幾個自選玉米自交系配合力及遺傳參數(shù)分析

樊麗生，鄭聯(lián)壽，郭耀東，溫日宇，姜慶國，郭耀文

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，山西忻州034000）

玉米自交系是雜交種選育的遺傳基礎(chǔ)。自交系的好壞除了看其產(chǎn)量、抗逆性和品質(zhì)等外在表現(xiàn)外，更重要的在于評價其內(nèi)在配合力的高低。要選育出能夠在生產(chǎn)上利用的強優(yōu)勢雜交組合，在很大程度上取決于自交系的配合力[1-6]。因此，明確自交系各性狀的配合力，對指導(dǎo)雜交種選育和自交系改良利用均具有重要意義。

本研究選擇近年來山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所自選的幾個綜合性狀穩(wěn)定的自交系進行配合力的測定和分析，旨在為玉米自交系的利用和強優(yōu)勢組合的選配提供參考。

1 材料和方法

2010年用遺傳性穩(wěn)定的來自PA和PB群的忻831、忻985、忻662、忻952、忻992、忻933、忻983共7個玉米自交系作為P1組親本，來自塘四平頭雜種優(yōu)勢群的忻994、忻923、忻971、忻915共4個自交系作為P2組親本，按不完全雙列雜交法組配成PA×塘四平頭和PB×塘四平頭組合28個。2011年在山西省農(nóng)科院玉米所試驗田內(nèi)種植。隨機區(qū)組設(shè)計，4行區(qū)，3次重復(fù)。小區(qū)面積9.6 m2，種植密度5.25萬株/hm2。田間調(diào)查株高、穗位高等農(nóng)藝性狀。收獲中間2行進行測產(chǎn)。材料收獲后進行室內(nèi)考種。每區(qū)選取有代表性的5穗測量穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖等。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀的配合力方差分析

各性狀的配合力方差分析結(jié)果（表1）表明，各性狀在組合間存在極顯著差異，說明不完全雙列雜交的28個組合在所研究的9個性狀上存在真實性的遺傳差異，這種遺傳的差異性是由加性基因和非加性基因共同作用的結(jié)果[7-12]。因此，將組合間方差分解成P1組和P2組親本的一般配合力方差及P1×P2的特殊配合力方差進行分析。經(jīng)F 測驗后發(fā)現(xiàn)，P1組親本的一般配合力效應(yīng)除對F1雜交種除穗粗和出籽率差異不顯著外，其他性狀均存在極顯著差異；P2組親本的一般配合力效應(yīng)9個性狀均達到極顯著水平；P1×P2的特殊配合力效應(yīng)的所有性狀均達到極顯著水平。進一步估算親本的一般配合力效應(yīng)和組合的特殊配合力效應(yīng)是必要的。

表1 各性狀的配合力方差分析

2.2 自交系各性狀的配合力效應(yīng)分析

2.2.1 一般配合力（GCA）效應(yīng)分析 一般配合力是由親本基因型的加性效應(yīng)基因所決定的，其效應(yīng)值與相應(yīng)性狀的遺傳可能性成正比。從表2可以看出，同一玉米自交系的不同性狀和不同自交系同一性狀的GCA相對效應(yīng)值存在很大差異。株高和穗位高GCA相對效應(yīng)值均為負值的自交系有忻952、忻992、忻923、忻971，用它們組配雜交組合時可以組配出株高和穗位高較低、抗倒伏性強的組合。穗長和行粒數(shù)GCA相對效應(yīng)值均為正值的自交系有忻831、忻985、忻662、忻992、忻915，用它們組配雜交組合時能提高每穗的行粒數(shù)和穗長，特別是用忻992可以組合大穗型組合。穗粗和穗行數(shù)GCA相對效應(yīng)值均呈正值的有忻915、忻992、忻952這3個自交系，用它們組配雜交組合時，有利于增加雜種1代果穗的粗度和穗行數(shù)。出籽率GCA相對效應(yīng)值為正值的有忻971、忻992、忻933、忻662，用它們組配雜交組合時，有利于增加雜種1代的出籽率。禿尖GCA相對效應(yīng)值為負值的自交系有忻923、忻952、忻983、忻915、忻662，用它們組配雜交組合時有利于組配出禿尖較短的組合。單株產(chǎn)量GCA相對效應(yīng)值為正值的有忻915、忻662、忻983、忻831這4個自交系。

表2 各性狀的一般配合力效應(yīng)分析

2.2.2 特殊配合力（SCA）效應(yīng)分析 特殊配合力是由2個親本自交系相互作用才能表現(xiàn)出來的基因的非加性效應(yīng)決定的，是不能遺傳的部分，受外界環(huán)境條件的影響較大，用它可以指導(dǎo)雜種優(yōu)勢的利用和雜交種的選育。由表1可知，各性狀的特殊配合力方差均達到極顯著水平。由表3可知，SCA相對效應(yīng)值變化范圍株高為-23.39～24.11，穗位高為-20.72～20.89，出籽率為-1.54～1.53，穗長為-3.95～3.08，穗粗為-0.477～0.330，行粒數(shù)為-5.65～5.92，穗行數(shù)為-1.92～1.69，禿尖為-5.179～4.185，單株產(chǎn)量為-1.395～2.785。28個組合中，單株產(chǎn)量的SCA相對效應(yīng)值的前3名組合（忻831×忻915、忻662×忻923、忻933×忻923）與單株籽粒產(chǎn)量排在前10名的組合（忻831×忻915、忻983×忻915、忻983×忻994、忻831×忻994、忻983×忻971、忻831×忻923、忻831×忻971、忻983×忻923、忻662×忻923、忻933×忻994）并不一致。由此可以說明，單株籽粒產(chǎn)量是由親本自交系的特殊配合力效應(yīng)和一般配合力效應(yīng)共同決定的。

表3 各性狀的特殊配合力效應(yīng)分析

2.3 自交系各性狀的群體遺傳參數(shù)估計

玉米自交系的一般配合力方差包括母本和父本的一般配合力方差，即遺傳方差中的加性方差。而特殊配合力方差是母本×父本產(chǎn)生的遺傳方差中的非加性方差[13-15]。從表4可以看出，9個性狀中一般配合力基因型方差均大于特殊配合力基因型方差，表明這些性狀主要受加性基因控制，而受非加性基因作用較小。因此，在組合選配上，要注意選擇在這些性狀上雙親均表現(xiàn)優(yōu)良的親本，這樣才能充分發(fā)揮基因的加性效應(yīng)。

表4 各性狀的群體遺傳參數(shù)估計

在自交系選育過程中，可根據(jù)性狀遺傳力的大小確定不同性狀的選擇世代。從表4可以看出，各性狀的廣義遺傳力大小為行粒數(shù)＞穗長＞穗位高＞出籽率＞單株產(chǎn)量＞穗行數(shù)＞禿尖＞株高＞穗粗，只有穗粗的廣義遺傳力小于50%。同時，出籽率、行粒數(shù)的狹義遺傳力都大于50%，說明這2個性狀受環(huán)境條件影響不大，其變異由遺傳引起的可能性比較大，在玉米育種中宜在早代對其進行選擇。株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、單株產(chǎn)量、禿尖的狹義遺傳力低于50%，說明這幾個性狀的變異除由遺傳作用引起外，在很大程度上受環(huán)境影響，不宜在早代選擇。

3 結(jié)論與討論

通過對11個自交系的GCA分析，初步獲得綜合性狀優(yōu)良的自交系分別是P群的忻831、忻662和塘四平頭雜優(yōu)群的忻923、忻915。其中，忻662和忻915株高、穗位高GCA效應(yīng)值較大，因此，實際育種工作中，應(yīng)選擇植株穗位較低的自交系與它們組配。通過總配合力效應(yīng)值分析，選出綜合性狀較優(yōu)的組合分別是忻831×忻915、忻662×忻923、忻933×忻923、忻983×忻915等。從這些組合看出，綜合性狀優(yōu)良的組合其親本的一般配合力一定較高，但特殊配合力最高的組合在產(chǎn)量綜合性狀上未必是最好的。

研究的9個性狀均是加性效應(yīng)起主要作用。因此，在組配組合時需選擇的雙親性狀均優(yōu)良，才能獲得強優(yōu)勢的F1雜交種；出籽率、行粒數(shù)受遺傳因素影響較大，在早代可以進行選擇，而其余性狀受環(huán)境影響較大，不宜在早代選擇。

本研究表明，利用P群與塘四平頭雜種優(yōu)勢群組配的雜交組合優(yōu)勢明顯，容易選配出抗逆性、適應(yīng)性、豐產(chǎn)性等綜合性狀優(yōu)良的雜交種。

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