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班巴拉花生（Vigna subterranea (L.) Verdc.）在撒哈拉以南非洲地区产量低且缺乏改良品种。为解决此问题，研究人员开展其配合力效应和基因作用研究。结果发现部分亲本和杂交组合表现优异。这为育种和品种商业化提供了重要依据。
班巴拉花生是一种营养丰富的豆类作物，在撒哈拉以南非洲地区广泛种植，对当地的粮食安全和土壤肥力提升有着重要作用。然而，目前该地区班巴拉花生面临着诸多困境。一方面，其产量水平较低，每公顷产量在 0.1 - 3.0 吨之间，平均仅 0.85 吨。这主要是由于生物和非生物胁迫、不良的种植实践以及缺乏改良品种等因素导致的 。另一方面，虽然班巴拉花生具有丰富的遗传多样性，但现代高产品种却尚未培育出来，这使得它在商业生产和产品开发方面缺乏吸引力和竞争力。
为了改变这一现状，来自南非夸祖鲁 - 纳塔尔大学（University of KwaZulu-Natal）、农业研究委员会（Agricultural Research Council）以及非洲作物改良中心（African Centre for Crop Improvement，ACCI）的研究人员 Nomathemba Gloria Majola、Hussein Shimelis 等人开展了一项关于班巴拉花生育种的研究。他们的研究成果发表在《Euphytica》杂志上，为班巴拉花生的遗传改良和品种选育提供了重要的理论依据和实践指导。
在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先，精心挑选了 10 个具有不同农艺、营养和遗传特性的班巴拉花生亲本系，这些亲本系是从初步评估试验中筛选出来的，具有高产量潜力、良好营养特性和对比鲜明的产量相关农艺性状。接着，利用半双列杂交设计（half - diallel mating design）将这 10 个亲本进行杂交，获得了 45 个 F1代杂交后代。随后，在南非的两个不同地点（Brits 和 Loskop），采用 5×11α - 格子设计（alpha lattice design）对亲本和杂交后代进行田间评估，并设置了两个重复。在生长过程中，对多个农艺性状进行数据收集，涵盖从作物生长周期到产量相关的各项指标 。最后，运用方差分析（ANOVA）、配合力分析等统计方法对收集的数据进行深入分析。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 方差分析和基因型均值表现：通过方差分析发现，地点、基因型以及基因型 × 地点的交互作用对多个农艺性状（如成熟天数（DM）、每茎节数（NNS）、每株荚数（Npods）等）均有显著影响（P<0.05） 。这表明环境因素和基因型的相互作用在班巴拉花生的性状表现中起着重要作用。在亲本和杂交组合的均值表现上，不同基因型在各个性状上存在明显差异。例如，亲本 ARC Bamb 9 成熟天数较少（168 天），而 ARC44 则成熟较晚（176 天）；杂交组合 ARC8×ARC25 产量较高，达到 170.78 kg?ha-1 。
- 配合力效应分析：配合力分析结果显示，一般配合力（GCA）效应在多个性状上显著，如 NNS、NSB、Npods 和种子长度（SL）等。其中，ARC Bamb 25、ARC Bamb 8 等亲本在多个性状上表现出良好的 GCA 效应，意味着它们具有将优良性状传递给后代的潜力。特定配合力（SCA）效应在大多数性状上也显著，如产量等。像 ARC25×ARC8、ARC44×ARC9 等杂交组合在产量上具有理想的 SCA 效应 。
- 基因作用和遗传力分析：多数性状的 GCA/SCA 比值小于 1，表明非加性基因效应在这些性状的遗传中占主导地位。同时，不同性状的广义遗传力（H2）在 2.91% - 60.20% 之间，其中 SL 的遗传力最高（60.20%），而每荚种子数（NSPod）的遗传力最低（2.91%） 。这说明环境对不同性状的影响程度不同，对于受环境影响较大的性状，在选择育种时需要考虑环境因素。
研究结论和讨论部分指出，该研究成功鉴定出了具有高产量潜力的杂交组合和优良的亲本系。ARC Bamb25、ARC Bamb8 和 ARC Bamb55 等亲本系在每株谷物产量上具有积极且理想的 GCA 效应，而 ARC25×ARC8、ARC44×ARC9 和 ARC6×ARC9 等杂交组合则在产量上具有理想的 SCA 效应 。这些新开发的杂交组合为班巴拉花生的遗传改良提供了重要的材料。同时，研究还发现基因型 × 环境互作显著影响性状表现，这提示在育种过程中，需要在多个环境中进行选择，以培育出适应性更广的品种。此外，研究明确了不同性状的基因作用方式和遗传力，为制定合理的育种策略提供了理论基础。例如，对于受非加性基因效应主导的性状，可通过早期世代选择超亲分离个体来改良；对于具有加性遗传效应的多基因性状，则需要进行高级世代家系选择 。
总的来说，这项研究为班巴拉花生的育种和遗传改良指明了方向，有助于培育出适应不同环境、具有更高产量和更优良农艺性状的品种，对于提升撒哈拉以南非洲地区的农业生产水平、保障粮食安全具有重要的意义。
