10個自選玉米自交系的穗部性狀配合力及遺傳參數(shù)分析

閆海霞，柳家友，付家鋒，吳偉華，袁劉正，王會強，李騰，王蕊

(漯河市農(nóng)業(yè)科學院，河南 漯河 462000)

玉米育種的核心是選育出配合力好、性狀優(yōu)良的自交系，以及如何合理利用親本材料快速地組配出優(yōu)良雜交種[1，2]。漯河市農(nóng)業(yè)科學院2012—2013年接收國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系發(fā)放的美國解密自交系共170余份。通過觀察鑒定，發(fā)現(xiàn)PHN66、PHPR5、904-1、PHJ90、29MIBZ、LIBC4和ICI441等自交系在漯河地區(qū)綜合表現(xiàn)優(yōu)良，繼而利用它們改良了一批黃淮海區(qū)的核心種質(zhì)，獲得一批在漯河地區(qū)適宜生長的育種材料。現(xiàn)對其中10個含美國血緣自選玉米自交系的主要穗部性狀進行配合力分析，旨在詳細了解這些玉米自交系的配合力情況，并為下一步玉米新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為10902、10907、10913、10950、10964、11502、11520、11534、11567和11575共10個自交系，由漯河市農(nóng)業(yè)科學院選育。6個測驗種依次為昌7-2、新A3、PH4CV、鄭58、9058和PH6WC。2015—2016年在海南按照不完全雙列雜交NC-Ⅱ設(shè)計，配置60個雜交組合，進行配合力測定試驗。2016年在漯河市農(nóng)科院試驗基地種植。隨機區(qū)組排列，重復3次。4行區(qū)，行長4 m，行距66.7 cm，密度7 500株/hm2。

1.2 考察性狀

收獲后每小區(qū)取10個果穗進行室內(nèi)考種。考察項目主要有穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率和單株粒重等主要穗部性狀。

1.3 統(tǒng)計方法

采用劉來福和高之仁等[3,4]介紹的不完全雙列雜交法進行。 運用DPS 15.10 和 Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 自交系穗部性狀的配合力分析

2.1.1 各性狀的方差分析 對各性狀的配合力方差進行分析，結(jié)果(表1)表明，區(qū)組間方差不顯著，組合間方差均達到極顯著水平，說明組合間各性狀的配合力均達到極顯著差異。而組合間方差是由親本一般配合力方差和各組合特殊配合力方差組成，因此可以將組合間方差分解為P1組、P2組親本的一般配合力方差及P1×P2的特殊配合力方差。經(jīng)F測驗發(fā)現(xiàn)， P2組親本各性狀均達到極顯著水平；P1組親本除單株粒重和百粒重外，其余5個性狀均達到顯著或極顯著水平。因此可進一步估算親本的一般配合力效應(yīng)和雙親的特殊配合力效應(yīng)。

2.1.2 各性狀的一般配合力效應(yīng)分析 一般配合力是指某一親本(自交系)與其它親本配成的幾個F1的總平均值之差值，即某一親本在其雜交后代中的平均表現(xiàn)。一般配合力由基因的加性效應(yīng)決定，是可以遺傳的，因而一般配合力高的自交系，其相應(yīng)性狀的遺傳力強，對雜交種后代的影響也大。就穗部性狀和產(chǎn)量來說，其一般配合力效應(yīng)值越大，越有利于改善雜交組合的穗部性狀和產(chǎn)量，越易組配出高產(chǎn)雜交組合[5，6]。

表1 各性狀的方差

注：**、*分別表示在0.01和0.05水平差異顯著。

7個穗部性狀的一般配合力效應(yīng)分析結(jié)果(表2)表明，相同自交系的不同性狀GCA效應(yīng)有很大差異，同一性狀不同自交系間GCA效應(yīng)也有很大差異。從單株產(chǎn)量的GCA效應(yīng)來看，10902、10950和11502表現(xiàn)出較大的正效應(yīng)，11567表現(xiàn)出較大的負效應(yīng)。

從表2中可以看出，穗長一般配合力效應(yīng)顯著大于零的有10950、10902和11502，說明用其組配雜交組合，可以使雜交后代果穗變長。穗粗一般配合力效應(yīng)顯著大于零的有11502、11534和11567，說明用其組配雜交組合，可以使雜交后代果穗變粗，其余則作用相反。穗行數(shù)一般配合力效應(yīng)較大的有11502、11534、10964和10950，說明用其組配雜交組合可以增加F1的穗行數(shù)。行粒數(shù)一般配合力效應(yīng)較大的有10950、10902、11502、10907和11575，用其組配雜交組合易使F1的行粒數(shù)增加。11502、10950和10902百粒重一般配合力效應(yīng)值較高，說明用其組配組合易使F1百粒重增加。10950、11502、10902和11520則易使F1的出籽率提高。

2.1.3 單株粒重的特殊配合力效應(yīng)分析 特殊配合力是指兩親本所組配的雜交種表現(xiàn)水平，去除兩親本的一般配合力效應(yīng)后的互作效應(yīng)。一般來講，由基因的非加性效應(yīng)決定，受環(huán)境條件影響較大，上下代之間遺傳不穩(wěn)定，但它可以指導雜種優(yōu)勢的利用和雜交種的選育[5，6]。對被測系單株粒重的特殊配合力效應(yīng)進行分析，結(jié)果(表3)表明，10902×PH4CV、10913×昌7-2、10950×昌7-2、10950×新A3、11502×鄭58、11502×9058、11520×9058和11575×9058單株粒重均表現(xiàn)出較高的特殊配合力效應(yīng)。

表2 各性狀的一般配合力效應(yīng)分析

表3 單株粒重的特殊配合力分析

2.2 各性狀的群體遺傳參數(shù)估算

從表4中可以看出，穗長、穗行數(shù)、百粒重和出籽率4個性狀的加性方差大于顯性方差，說明這些性狀主要是加性基因效應(yīng)起主導作用，非加性基因的作用相對較小。而穗粗、行粒數(shù)和單株粒重這3個性狀的加性方差小于顯性方差，說明這些性狀主要是非加性基因效應(yīng)起主導作用，加性基因作用相對較小。遺傳力分析表明，各性狀的廣義遺傳力大小依次是單株粒重﹥穗行數(shù)﹥百粒重﹥穗長﹥出籽率﹥行粒數(shù)﹥穗粗；各性狀狹義遺傳力的大小依次為出籽率﹥穗長﹥穗行數(shù)﹥百粒重﹥單株粒重﹥行粒數(shù)﹥穗粗。穗長、穗行數(shù)和出籽率的廣義遺傳力和狹義遺傳力均大于50%，百粒重狹義遺傳力接近50%，說明這些性狀主要受遺傳因素影響，所以在選育過程中，可在早代對這些性狀進行選擇，穗粗、行粒數(shù)和單株粒重狹義遺傳力均小于50%，說明這些性狀受環(huán)境影響較大，宜在晚代選擇。

表4 各性狀的群體遺傳參數(shù)估算

3 討論與結(jié)論

3.1 通過對10個玉米自交系的配合力分析可以看出，就綜合性狀而言，10902、10950和11502的表現(xiàn)較優(yōu)，在育種中有較好的應(yīng)用前景。其余被測系個別性狀較優(yōu)，可以在實際工作中根據(jù)育種目標有針對性的選擇利用。

3.2 從各性狀的特殊配合力效應(yīng)值可以看出，10902×PH4CV、10913×昌7-2、10950×昌7-2、10950×新A3、11502×鄭58、11502×9058、11520×9058和11575×9058單株產(chǎn)量均表現(xiàn)出較高的特殊配合力效應(yīng)，說明這些組合具有較強的雜種優(yōu)勢，可進一步觀察鑒定。

3.3 在研究的7個性狀中，穗長、穗行數(shù)、百粒重和出籽率受遺傳因素影響較大，在早代可進行選擇；而穗粗、行粒數(shù)和單株粒重受環(huán)境影響大，宜在晚代選擇。