AMMI模型在甘蔗区域试验中的应用

甘蔗品种区域试验中基因型(G)和环境(E)互作现象普遍存在,AMMI模型作为一种分析G×E互作关系的方法,可非常有效地补充现有区域试验分析方法的不足。AMMI模型中双标图和特殊互作效应值Dge的引入,为直观、定量地估计环境对基因型的分辩力及基因型对环境的特殊适应性提供了一种非常有效的手段。通过对2003～2004年度国家甘蔗新品种第四轮区域试验结果进行分析,2条显著的主成分轴共解释了61.47%的互作平方和,品种粤农91-600、福农95-1702、闽糖92-505为高产稳产型,云蔗94-375、粤糖91-1102为高产但不稳产,桂糖95-53、粤糖96-244为稳产较好但产量较低,川引97-1为产量低而不稳。从AMMI双标图及互作效应值可看出高产类型品种中,福农95-1702除广西南宁、云南开远外,具有广泛的适应性,粤糖91-1102则仅对广东湛江、福建福州有特殊适应性,云蔗94-375则仅对云南开远、江西赣州有特殊适应性。

CL系列甘蔗亲本的遗传力及配合力分析

为探讨CL系列甘蔗品种作杂交亲本的遗传特点,采用3×3不完全双列杂交(NCⅡ)遗传设计,估算了7个产量和品质性状的遗传方差、一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)。结果表明:锤度的遗传主要受母本加性基因效应控制,株高的遗传主要受父母本加性基因控制,而锤重的遗传主要受非加性基因效应所制约;CL83-1163作为母本,糖分配合力高,且能把高糖特性传递给后代,CL88-4730为父本,产量和品质性状的配合力大,其杂交后代表现高产高糖;根据配合力总效应(TCA),综合表现好的组合有CL83-1364×CL88-4730、CL83-1900×CL84-3152、CL83-1163×CL88-4730,可用于今后的甘蔗有性育种计划。

甘蔗新品种产量品质性状的稳定性分析

利用AMMI模型对17个甘蔗品种的蔗茎产量(CY)、蔗糖分(SC)和含糖量(SY)进行稳定性分析,并以这3个性状的表型值和相应的品种稳定性参数(Dg)为指标,对供试品种进行系统聚类分析和评价。结果表明:甘蔗CY,SC和SY在不同品种和环境的差异以及品种与环境互作效应都达到显著水平(P<0.05);综合考虑CY,SC和SY的表现和稳定性,福农91-4710、闽糖86-2121为高产稳定性较高的品种,粤糖93-159和云蔗92-19为高糖稳定性较好的品种,粤蔗C25和桂糖92-262为低产稳定性最好的品种。

甘蔗杂交后代主要荧光性状的遗传力及配合力分析

以6×3不完全双列杂交(NCⅡ)衍生的18个家系实生苗为材料,对主要荧光性状PSⅡ原初光能转换率(Fv/Fo)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fm)、光合量子产额(Y)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)的遗传力和配合力进行分析。结果表明Fv/Fo,Fv/Fm、Y、qN、qP的遗传主要受基因的非加性效应所制约,这些荧光性状的广义遗传力(h82)变幅为27.46%～44.38%;亲本赣75-65和崖84-153各荧光性状一般配合力为正值且较大,是配合力较好的高光效亲本;根据配合力总效应,综合表现较好的高光效组合有赣75-65×崖84-153,桂69-156×崖84-153、CP81-1254×崖84-153,CP65-357×崖82-96。

甘蔗有性世代主要经济性状的配合力分析

以 6× 3不完全双列杂交 (Nc )衍生的 18个家系实生苗为材料 ,估算了 9个甘蔗亲本的 5个主要经济性状的遗传方差、一般配合力 (gca)和特殊配合力 (sca)效应。结果表明 :茎径和锤度的遗传主要受加性基因效应控制 ,而丛重和丛有效茎数的遗传是基因加性和非加性效应共同作用的结果。根据性状的平均值、一般配合力效应和特殊配合力效应 ,评价了亲本无性系的遗传特点及其在甘蔗杂交育种上的利用价值。以 CP6 5 / 35 7和 CP81/ 12 5 4作为母本能把高糖特性传递给后代 ,崖82 / 96是最理想的父本 ,其杂交后代表现高产、高糖。综合表现较好的组合有 CP6 5 / 35 7×崖 71/374 ,CP6 5 / 35 7×崖 82 / 96 ,CP81/ 12 5 4×崖 84 / 15 3。

经济遗传值在甘蔗选育种应用研究系列(三)甘蔗亲本经济育种值和家系经济遗传值分析

以45个家系甘蔗实生苗为供试材料,对蔗茎产量、甘蔗蔗糖分、有效茎、茎径、株高、甘蔗纤维分6个影响甘蔗产业经济效益最大的主要数量性状进行了经济遗传值(经济育种值)分析,结果表明:29个母本中,粤农73-204、德蔗93-88、CP84-1198、粤糖85-177、HoCP93-746、桂糖96-44、云蔗89-351、CP88-2143和湛蔗74-141等经济育种值高;26个父本中,CP84-1198、福农91-4621、粤糖89-240、CP81-1254、桂糖00-122、云瑞99-601、云瑞05-808、云瑞03-806、ROC22和福农95-1702等经济育种值高;45个家系中粤农73-204×CP84-1198、福农91-4710×粤糖89-240、HoCP93-746×福农91-4621、CP84-1198×ROC22、粤糖91-976×CP84-1198、HoCP93-746×ROC22、CP88-2143×粤糖97-76、桂糖96-44×ROC10、云蔗89-351×CP84-1198、湛蔗74-141×CP81-1254、HoCP93-746×湛蔗74-141、德蔗93-88×云瑞99-601、ROC11×桂糖91-116等经济遗传值高,可作为选育甘蔗新品种的重点家系。

经济遗传值在甘蔗选育种应用研究系列(二)甘蔗亲本育种值和家系遗传值分析

以45个家系甘蔗实生苗为材料,对6个影响甘蔗产业经济效益最大的主要性状蔗茎产量、甘蔗蔗糖分、甘蔗纤维分、有效茎、茎径和株高进行方差、遗传力、育种值和遗传值分析。结果表明:6个性状除母本的株高差异不显著外,其它性状在父本、母本及家系间差异均达显著或极显著;各性状的广义遗传力均大于50%,其中,甘蔗蔗糖分的广义遗传力为90.21%,表明这6个性状的广义遗传力较高,适合有性世代选择,可提高选择强度。29个母本中CP65-357、桂糖96-44、HoCP93-746、CP 84-1198、湛蔗74-141、福农91-4710、ROC22七个母本蔗茎产量和甘蔗蔗糖分的育种值皆较高,可作为高产高糖母本。26个父本中CP84-1198、粤糖89-240、ROC22、云瑞99-601、福农91-4621等蔗茎产量的育种值高。45个家系中,福农91-4710×粤糖89-240、HoCP93-746×ROC22、CP84-1198×ROC22、HoCP93-746×湛蔗74-141、HoCP93-746×福农91-4621、ROC11×桂糖91-116等家系蔗茎产量和甘蔗蔗糖分遗传值皆较高,可作为选育甘蔗新品种重点家系。

草甘膦和乙烯利对糖能兼用甘蔗FN95-1702的催熟增糖效应

在糖能兼用甘蔗新品种FN95-1702生长盛期分别用0.03%草甘膦和0.04%乙烯利进行叶面喷施。结果表明:0.04%乙烯利对甘蔗蔗糖分的提高迟缓稳定,能显著提高蔗茎早期的蔗汁重力纯度,能在不抑制甘蔗继续生长的条件下实现稳定的催熟增糖效应;0.03%草甘膦更能显著提高蔗茎早期的甘蔗蔗糖分,对中期的蔗汁重力纯度的提高更有效,在抑制甘蔗继续生长的条件下实现催熟增糖效应。

甘蔗新品种福农98-1103的选育

福农98-1103系从CP72-1210×湛蔗74-141组合中选育出的一个甘蔗新品种。多年多点试验结果表明,福农98-1103平均蔗茎产量102.16t/hm2,分别比对照种新台糖10号(CK1)、CK2增产1.72%和13.08%;11—1月份平均蔗糖分(绝对值)14.71%,12—2月份平均蔗糖分(绝对值)15.33%;公顷含糖量15.18t,分别比对照种新台糖10号(CK1)、CK2增糖4.51%、12.24%。福农98-1103是一个中晚熟高糖、高产稳产、宿根性好、农艺性状优良、适应性广的甘蔗新良种。

国家甘蔗品种第三轮区域试验初报

来自广东、广西、云南、四川、福建 5省 (区 )的 15个甘蔗优良品种 (系 )在福州和仙游 2个国家区试点新植 ,试验结果表明 :粤糖 93- 15 9、福农 91- 4710等 13个参试品种均比双对照增产、增糖 ,新植综合性状表现较突出的有粤糖 93- 15 9、福农 91- 4710、闽糖 86 - 2 12 1、粤糖 92 - 12 6及云蔗 89-35 1等。

经济遗传值在甘蔗选育种应用研究系列(Ⅳ)适宜机械化生产的甘蔗亲本及家系评价

以33个家系的甘蔗实生苗为材料,对影响甘蔗产业经济效益最重要的蔗产量、甘蔗蔗糖分、甘蔗纤维分进行经济遗传值分析,并采用对机械化生产影响较大的其他重要性状对经济遗传值进行修正,结果表明:粤糖00-319、HoCP07-613、粤糖93-159、HoCP01-564、粤糖92-1287为适宜选育机械化生产的母本;ROC22、德蔗93-88、德蔗03-83、HoCP00-1142为适宜选育机械化生产的父本;粤糖93-159×德蔗03-83、ROC22×桂糖92-66、粤糖00-319×ROC22、崖城06-61×ROC22和粤糖92-1287×HoCP00-1142可作为选育适宜机械化生产的新品种的重点家系。

中糖1号甘蔗新品种第13轮国家联合区试的综合评价

为正确鉴定甘蔗新品种‘中糖1号’的丰产性、稳定性、适应性及品质、抗性等特性,参加了全国甘蔗新品种第13轮联合区域试验。在2018—2020年的第13轮联合区试中,以全国18个区试点的数据结果统计,‘中糖1号’(全国甘蔗联合区试试验中代号为‘中糖1202’)在14个参试品种中表现为出苗率最高、宿根发株率最好,株高最高,公顷有效茎数最多,一年新植两年宿根平均蔗产量113925 kg/hm^(2),比对照‘新台糖22号’增产25.37%,与对照‘新台糖22号’比,18点次增产;平均含糖量16590 kg/hm^(2),比对照‘新台糖22号’增产23.99%,与对照‘新台糖22号’比,17点次增产;11—12月平均甘蔗蔗糖分13.83%,1—3月平均甘蔗蔗糖分14.92%,全期平均甘蔗蔗糖分14.45%,比‘新台糖22号’低0.27个百分点。人工接种鉴定对黑穗病的抗性级别为5级,抗性反应型为中抗。对花叶病的抗性级别为3级,抗性反应型为中抗。根据区域试验糖产量结果表明,‘中糖1号’适宜种植区域有河池、北海、来宾、崇左、龙州、桂林、保山、柳州、福建漳州、百色、柳城、海南临高、云南开远、临沧、广东遂溪、湛江,为‘中糖1号’在全国各地的种植推广提供了科学依据。

经济遗传值在甘蔗选育种应用研究系列(Ⅴ)适宜机械化生产的甘蔗新品种(系)评价

通过对11个甘蔗新品种(系)1年新植2年宿根试验工农艺性状的调查研究,以适宜机械化生产的经济权重估算各品种(系)的经济遗传值,并通过校正值加以修正,结果表明:主要性状的遗传值,含糖量最高的是德蔗07-36,其次福农09-7111;蔗茎产量最高的是福农09-7111,其次为福农09-2201;甘蔗蔗糖分最高的是闽糖06-1405和柳城07-150;出苗最好的是福农09-7111,宿根发株率最好的是福农09-2201,分蘖最好的是德蔗07-36,有效茎最多的是福农09-7111。各甘蔗品种(系)的校正经济遗传值为:福农09-7111(237.18元)>海蔗22号(177.97元)>福农09-2201(174.22元)>闽糖06-1405(162.05元)>德蔗07-36(121.80元)>桂糖06-2081(59.88元)>ROC22(-13.49元)>粤甘47号(-30.12元)>桂糖08-1180(-96.40元)>云蔗08-1095(-354.61元)>柳城07-150(-394.48元)。福农09-7111、海蔗22号、福农09-2201和闽糖06-1405的经济遗传值较大;柳城07-150、云蔗08-1095、桂糖08-1180和粤甘47号的经济遗传值为负,且低于对照ROC22,生产上不宜采用。

甘蔗不同基因型伸长盛期冠层特征比较

对14个甘蔗基因型伸长盛期冠层特征和产量进行比较研究。结果表明,甘蔗不同基因型的冠层特征存在显著或极显著差异。蔗茎产量与叶面积指数呈不显著负相关,与辐射透过系数呈极显著负相关,与平均叶倾角和平均消光系数呈负相关;消光系数与叶面积指数呈不显著负相关,与平均叶倾角、辐射透过系数呈显著或极显著正相关。从甘蔗群体的受光能力和群体内光分布看,桂糖94-119、粤农91-600,赣南95-108群体结构合理,产量高。

甘蔗不同品种光合特性比较及其聚类分析

利用CI-301PS光合作用测定系统测定152个甘蔗品种资源的光合参数。结果表明,甘蔗品种间光合性状存在较大差异。进一步对152个甘蔗品种资源的光合性状进行聚类和判别分析,将152个品种分为7大类,在聚类分析基础上用判别分析选出对甘蔗光合性状数值分类有显著影响的3个光合参数,建立了7个判别能力较高的判别模型。

应用GGE双标图分析甘蔗品种(系)的产量和品质性状

采用GGE双标图分析7个甘蔗参试品种(系)在7个试点的产量和品质性状。结果表明,云蔗05-51(YZ05-51)为单茎产量高且稳定性强的品种,福农39(FN39)和柳城03-1137(LC03-1137)的单茎产量较高,但稳定性较差;福农38(FN38)、粤甘35(YG35)和新台糖22(ROC22)有效茎数较高,但稳定性较差;福农39(FN39)和云蔗05-51(YZ05-51)为蔗茎产量较高且稳定性强的品种,福农38(FN38)和柳城03-1137(LC03-1137)蔗茎产量高,但稳定性较差;福农39(FN39)和赣南02-70(GN02-70)为甘蔗蔗糖分较高且稳定性强的品种,云蔗05-51(YZ05-51)和福农38(FN38)甘蔗蔗糖分较高,但稳定性较差;福农39(FN39)为产糖量较高且稳定性较强的品种,福农38(FN38)、云蔗05-51(YZ05-51)和柳城03-1137(LC03-1137)的产糖量较高、但稳定性较差。云南瑞丽和云南临沧2个试点单茎产量的代表性和区分力较强;云南保山和广西来宾2个试点有效茎数的代表性和区分力较强;广西崇左和云南临沧2个试点蔗茎产量的区分力较强;广西百色和柳州2个试点甘蔗蔗糖分的区分力较强;广西百色和云南临沧2个试点产糖量的区分力较强。

甘蔗不同叶位叶片形态与冠层特征的关系

利用CI-100数字植物冠层分析仪和CI-203叶面积分析仪测定了 4个甘蔗品种不同叶位层的冠层参数和相应叶位叶片的形态特征,结果表明:不同基因型不同叶位层间叶片形态、冠层空间结构和冠层辐射特征存在显著差异,不同叶位层叶面积指数、叶簇倾角和叶分布的变化主要由冠层内不同叶位叶片叶宽的变化引起,而不同叶位层消光系数的变化主要与叶簇倾角和叶分布有关;散射光透过系数的变化主要与叶面积指数、叶簇倾角和叶分布有关,直射光透过系数的变化主要与叶分布、叶宽、长宽比有关,光合有效辐射的变化与叶面积指数、叶面积、叶宽、长宽比有关.研究结果同时表明,叶片形态与冠层辐射特征存在显著的典型相关关系. 图 2表 4参

甘蔗蔗汁品质性状的回归分析及模型

本文对47份不同甘蔗基因型的蔗汁品质性状进行简单回归和逐步回归分析。结果表明,蔗汁蔗糖分(Suc)与锤度(BX)、温度校正后锤度(BX’)、蔗汁旋光读数(0Z)以及转光度(pol)之间均呈线性回归,简单回归模型均达极显著水平(P<0.01),决定系数(R2)分别为0.9393、0.9199、0.9861及0.9839。通过逐步回归分析和残差分析建立多重线性回归方程为Suc=0.05706+0.21488BX+0.181030Z,方差分析表明多重线性回归模型达极显著水平(P<0.01),决定系数为0.9931。t测验表明,蔗汁蔗糖分的模型预测值与实测值间的差异不显著,相对误差平均为0.49%。

甘蔗经济性状的因子分析及品种聚类分析

对14个甘蔗品种2次新植和1次宿根的产量及品质性状进行因子分析和聚类分析,因子分析将11个甘蔗经济性状用4个主因子表示,累加方差贡献率达到91.08%.第1主因子中起主要作用的性状是折光锤度、转光度、蔗汁蔗糖分和甘蔗蔗糖分等糖分因子;第2主因子载荷值较大的性状有甘蔗茎径、单茎重和公顷蔗茎产量指标等产量因子;第3主因子只有公顷有效茎数起主导作用;第4主因子起支配作用是重力纯度和视纯度等衡量甘蔗成熟度的因子.第1主因子与第4主因子有较大的正相关性,与第2主因子有较大的负相关性.根据品种斜交因子得分值,进行系统聚类分析,把14个甘蔗品种分为4类,第1类又分为3个亚类,不同类型品种具有不同的产量和品质特征.

国家甘蔗区试品种的丰产性及稳定性分析

对参加第5轮国家甘蔗品种区域试验的14个甘蔗品种的蔗茎产量、甘蔗蔗糖分和公顷含糖量进行丰产性及稳定性分析。结果表明,参试品种蔗茎产量、公顷含糖量存在品种间、年份间和地点间的显著差异,品种、年份与地点的互作效应差异显著;参试品种中云蔗99-596、Q170、Mex105、粤糖94-128、福农98-1103的蔗茎产量比CK2显著增产;Mex105、HoCP91-555、闽糖96-1409、闽糖93-730、HoCP92-648、CP88-1762、FR93-435等7个品种的蔗糖分优于双对照;Mex105、云蔗99-596、Q170、福农98-1103、闽糖96-1409、HoCP92-648、HoCP91-555等7个品种的公顷含糖量优于双对照。综合分析结果表明:Mex105、闽糖96-1409高产稳产,高糖,公顷含糖量稳定性好,可进一步扩大生产应用;福农98-1103、HoCP92-648平均蔗茎产量高,但表现不够稳定,糖分较高,可在适宜地区推广应用。