100冤摘要各农艺性状的遗传变异中加性主效应尧显性主效应均起一定的作用袁株高主要受加性主效应的控制袁株高的狭义遗传力为50.8%袁通过早代选择可取得较好的改良效果袁其选择效果不易受到环境条件变化的影响曰蛋白质和脂肪含量主要受加性主效应的控制袁其狭义遗传率分别为66.3%和64.2%袁宜在较低世代进行选择曰异黄酮含量主要受显性主效应的控制袁应该在较高世代进行选择遥关键词大豆曰农艺性状曰品质性状曰遗传分析中图分类号S565.1文献标识码A文章编号1007-5739渊2011冤21-0055-02渊MaizeResearchInstitute袁JilinAcademyofAgriculturalSciences袁GongzhulingJilin136100冤AbstractAdditiveanddominanteffectsbothplaycertainrolesintheinheritanceandvariationoftheagronomictraitsmeasured.Plantheightwasmainlycontrolledbyadditivemaineffects.Becauseheritabilityinthenarrowsenseofplantheightwas50.8%袁thetraitcouldbeimprovedbyselectinginearlygenerationsandtheimprovedeffectswerestableenvironmentally曰Additiveanddominanteffectsbothplayrolesintheinheritanceandvariationofthecontentproteinandoil袁whoseheritabilityinthenarrowsensewas66.3%and64.2%respectively袁sothetraitsshouldbeselectedinearlygenerations.Isoflavonecontentwasmainlycontrolledbydominantmaineffects袁sothetraitshouldbeselectedinadvancedgenerations.Keywordssoybean曰agronomictraits曰qualitytraits曰geneticanalysisGeneticAnalysisonAgronomicTraitsandQualityTraitsofSoybeanZHONGYiHOUZong-yunJIAORen-haiSUNFa-ming*含量的遗传实质上是加性效应起作用遥IShigeT则认为加效Brim等[1]尧Hanson等尧Weber尧胡明祥等[2]均认为蛋白质授粉袁得到正反交杂种1代渊F1和RF1冤曰2008年将亲本尧杂种1代渊F1和RF1冤按随机区组袁种植于试验田袁3次重复袁2行区袁行距60cm袁生长期间进行田间观察记载袁成熟后袁每个处理取10株进行室内考种袁采用包括胚渊子叶冤尧细胞质和母体植株3套遗传体系的双子叶植物种子数量性状遗传模型和统计分析方法渊Zhu和Weir袁1994冤袁分析大豆籽粒中品质性状含量的试验数据遥2结果与分析2.1大豆主要农艺性状的遗传分析利用农艺性状的加性-显性遗传模型袁大豆农艺性状的遗传方差可进一步分解为加性方差渊VA冤尧显性方差渊VD冤和机误方差渊Ve冤遥大豆各农艺性状方差分量尧方差分量比率和遗传力的估计值见表1遥从各农艺性状的分析结果可知袁除了未测到茎粗尧百粒重和产量的加性方差外袁其余各项方差分量达极显著和显著水平袁表明在大多数农艺性状的遗传变异中袁加性主效应和显性主效应均起到一定的作用袁但作用大小有所不同遥株高的加性方差大于显性方差袁加性和显性方差占表型方差总量的60%袁而加性方差比率达50.8%袁表明株高主要受加性主效应控制袁可通过选育纯系品种进行改良袁且异地选择有效遥节数的加性方差小于显性方差袁加性方差和显性方差占表型方差总量的54.1%袁机误方差较大袁说明节数应该在稍后世代进行选择袁且受环境的影响较大遥分枝数的加性方差大于显性方差袁加性方差和显性方差占表型方差总量的35.8%袁因此分枝数受环境因素的影响较大袁应该在较高世代进行选择遥荚数的显性方差大于加性方差袁加性方差和显性方差占表型方差总量的21.7%袁对于荚数的选择也应该在较高世代进行遥茎粗尧百粒重和产量均未得到加性方差袁主要受显性和环境效应影响袁显性方差比率分别为26%尧27.2%和36.6%袁因此对于茎粗尧百粒重和产量应该在稍后世代进行选择遥所有农艺性状的机误方差分量均达到了极显著水平袁说明该试验受环境因素的影响较大遥55效应和非加效效应对蛋白质含量都是重要的遥Chauhan尧陈恒鹤报道蛋白质含量的一般配合力渊GCA冤与特殊配合力渊SCA冤的方差都显著袁但加性效应更重要遥Verma从大豆配渊系冤配制4个组合袁对亲本及其杂交F3尧F4尧F5代进行了研究袁认为蛋白质含量的遗传主要受显性基因控制的[2]袁但在Weber认为有3个基因控制蛋白质遥IShigeT认为控制蛋白质的基因数目可能有2个或3个遥海妻矩彦等用乙烯亚胺渊EI冤处理大豆种子袁获得了蛋白质含量比对照显著不同的JS-2XA和PS73-7XK组合中袁实质上是加性效应起作用遥合力分析研究袁认为性成分是主要的遥Gupta等用7个品种.com.cn. All Rights Reserved.突变品系[3]遥大豆蛋白质含量是一个高度可遗传的性状袁蛋白质含量较产量尧脂肪含量等性状的遗传力高遥Weber用亲子代回归法估算的F2代单株蛋白质含量的遗传力为0.70曰胡明祥等[5-6][4]的广义遗传力分别为0.46尧0.55及0.62曰一些研究工作者曾用方差分析法估算的3个组合F2代蛋白质含量对F3或更高世代的材料袁无论是单杂交尧三交或复合杂交组合进行研究袁获得蛋白质含量的广义遗传力为0.39~0.92遥对于这些结果还需进一步开展具体综合的研究和探讨遥1材料与方法1.1试验材料供试材料选用蛋白质尧脂肪和异黄酮含量差异较大渊表1冤的5份大豆材料袁A1006尧A1016尧A1019尧OH1015尧OH1020袁按Griffing完全双列杂交将5份材料配成20个杂交组合遥1.2试验方法2007年5月将5份亲本材料袁播种于吉林农业大学大豆试验田袁同年7月将5份材料互作父母本袁分别进行人工作者简介仲义渊1980-冤袁男袁吉林梨树人袁助理研究员袁从事玉米遗传育种工作遥*通讯作者收稿日期2011-09-16农艺学50.8%袁早代选择有效曰其余农艺性状的狭义遗传力均在28.2%以下袁异地早代选择不可靠袁应该在较高世代进行遥2.2大豆主要品质性状的遗传分析从遗传力分析结果来看袁株高的狭义遗传力较高袁为现代农业科技圆园11年第21期差渊VC冤尧母体加性方差渊VAm冤尧母体显性方差渊VDm冤尧机误方差渊Ve冤遥各方差分量组成见表2袁其中蛋白质含量的各方差分量袁只有加性效应方差达到显著水平袁占遗传效应方差总量渊VA+VD+VC+VAm+VDm冤的55.9%曰脂肪含量的各方差分量加性效应方差达极显著水平袁母体加性方差达显著水平袁加性利用二倍体种子遗传模型袁大豆品质性状遗传方差可进一步分解为胚加性方差渊VA冤尧胚显性方差渊VD冤尧细胞质方农艺性状株高节数分枝数茎粗荚数百粒重单株产量加性方差渊VA冤57.940**0.376**0.293**016.120**00显性方差渊VD冤10.432**0.515**0.079**0.003**44.559**0.497**29.922**表1大豆主要农艺性状方差分量尧方差分量比率和遗传力的估计值机误方差渊Ve冤表型方差渊VP冤加性方差比率渊VA/VP冤45.621**0.757**0.665**0.010**219.543**1.329**51.749**113.993**1.649**1.037*0.013**280.222**1.826**81.670**0.508**0.228**0.282**00.05800效应方差渊VA+VAm冤占遗传效应方差总量渊VA+VD+VC+VAm+显性方差比率渊VD/VP冤0.092**0.313**0.0760.260**0.159*0.272**0.366**普通狭义遗普通广义遗传力渊h2N冤传力渊H2B冤0.508**0.600**0.228**0.541**0.282**0.358**00.260**0.0580.217**00.272**00.366**VDm冤的88.8%曰异黄酮含量的各方差分量袁只有显性方差和母体显性方差达极显著和显著水平袁显性效应方差占遗传效应方差总量渊VA+VD+VC+VAm+VDm冤的85.5%遥综上分析可以得出袁大豆的蛋白质和脂肪含量性状均同的遗传率分量中袁胚直接加性遗传率显著大于细胞质遗传率或母体加性遗传率遥蛋白质和异黄酮未测到细胞质遗传率袁脂肪的细胞质遗传率也达显著水平袁说明对于该性状细胞质遗传也起到较大作用遥脂肪和异黄酮的母体加性遗传率均为负值袁说明根据母体植株的脂肪和异黄酮的总体表现进行选择不能取得较好效果遥表3大豆品质性状的遗传率分析品质性状蛋白质脂肪异黄酮胚直接加性遗传率渊h2Go冤0.663**0.514**0.579**细胞质遗传率渊h2Gc冤00.194*0.000母体加性遗传率渊h2Gm冤0-0.066-0.254*是以加性效应为主袁尤其是脂肪含量受加性效应影响尤为明显袁而且加性效应明显大于显性效应袁因此对于蛋白质和脂肪含量性状在低世代选择效果比较好遥大豆的异黄酮含量性状是以显性效应为主袁因此对于该性状在高世代选择效果比较好遥蛋白质尧脂肪和异黄酮含量的机误方差分量均达到极显著和显著水平袁表明蛋白质尧脂肪和异黄酮含量机误和抽样误差的影响袁但因其值较小袁因此蛋白质尧脂肪和异黄酮含量性状的表现主要受制于遗传效应的表达遥表2方差分量组成和遗传效应分析品质胚加性胚显性细胞质母体加性母体显性性状方差渊VA冤方差渊VD冤方差渊VC冤方差渊VAm冤方差渊VDm冤蛋白质1.85*0.87000.59脂肪1.55**0.140.160.83*0异黄酮0.050.32**00.030.15*机误方差渊Ve冤0.67**0.26**0.02*性状的表现除受各种遗传效应的影响外袁还明显受到环境.com.cn. All Rights Reserved.3结论分析结果表明袁大豆的7个主要农艺性状均受到加性和显性效应的控制袁3个品质性状主要受胚加性效应和胚显性效应控制外袁还不同程度地受到的细胞质基因尧母体植株核基因和环境机误的影响遥对大豆株高的改良应在较低世代进行袁而对节数尧分枝数尧荚数尧茎粗尧百粒重和产量的改良应在较高世代进行袁均采用单株选择法曰对蛋白质含量和脂肪含量的改良应采取单粒选择法早代选择袁对异黄酮含量的改良应采用单粒选择法稍后世代选择遥大豆农艺及品质性状的遗传变异中以加性效应为主袁显性效应次之袁显示了自花授粉作物的一个突出特征[7-8]遥[1]BRIMCA袁COLLINSFI.Maternaleffectonfattyacidcompositionandoilcontentofsoybena[J].CropSeienee袁1968渊8冤院517-518.[2]胡明祥袁于德洋袁孟祥勋袁等.大豆杂种后代籽粒蛋白质含量遗传研究[J].中国农业科学袁1984袁6渊6冤院40-44.[3]SHICH袁WUJG袁LOUXB袁etal.Geneticanalysisoftransparencyandchalkinessareaatdifferentfillingstages.ofrice渊OryzasativaL.冤[J].FieldCropsResearch袁2002渊76冤院1-9.[4]HAYMANBI.Thetheoryandanalysisofdiallelcrosses[J].Genetics袁1954渊39冤院789-809.[5]YANXF袁SUSY袁XUYH袁etal.Geneticinvestigationofcontributionsofembryoandendospermgenestomaltkolba玉chindex袁alpha-amylaseactivityandwortnitrogencontentinbarly[J].TheorApplGenel袁1998渊96冤院709-715.[6]胡明祥.大豆籽粒脂肪的遗传改良[J].中国油料袁1989渊2冤院82-85.[7]赵志刚袁罗瑞萍袁姬月梅袁等.套种模式下不同大豆品种主要数量性状的遗传多元分析[J].安徽农业科学袁2010渊18冤院9463-9465.[8]苑保军袁杨青春.河南省大豆产量相关性状的遗传分析[J].河南农业科学袁2000渊9冤院10-13.2.3大豆品质性状的遗传率分析遗传率作为度量数量性状中遗传变异占表现型变异相对比率的重要遗传参数袁在数量性状遗传改良中具有重要作用遥当假设不存在基因型x环境互作效应时袁对于只受基因加性和显性效应控制的一些数量性状袁其狭义遗传率渊h2冤可定义为加性遗传方差占表型方差的比率渊h2=VA/VP冤袁可衡量基因型变异和表型变异的相对程度遥由于大豆品质性状同时受控于二倍体胚核基因尧细胞质基因和二倍体母体植株核基因等不同遗传体系的基因效应袁其狭义遗传率可区分为包括胚遗传率渊h2Go冤尧细胞质遗传率渊h2Gc冤和母体遗传率据数量性状中不同遗传率分量的大小和各个遗传率分量在总狭义遗传率中的相对重要性可以采用不同选择方法遥如当以母体普通遗传率和细胞质普通遗传率为主时可以以母体植株为单位进行选择袁而当以胚普通遗传率为主时袁则需以后代单粒种子为单位进行单粒选择才更容易取得效果遥由表3可知袁大豆品质性状中蛋白质尧脂肪和异黄酮含量的狭义遗传率估计值分别为66.3%尧64.2%和32.5%遥在不564参考文献渊h2Gm冤在内的普通狭义遗传率渊h2G冤遥同时在选择育种中袁根