玉米抗粗縮病材料產(chǎn)量性狀的配合力分析

衛(wèi)曉軼 魏鋒 丁微 魏芳 王向陽 張學(xué)舜

摘要：采用NCII遺傳交配設(shè)計(jì)方法，以鄭58、昌7-2、PH6WC、PH4CV為測(cè)驗(yàn)種，通過田間試驗(yàn)，分析了7份新引抗粗縮病材料的穗部性狀和產(chǎn)量配合力。結(jié)果顯示，由7份新引材料穗部性狀和產(chǎn)量一般配合力（GCA）綜合分析來看，Y7和Y4易組配出高產(chǎn)組合，Y6易組配出穩(wěn)產(chǎn)組合；從產(chǎn)量特殊配合力（SCA）分析得知，產(chǎn)量SCA效應(yīng)值較大的組合有Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58，其產(chǎn)量分別為11.3、11.4、11.2、11.1 t/hm2，均極顯著地高于對(duì)照鄭單958和先玉335。綜合來看，Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58等組合表現(xiàn)較好。

關(guān)鍵詞：玉米；產(chǎn)量；一般配合力；特殊配合力

中圖分類號(hào)：S513.034文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2016）10-0020-04

玉米是我國(guó)種植面積最大的糧食作物，玉米的產(chǎn)量直接關(guān)系著國(guó)家的糧食安全[1]。然而，現(xiàn)在我國(guó)存在著玉米種質(zhì)資源缺乏和遺傳基礎(chǔ)狹窄問題，這已成為玉米生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的首要限制因素[2-4]。引進(jìn)外來種質(zhì)可以豐富現(xiàn)有種質(zhì)的遺傳多樣性，可以拓寬玉米雜交種的遺傳模式[5-7]。在作物雜交育種中，配合力是至關(guān)重要的[8-10]。配合力的高低是衡量一個(gè)玉米自交系優(yōu)劣的重要條件之一[11-13]。雜交種選育的主要步驟，其一是自交系的選育，其二是選擇適合的自交系親本來組配優(yōu)良的雜交種[14]。因此，在雜交種的選育過程中，選擇高配合力的自交系作為親本至關(guān)重要。

玉米粗縮病是由灰飛虱傳播粗縮病毒（MRDV）引起的病毒病。近年來，該病在我國(guó)東北、華北、西北、華中及長(zhǎng)江以南部分地區(qū)蔓延流行，并有逐年加重的趨勢(shì)，是一種嚴(yán)重的玉米病害，給玉米生產(chǎn)帶來了巨大的損失[15-17]。由于目前大面積種植的玉米品種多數(shù)表現(xiàn)感或高感玉米粗縮病，缺乏抗病品種，生產(chǎn)上主要采用化學(xué)農(nóng)藥來防治此病，不僅成本高、污染重，而且防治效果較差[18]。因此，在拓寬玉米種質(zhì)基礎(chǔ)的前提下，充分挖掘抗病基因，培育高抗粗縮病的玉米新品種是減輕產(chǎn)量損失最經(jīng)濟(jì)有效的措施[19]。

為了分析新引抗粗縮病材料與我國(guó)生產(chǎn)中主要應(yīng)用種質(zhì)之間的雜種優(yōu)勢(shì)潛力及遺傳關(guān)系，本研究利用NCII遺傳交配設(shè)計(jì)方法，以國(guó)內(nèi)目前大面積推廣的雜交種鄭單958和先玉335雙親本（鄭58、昌7-2、PH6WC、PH4CV）為測(cè)驗(yàn)種，對(duì)7份新引抗粗縮病材料進(jìn)行配合力鑒定，以明確其產(chǎn)量性狀的一般配合力效應(yīng)（GCA）和特殊配合力效應(yīng)（SCA），旨在從供試材料中篩選強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合和一般配合力較高的自交系，并對(duì)新引材料進(jìn)行遺傳分析、評(píng)價(jià)，以了解新引材料的性狀表現(xiàn)及產(chǎn)量潛力。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

以7份新引自交系材料Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7為被測(cè)系，以國(guó)內(nèi)骨干自交系鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV為測(cè)驗(yàn)種組配出28個(gè)組合。以鄭單958和先玉335作對(duì)照種。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年在新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（輝縣）進(jìn)行。6月14日播種，10月11日收獲。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，鄭單958（CK1）和先玉335（CK2）作對(duì)照。每個(gè)組合2行區(qū)，行長(zhǎng)5 m，行距0.6 m，株距0.25 m，種植密度為6.75萬株/hm2。重復(fù)3次。按常規(guī)大田措施進(jìn)行田間管理。

1.3調(diào)查項(xiàng)目

于每個(gè)小區(qū)內(nèi)選擇有代表性的10個(gè)果穗進(jìn)行考種，測(cè)量穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重，同時(shí)測(cè)定籽粒含水量。收獲小區(qū)鮮穗，計(jì)算折合14%水分后的產(chǎn)量[20]。

配合力分析采用Griffing IV分析方法計(jì)算[21]，方法如下：

一般配合力效應(yīng)值：GCAgi=（nTi-2T）/n（n-2）；

特殊配合力效應(yīng)值：SCAsij=Yij -（Ti+Tj）/（n-2）+2T/（n-1）（n-2）。

式中，n為待測(cè)群體數(shù)，Ti、Tj分別為第i、j個(gè)群體的所有組合的總和，T為所有參試雙列雜交組合之總和，Yij為第i和第j群體的組合值。

2結(jié)果與分析

2.1一般配合力效應(yīng)分析

對(duì)7份新引材料一般配合力進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。從中可以看出，Y7產(chǎn)量的一般配合力效應(yīng)值最高（0.931），Y4次之（0.816），Y5最低（0.574）。

穗長(zhǎng)的一般配合力效應(yīng)：Y5、Y1的GCA較高，分別為1.395和1.372；Y3最低（1.241）。

穗粗的一般配合力效應(yīng)：Y7的GCA最高（0.408）；Y3、Y4次之，分別為0.385和0.380；Y5最低（0.345）。

穗行數(shù)的一般配合力效應(yīng)：Y7的GCA最高（1.222），Y6次之（1.211），Y5最低（1.084）。

行粒數(shù)的一般配合力效應(yīng)：Y5的GCA最高（2.641），Y1、Y3、Y4的GCA較低。

百粒重的一般配合力效應(yīng)：Y7的GCA最高（2.899），Y4次之（2.603），Y5最低（2.337）。

2.2產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)分析

對(duì)28個(gè)組合產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)結(jié)果（表2）進(jìn)行分析可知，7份新引材料之間相比，Y7的特殊配合力最高，Y4次之，Y5最低。其中，Y7與鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV四個(gè)測(cè)驗(yàn)種組配組合的產(chǎn)量SCA效應(yīng)值分別為7.623、7.831、6.996、7.046。Y4與鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV四個(gè)測(cè)驗(yàn)種組配組合的產(chǎn)量SCA效應(yīng)值分別為6.438、7.146、5.512、7.862。Y5與鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV四個(gè)測(cè)驗(yàn)種組配組合的產(chǎn)量SCA效應(yīng)值分別為5.881、6.088、5.854、3.804。

對(duì)28個(gè)組合的產(chǎn)量性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果見圖1。其中，PH6WC×Y7的產(chǎn)量為11.4 t/hm2，比對(duì)照鄭單958產(chǎn)量高33.5%，比先玉335產(chǎn)量高33.8%，且差異均達(dá)極顯著水平。PH4CV×Y4的產(chǎn)量為11.3 t/hm2，比鄭單958產(chǎn)量高32.8%，比先玉335產(chǎn)量高33.1%，且差異均達(dá)極顯著水平。PH4CV×Y5的產(chǎn)量為7.0 t/hm2，比對(duì)照鄭單958產(chǎn)量低17.6%，比先玉335產(chǎn)量低17.3%，且差異均達(dá)極顯著水平。

3討論與結(jié)論

配合力主要分為一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）。其中，一般配合力是由加性效應(yīng)引起的，特殊配合力是由非加性效應(yīng)引起的[22-24]。一個(gè)自交系的GCA是根據(jù)該自交系作為親本所組配的所有雜交種的平均表現(xiàn)來衡量的。一個(gè)組合的SCA是在已知雙親的GCA的基礎(chǔ)上根據(jù)雜交種的表現(xiàn)差異來衡量的[25]。

對(duì)穗部性狀和產(chǎn)量來說，它們的GCA 相對(duì)效應(yīng)值越大越好，有利于改善雜交組合的穗部性狀和產(chǎn)量，比較容易組配出高產(chǎn)雜交組合[26]。對(duì)7份新引抗粗縮病材料的穗部性狀和產(chǎn)量一般配合力綜合分析可以看出，由Y7配出的組合穗粗，穗行數(shù)多，百粒重高，小區(qū)產(chǎn)量高，易組配出高產(chǎn)組合。由Y4配出的組合穗較粗，百粒重高，小區(qū)產(chǎn)量高，也易組配出高產(chǎn)組合。由Y6配出的組合穗較長(zhǎng)而粗，穗行數(shù)、行粒數(shù)較多，百粒重和小區(qū)產(chǎn)量較高，易組配出穩(wěn)產(chǎn)組合。

特殊配合力是指兩親本所組配組合的水平，它的高低決定于親本基因型的非加性基因效應(yīng)，是雜交組合與其雙親平均表現(xiàn)基礎(chǔ)上的預(yù)期結(jié)果的偏差，受外界環(huán)境條件的影響較大，不能在上下代間穩(wěn)定遺傳，但它可以指導(dǎo)雜種優(yōu)勢(shì)的利用和雜交種的選育[26]。本研究中，在組配的28個(gè)雜交組合中，產(chǎn)量SCA效應(yīng)值變化范圍是3.804～7.862。其中，效應(yīng)值較大的組合有Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58，其效應(yīng)值分別為7.862、7.831、7.781、7.623。同時(shí)，Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58的產(chǎn)量分別為11.3、11.4、11.2、11.1 t/hm2，均極顯著地高于對(duì)照鄭單958和先玉335。

雜交組合的優(yōu)劣，不僅取決于親本自交系的GCA相對(duì)效應(yīng)值的大小，還取決于其組配的雜交組合的SCA相對(duì)效應(yīng)值的大小，GCA和SCA的綜合表現(xiàn)是玉米雜交種選育中的一個(gè)重要參數(shù)。在組配的組合中，至少要有一個(gè)親本的一般配合力相對(duì)效應(yīng)值高，而且特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值也比較高，才能組配出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的組合。本試驗(yàn)結(jié)果顯示28個(gè)雜交組合中，從GCA和SCA效應(yīng)值來看，Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58等組合表現(xiàn)較好。

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