鮮食型糯玉米果皮厚度和皮渣率的配合力及相關(guān)性分析

張 垚，楊躍華，孔亮亮，劉俊峰，宋俏姮

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所，四川 德陽 618000）

糯玉米食法多種多樣，既可以蒸煮后直接食用，又可以加工成罐頭等食品，深受廣大消費(fèi)者的喜愛，已發(fā)展成為一個(gè)具有較大潛力的新型產(chǎn)業(yè)。優(yōu)良糯玉米的必要條件是皮薄渣少、粘軟清香、柔嫩爽口[1～3]。因此，作為衡量糯玉米柔嫩度指標(biāo)的果皮厚度和皮渣率，在鮮食型糯玉米育種性狀選擇中占有重要地位。雜交育種中選擇親本的主要依據(jù)是親本自交系配合力的高低，準(zhǔn)確選出親本并盡快確定強(qiáng)優(yōu)勢組合是育種工作的關(guān)鍵[4]。因此，分析糯玉米果皮厚度和皮渣率配合力的高低與遺傳規(guī)律，是選育優(yōu)良糯玉米品種的重要內(nèi)容。目前，關(guān)于糯玉米果皮厚度和皮渣率的配合力分析及其相關(guān)關(guān)系研究較少。以10個(gè)糯玉米自交系為試材，采用NCⅡ試驗(yàn)設(shè)計(jì)，組配24個(gè)雜交組合，分析各自交系的果皮厚度和皮渣率配合力效應(yīng)水平與遺傳特性，并探討了果皮厚度與皮渣率之間的相關(guān)關(guān)系，旨為鮮食糯玉米新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2017年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所德陽基地進(jìn)行。參試材料為10個(gè)自育的優(yōu)良糯玉米自交系（依次記為w1、w2，……，w10），其中w1～w4屬SS雜優(yōu)類群，w5～w10屬NSS雜優(yōu)類群。采用NCⅡ試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以w1～w4的自交系為母本、w5～w10的自交系為父本，組配成24個(gè)雜交組合。采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。小區(qū)行長3.3 m，行距0.6 m，3行/區(qū)，株距0.33 m。授粉后22 d，每小區(qū)隨機(jī)取3個(gè)果穗，測定果皮厚度[5]和皮渣率[6]。

利用Excel 2003和DPS 3.01軟件分析處理數(shù)據(jù)，配合力效應(yīng)和遺傳參數(shù)的計(jì)算參照劉紀(jì)麟[7]和翟虎渠[8]的統(tǒng)計(jì)方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 糯玉米果皮厚度和皮渣率的方差分析

對24個(gè)雜交組合的果皮厚度和皮渣率進(jìn)行方差分析，結(jié)果（表1）顯示，2個(gè)性狀區(qū)組間的差異均未達(dá)到顯著水平，組合間的差異達(dá)均到了極顯著水平。說明果皮厚度和皮渣率均是受基因控制的性狀。除父本間果皮厚度差異達(dá)顯著水平外，母本間及父本間的其他性狀均無顯著差異，但父母本互作對果皮厚度和皮渣率的影響均達(dá)到了極顯著水平。說明糯玉米父母本基因互作對雜交后代的果皮厚度和皮渣率影響較大，即果皮厚度和皮渣率受非加性基因影響較大，而受加性基因影響較小。

表1 果皮厚度和皮渣率的方差分析Table 1 Variance analysis on pericarp thickness and residue rate

2.2 糯玉米自交系果皮厚度和皮渣率的一般配合力分析

不同母本果皮厚度的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)閣4＞w3＞w2＞w1，不同父本果皮厚度的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)?w8＞w7＞w9＞w5＞w10＞w6；不同母本皮渣率的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)閣4＞w2＞w3＞w1，不同父本皮渣率的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)?w10＞w8＞w5＞w7＞w9＞w6（表2）。親本果皮厚度和皮渣率的一般配合力效應(yīng)值越低，其雜交后代果皮厚度和皮渣率較低的概率越大。自交系w1和w6的果皮厚度及皮渣率均表現(xiàn)較大的負(fù)效應(yīng)，表明二者作為親本對雜交后代的果皮厚度和皮渣率均有較好的改良作用，應(yīng)著重利用。

表2 糯玉米自交系果皮厚度和皮渣率的一般配合力效應(yīng)值Table 2 The effect values of GCA of pericarp thickness and residue rate of waxy inbred lines

2.3 糯玉米雜交組合果皮厚度和皮渣率的特殊配合力分析

不同雜交組合對果皮厚度和皮渣率有極顯著影響（表1）。果皮厚度特殊配合力效應(yīng)值為負(fù)值的組合數(shù)量占組合總數(shù)的58.33%，變異范圍為-29.56～-1.30，其中，w1×w8組合的效應(yīng)值最小，w2×w5組合次之；w4×w5組合的效應(yīng)值最高（表3）。皮渣率特殊配合力效應(yīng)值為負(fù)值的組合數(shù)量占組合總數(shù)的54.17%，變異范圍為-11.54～-1.08，其中，w4×w9組合的效應(yīng)值最小，w4×w6組合次之；w3×w6組合的效應(yīng)值最高。

相同母本不同父本的雜交組合以及相同父本不同母本的雜交組合，果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效應(yīng)值均既有正值也有負(fù)值，變異范圍大。說明同一親本與多個(gè)遺傳背景不同的親本組配，其果皮厚度和皮渣率在不同雜交組合中表現(xiàn)差異較大，即果皮厚度和皮渣率的遺傳效應(yīng)以非加性效應(yīng)為主。

2.4 糯玉米果皮厚度和皮渣率的遺傳特性

果皮厚度和皮渣率的加性方差均＜非加性方差（表4）。果皮厚度和皮渣率的廣義遺傳力均較高，分別為93.26%和80.62%；狹義遺傳力均較低，分別為33.61%和31.30%。說明果皮厚度和皮渣率受環(huán)境以及加性基因影響較小，受非加性基因影響較大，即果皮厚度和皮渣率的遺傳以非加性效應(yīng)為主。

表3 糯玉米雜交組合果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效應(yīng)值Table 3 The effect values of SCA on pericarp thickness and residue rate of waxy cross combinations

表4 果皮厚度和皮渣率的遺傳參數(shù)估計(jì)值Table 4 Estimate value of genetic parameters on pericarp thickness and residue rate

2.5 糯玉米果皮厚度與皮渣率的相關(guān)性分析

果皮厚度與皮渣率的相關(guān)系數(shù)為0.43，呈顯著正相關(guān)（表5），說明皮渣率隨著果皮厚度的降低而降低。以果皮厚度（x）為自變量、皮渣率（y）為依變量進(jìn)行回歸分析，二者的線性回歸方程為y=0.027 2x+9.368 8，決定系數(shù) （R2） 為 0.181 1（圖1）。決定系數(shù)較小，說明果皮厚度與皮渣率之間的線性擬合程度較差。

表5 果皮厚度與皮渣率之間的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients of pericarp thickness and residue rate

圖1 皮渣率與果皮厚度的線性回歸Fig.1 Linear regression model of residue rate on pericarp thickness

3 結(jié)論與討論

雜交育種的關(guān)鍵是選育優(yōu)良的自交系，而強(qiáng)優(yōu)勢雜交組合的產(chǎn)生在很大程度上取決于自交系的配合力[9～12]。本研究中，10個(gè)糯玉米自交系的果皮厚度和皮渣率性狀在父母本互作間差異極顯著；相同母本不同父本和相同父本不同母本的雜交組合，果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效應(yīng)值變異范圍大；果皮厚度和皮渣率的廣義遺傳力均較高，狹義遺傳力均較低。以上三方面內(nèi)容均說明果皮厚度和皮渣率的遺傳主要受非加性效應(yīng)影響，2個(gè)性狀會因雙親背景基因型的不同而表現(xiàn)出較大的隨機(jī)性。因此，在篩選高品質(zhì)糯玉米組合時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大組配量。自交系w1和w6的果皮厚度和皮渣率一般配合力效應(yīng)值均較低，可著重利用。

從統(tǒng)計(jì)角度來看，本研究中果皮厚度與皮渣率之間存在顯著的正相關(guān)，但其相關(guān)系數(shù)和決定系數(shù)均較小，線性擬合程度較差。這可能是因?yàn)榕从衩坠と崮鄱炔?，難以打碎，即使某一雜交組合的果皮厚度較薄，也可能出現(xiàn)較高的皮渣率。另外，皮渣的大小還可能受到果皮拉力、果皮硬度和籽粒含水量的影響[13，14]，本研究中未對這些指標(biāo)進(jìn)行測定和控制，也可能成為影響皮渣率與果皮厚度之間相關(guān)性的因素。今后，可對皮渣率與果皮厚度、果皮拉力、果皮硬度和籽粒含水率間的關(guān)系進(jìn)行深入探討。

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