甜玉米自交系主要性狀的配合力分析

王曉娟　寇思榮　何海軍　劉忠祥　楊彥忠　劉海鷹

摘要：為選育出強雜種優勢且高商品價值的甜玉米雜交種，采用NCⅡ不完全雙列雜交設計的原理和方法，選用11個玉米自交系組配了30個雜交組合，分別對雜交組合的收獲期，株高、穗位、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、單穗重和外觀及蒸煮品質等10個性狀的進行一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）分析，并估算其遺傳參數。結果表明，ST3、ST6、S4和S5的GCA效應值表現優良，可以作為組配強優勢組合的優良自交系。篩選出4個表現較好的組合（ST3×S4、ST2×S5、ST1×S3和ST6×S3）。各性狀遺傳參數分析表明：收獲期、品質、穗行數、穗粗和單穗重的廣義遺傳力和狹義遺傳力均較高，多受加性基因控制，可進行早代選擇;禿尖長的狹義遺傳力較低，受非加性基因作用相對較大，宜在晚代加以選擇。

關鍵詞：甜玉米;自交系;主要性狀;配合力;遺傳參數

中圖分類號：S513? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）04-0005-06

Abstract： In order to select sweet corn hybrids with strong heterosis and high commodity value， 30 hybridized combinations were made from 11 sweet corn inbred lines by using the method and principle of incomplete dual cross. To 30 hybrid combinations， an analysis of general combining ability（GCA）? and specific combining ability（SCA）? was performed and genetic parameters was estimated including a total of eight traits in plant height， ear position， ear length， bald tip length， ear rows， row grains， single panicle weight， Appearance and cooking quality. The results showed that ST3， ST6， S4 and S5 can be used as good inbred lines with strong advantage combination because of excellent GCA effect value. Five good combinations （ST3×S4、ST2×S5、ST1×S3、ST6×S3） were screened. The analysis of genetic parameters showed that the broad heritability and narrow heritability of harvest time， quality， rows per ear， ear diameter and single ear weight were higher， which were mostly controlled by additive genes and could be used for early generation selection. The narrow heritability of bald tip length was lower and was relatively affected by non-additive genes， so it was suitable to be selected in later generation.

Key words：Sweet corn;Inbred lines;Main characters;Combining ability;Genetic parameter

甜玉米（Zea mays L. saccharata Sturt）是玉米屬的一個甜質型玉米亞種，因其具有豐富的營養及甜、鮮、脆、嫩的特色，多樣化的加工產品深受各階層消費者青睞。隨著種植結構的調整，我國甜玉米育種引來新的機遇和高峰[1 ]。選擇優異的高配合力的自交系組配強優勢的雜交組合是甜玉米育種的關? ? ?鍵[2 - 3 ]，國內外學者在農作物相關性狀的配合力和遺傳參數方面已有大量的研究[4 - 6 ]。近幾年隨著甜玉米產業的迅速發展，其雜種優勢利用研究突飛猛進[7 - 10 ]。甜玉米胚乳受一個或幾個隱性基因控制的突變體，遺傳背景復雜，很多親本配合力，親緣關系等尚不清楚。本試驗采用NCII不完全雙列雜交設計，對育成的11個甜玉米自交系的10個主要性狀進行了一般配合力、特殊配合力及遺傳效應分析，旨在為自交系利用和甜玉米育種提供科學依據。

1? ?材料與方法

1.1? ?材料

選用甘肅省農業科學院作物研究所玉米室提供的11個甜玉米自交系為適應材料，其中，以新選育的ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6共6個自交系為父本（P1），以自育骨干系S1、S2、S3、S4、S5為母本（P2）。

1.2? ?試驗設計

試驗在甘肅省農業科學院作物研究所張掖試驗場基地進行。按照6×5不完全雙列雜交法（NCII）于2015年組配出F1雜交組合30個，收獲F1種子，2016年4月22日播種。采用隨機區組設計，3次重復，3行區，行長7.00 m，寬窄行種植，寬行0.80 m，窄行0.40 m，株距0.25 m。每小區中間行除兩頭連續10株套袋授粉用于考種，其余管理措施與大田一致。

1.3? ?調查項目

對參試組合的出苗期、抽穗期、吐絲期、收獲期、株高和穗位進行田間調查。授粉后23 d采收套袋授粉的10株玉米進行考種，調查穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、單穗鮮重等性狀。對鮮穗外觀及蒸煮品質進行了蒸煮、品嘗與鑒定，根據農業部頒布甜玉米行業標準（NY/T523-2002）進行打分，數據采用Excel和DPS7.05軟件統計分析。

2? ?結果與分析

2.1? ?性狀的方差分析

對組配的30個雜交組合的收獲期，株高、穗位、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、單穗重和外觀及蒸煮品質等10個性狀進行方差分析（表1），結果表明，除禿尖長外，其它性狀的區組間差異均未達到顯著水平，說明試驗3重復間誤差小。10個性狀的組合間差異均達到極顯著水平，說明這些性狀在組合間存在著真實的遺傳差異。進一步分析親本一般配合力方差和親本間特殊配合力方差，結果表明，P1的一般配合力效應對禿尖長影響不顯著，對株高和穗長的影響達顯著水平，對其它性狀的影響均達極顯著水平;P2的一般配合力效應對禿尖長影響不顯著，對株高、穗位和穗長的影響達顯著水平，對其它性狀的影響均達極顯著水平;而組合的特殊配合力效應對10個性狀均存在極顯著的影響，說明這10個性狀的遺傳是受加性效應和非加性效應共同作用的結果。

2.2? ?一般配合力（GCA）分析

對表2的GCA效應值分析可以看出，各自交系的10個性狀的GCA效應值均表現為正、負向兩類，表明在群體均值的基礎上發揮其不同的作用。穗長、穗粗、穗行數、行粒數、單穗重和品質的GCA效應值正值越大越有利，禿尖長負值越大表明禿尖越短，收獲期、株高和穗位的GCA效應值因育種目標不同要求不同。同一性狀在不同自交系間GCA效應值差異也很大，均表現為正、負向兩類。利用這些差異可以在育種中有目的地選擇親本進行互補，以期組配出理想的組合。

P1組親本的GCA效應值中，ST1自交系除品質外，其他性狀的GCA的效應值均為負值;ST2可增加株高、穗位和禿尖長，其他性狀GCA表現均為負向效應;ST3自交系除縮短禿尖長外，其他性狀GCA表現均為正向效應;ST4自交系可降低收獲期、穗粗、穗行數、單穗重和品質，其他性狀GCA表現均為正向效應;ST5可增加收獲期、穗行數和單穗重，其他性狀GCA表現均為負向效應;ST6自交系除降低株高和穗位外，其他性狀均表現為正向效應。

P2組親本的GCA效應值中，S1自交系的除收獲期、穗粗、穗行數和品質外，其他性狀GCA表現均為負向效應; S2可減小穗長、行粒數和品質，其他性狀GCA表現均為正向效應;S3自交系增加株高、穗位和禿尖長，其他性狀GCA表現均為負向效應;S4自交系可降低收獲期、株高、穗位和穗行數，其他性狀GCA表現均為正向效應;S5可降低收獲期、穗粗和穗行數，其他性狀GCA表現均為正向效應。

2.3? ?特殊配合力（SCA）分析

對表3的SCA效應值分析可以看出， 30個雜交組合10個性狀的SCA效應值有很大差異，穗長的SCA正效應值最大組合為ST4/S3（13.17），穗粗的SCA 正效應值最大的組合為ST1/S3（9.53），穗行數的SCA正效應值最大的組合為ST5/S2（10.59），行粒數的SCA正效應值最大的組合為ST5/S1（8.86），單穗重的SCA正效應值最大的組合為ST5/S2（20.94），品質的SCA正效應值最大的組合為ST4/S4（2.54），禿尖長的SCA負效應值最大的組合為ST5/S5（-101.8）。收獲期的SCA正效應值最大的組合為ST4 / S5（1.68），負效應值最大的組合為ST4 / S1（-1.45）;株高的SCA正效應值最大的組合為ST3/S4（21.25），負效應值最大的組合為ST3/S1（-13.81）;穗位的SCA正效應值最大的組合為ST3/S4（46.92），負效應值最大的組合為ST4/S4（-32.13）。

2.4? ?遺傳參數估算和分析

從配合力方差分析結果（表4）可以看出，收獲期、品質、穗行數、穗粗的親本GCA方差占主要優勢，占總方差的94.13%～73.02%，說明在這些性狀的遺傳表現中親本加性基因效應起主導作用，應注重自交系的篩選。株高、穗位、穗長、行粒數和單穗重的親本GCA方差占總方差的44.52%～66.98%， GCA方差與SCA方差沒有太大差異，說明這些性狀的遺傳表現中受加性和非加性基因效應共同影響，應根據一般配合力和特殊配合力相結合進行選擇。禿尖長SCA方差占主要優勢，占總方差的88.32%，說明該性狀主要受非加性效應影響。性狀表現受外部環境影響大，在生產種植中要特別注意。

遺傳力反映的是親代的性狀遺傳給子代的一種能力。從各性狀的遺傳力看，收獲期、品質、穗粗和單穗重的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別達到95.00%～97.59%和65.36%～89.42%，均表現較高，這些性狀可以適當早代選擇。而禿尖長的狹義遺傳力較低，為9.62%，說明禿尖長易受環境因素影響，可以在晚代加以選擇。其它性狀的遺傳力表現居中。

3? ?結論和討論

通過對11個甜玉米自交系10個主要性狀的GCA分析可見， ST3和ST6的GCA效應在大部分性狀上表現為正向效應，其中ST3能縮短禿尖長，具有最高的穗位高和穗行數GCA值;ST6具有最高的品質、單穗重和穗粗GCA值，S4和S5禿尖長外，其它性狀基本表現為有利的效應。這4個自交系綜合性狀較好，有增產的潛力，為選育優良組合的優勢自交系，可直接利用，但在選擇親本與ST3測配時，應注意對穗位高的篩選，與S4、S5和ST6測配時則注意對禿尖長的篩選。ST2自交系的GCA效應在大部分性狀上表現為不利效應，利用時要慎重考慮。另外6個自交系也具有一定的利用價值，但由于性狀不利效應較多，尚需改良。

甜玉米組合的優劣首先要考慮外觀及蒸煮品質與產量，其次是禿尖長、穗長、穗粗、穗行數、行粒數等其它性狀綜合考量。通過對各組合的SCA效應值分析，表現較好的組合有ST3/S4、ST2/S5、ST1/S3和ST6/S3。結合各親本一般配合力分析結果，某一性狀SCA表現好的組合，其親本該性狀GCA表現不一定好，如ST5/S1組合的行粒數性狀SCA值為8.86，高于其他組合，但兩親本各自的GCA 均為負值。因此，在選育甜玉米自交系過程中，既要注重一般配合力的篩選又要加強特定組合的選擇。

從各性狀的群體遺傳參數分析可知，收獲期、品質、穗行數、穗粗和單穗重等性狀多受加性基因控制，在選育自交系時宜在早代選擇，在選擇配組親本時對這些性狀也要加強篩選，而禿尖長受非加性基因作用相對較大，宜在晚代加以選擇。

參考文獻：

[1] 呂瑩瑩，張? ?萌，沈丹丹，等.? 我國特用玉米生產現狀與發展對策[J].? 安徽農業科學，2017，45（28）：39-41.

[2] 祁? ?新，姜? ? 碩，曹麗娟，等.? 超甜玉米品質性狀的遺傳分析[J].? 吉林農業大學學報，2006，28（2）：136-138.

[3] 楊引福，郭? ?強，錢勁華.? 8個玉米自交系主要穗部性狀配合力的遺傳分析[J].? 玉米科學，2008，16（3）：30-33.

[4] 袁克錄，李繼強，謝新學，等.? 6個新育玉米自交系配合力測定[J].? 分子植物育種，2016，

14（1）：216-222.

[5] SHAHNAZ，MUHAMMAD JURIAL BALOCH，GUL MUHAMMAD BALOCH，et al.? Combining ability through line×tester analysis for phonological，seed yeld，and oil trait in sunflower[J].? Euphytica 2015，204：199-209.

[6] GODFREE CHIGEZA，KINGSTO MASHINGGAIDZE. Advznced cycle pedigree breeding in sunflower.? II：combining ability for oil yied and its components[J].? Euphytica 2014，195：183-195.

[7] 馮云敢，韋桂旺，韋愛娟，等.? 8個超甜玉米自交系主要性狀配合力及育種潛力分析[J].? 南方農業學報，2016，47（12）：2027-2032.

[8] 戴惠學，胡俏強，陳舜權，等.? 6個新選甜玉米自交系主要農藝性狀的配合力測定與分析[J].? 金陵科技學院學報，2013，29（2）：50-54.

[9] 齊建雙，盧彩霞，岳潤清，等.? 11份超甜玉米自交系產量和食味品質性狀配合力分析[J].? 河南農業科學，2015，44（10）：35-38.

[10] 李? ?洋，李春雷，寧? ?洽，等.? 甜玉米主要穗部性狀的配合力分析[J] .? 貴州農業科學，2016，44（1）：1-4.

（本文責編：鄭立龍）