芳香细稻杂交与F2代遗传参数评估及育种改良潜力解析

针对传统芳香稻低产难题，孟加拉农业大学的Abu Musa Md Main Uddin Tareque团队通过Kataribhog与BRRI dhan50杂交，系统分析了F1和F2代12个农艺性状的遗传变异、杂种优势及近交衰退。研究发现籽粒产量株-1具有最高遗传变异系数（GCV=49.2%）和遗传进度（GAM=94.1%），F1代杂种优势达165.9%，为高产芳香稻育种提供了重要理论依据。

　　

在全球粮食安全面临挑战的背景下，芳香稻因其独特风味备受消费者青睐，但传统品种普遍存在产量低、抗逆性差等瓶颈。孟加拉作为世界第三大稻米生产国，其特色芳香稻品种如Kataribhog虽品质优异，但单产仅2-3吨/公顷，严重制约产业发展。如何通过遗传改良平衡产量与品质，成为育种学家亟待解决的科学问题。

孟加拉农业大学遗传与植物育种系的研究团队选择优质芳香稻Kataribhog（贡献香气性状）与高产品种BRRI dhan50（具早熟和抗逆性）进行正反交，构建F₁和F₂群体。通过三季田间试验（2020-2021年），系统评估了开花期、株高、有效分蘖数等12个关键性状，采用方差分析、主成分分析等方法解析遗传参数。研究发现F₁代表现出超亲优势，其中籽粒产量株^-1的杂种优势高达125.2-156.9%，而F₂代通过超亲分离仍保持18.1%的遗传变异系数，为后续选择提供丰富遗传基础。该成果发表于《BMC Plant Biology》，为高产优质芳香稻育种提供了新思路。

研究采用杂交育种结合世代分析法，通过人工去雄授粉获得36个F₁植株，自交产生11个F₂家系（每系200株）。采用完全随机设计，在非石灰性冲积土（pH 6.8）环境下，测定两季（Boro旱季和Amon雨季）表型数据。运用MINITAB 20进行ANOVA、PCA及相关分析，计算表型变异系数（PCV）、遗传变异系数（GCV）、广义遗传力（h²_b）等参数，并采用Briggle公式估算杂种优势。

【遗传变异分析】通过方差分析发现所有性状在基因型间均存在极显著差异（P≤0.001）。籽粒产量株^-1与有效分蘖数（r=0.867）、穗粒数（r=0.945）等呈极显著正相关，而与始花期呈负相关（r=-0.719），表明早熟高产品系可选育。

【主成分解析】PCA显示PC1（解释70.7%变异）有效区分杂交种与亲本，其中穗长（系数0.304）、穗粒数（0.329）贡献最大。F₂代中S1-S7家系在PC1上显著分离，呈现超亲现象。

【遗传参数】F₁代籽粒产量株^-1的GCV（49.2%）与GAM（94.1%）最高，h²_b达86.1%，表明该性状受加性基因控制。F₂代仍保持较高遗传力（54.8%）和遗传进度（26.1%）。

【杂种优势】正反交F₁均无显著差异（P>0.05），排除细胞质效应。穗粒数（92.1%）、实粒数（105.6%）和产量（165.9%）呈现极显著超亲优势（P≤0.01）。

【近交衰退】F₂代株高出现31.2%衰退，而穗长（-5.12%）、穗粒数（-16.1%）等产量性状衰退显著，提示需通过回交保持杂种优势。

该研究首次系统阐明了芳香稻杂交后代的遗传规律：1）产量相关性状主要受加性基因控制，早代选择有效；2）F₁杂种优势主要源自穗粒数和分蘖数的协同提高；3）F₂超亲分离个体（如S3家系）可作为高产育种材料。团队筛选出36个优异F₂单株，其产量潜力较亲本提高44.9%，为培育"高产-优质-抗逆"三位一体的芳香稻新品种奠定基础。这项研究不仅为南亚地区芳香稻改良提供技术路线，其建立的GCV-GAM联合选择模型对其它谷物育种也具有借鉴意义。