高賴氨酸玉米F2∶3群體穗部性狀與產量的相關及通徑分析

李燕 譚君 李紅梅

摘要 荃玉9號（F1）是由玉米自交系Y3052和18-599雜交獲得，并通過國家審定的高賴氨酸、強優勢玉米雜交種。構建了高賴氨酸玉米雜交種荃玉9號F2∶3群體，共240個家系，并對該群體的穗長、穗行數、行粒數、禿尖長、穗粗、軸粗、粒深、百粒重和單株產量共9個穗部性狀的變異系數及相關性進行分析。結果表明，除百粒重外其余穗部性狀家系間均存在極顯著差異;禿尖長變異系數最大，其次是單株產量。單株產量與穗行數、行粒數、穗長、穗粗、粒深呈極顯著正相關，對單株產量影響最大的前3位穗部性狀為行粒數、粒深和穗粗。

關鍵詞 玉米;相關性分析;通徑分析;群體;荃玉9號

Abstract State approved hybrid maize Quanyu No. 9 （F1） was a highlysine content and strong superiority cross， which derived from maize inbred lines Y3052 × 18-599. A maize F2∶3 population with 240 families were obtained from the hybrid of? Quanyu No.9 in this study. The coefficient of variation and their correlation of nine ear characters， including ear length， ear row number， row number， barren tip length，? ear diameter， axis diameter， kernel depth， 100grain weight and yield weight per plant， were analyzed in this population. The results showed that except for the 100grain weight， the other all ear characters were significant differences among families;the coefficient of variation of rare ear length was the largest， followed by the yield per plant. The yield per plant was significantly positively correlated with ear row number， kernel number of per row， ear length， ear diameter and kernel depth. The top three ear traits with the greatest impact on yield per plant were kernel number of per row， kernel depth and ear diameter.

Key words Maize;Correlation analysis;Path analysis;Population;Quanyu No. 9

我國是玉米生產大國，同時也是玉米消費大國，為滿足產業需求，高產、優質一直是育種家選育玉米新品種的重要目標之一。高產品種的創制離不開優異自交系的選育。玉米種質擴增、改良和創新是優良自交系的選育的關鍵因素，育種家結合群體改良是選育優良自交系的有效途徑之一，因此對現有群體的主要農藝性狀進行綜合評價是很有必要的[1]。荃玉9號（國審玉2011018）為通過國家審定的高賴氨酸超高產雜交玉米新品種，其賴氨酸含量為0.42%，達到國家高賴氨酸玉米品種標準（≥0.4%），區試、生試產量比對照增產≥10%，該品種實現了高產與優質集成，較好地解決了西南地區雜交玉米高產、優質之間的矛盾[2]。鑒于此，筆者分析利用高賴氨酸、強優勢玉米雜交品種荃玉9號構建的F2∶3群體，對高賴氨酸玉米雜交種穗部性狀與產量的相關農藝性狀進行分析，旨在為優質、高產玉米育種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

自交系Y3052和18-599均為高配合力自交系，分別由四川省農業科學院作物研究所和四川農業大學玉米研究所選育。Y3052（母本）與18-599（父本）雜交得到F1（荃玉9號），F1自交得到F2，F2自交得到F2∶3家系（240個）。

1.2 田間試驗

2014年夏季在成都播種荃玉9號，人工套袋自交獲得F2果穗;2015年秋冬季在海南種植F2，全部單株自交獲F2∶3群體果穗;2016年夏季在成都種植F2∶3群體，隨機區組設計，3次重復，單行區，每行7窩，每窩2株，株距0.25 cm，行距0.80 m，密度49 995株/hm2，開放授粉，田間管理同大田生產。

1.3 農藝性狀調查

果穗成熟后，每個小區對中間10株進行收獲，室內考種調查性狀包括單株產量、穗長、穗行數、行粒數、禿尖長、穗粗、軸粗、粒深和百粒重。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2007進行數據處理，采用SPSS 21進行相關系數計算和統計分析[3]。

2 結果與分析

2.1 單株產量的變異分析

對荃玉9號F2：3群體農藝性狀進行方差分析和變異情況等進行分析，結果見表1。由表1可知，除了百粒重外，其余8個穗部性狀和產量，即穗行數、行粒數、穗長、禿尖長、穗粗、軸粗、粒深和單株產量在家系間的差異均達到極顯著水平。各農藝性狀變異程度來看，禿尖長變異系數最大（CV=36.804%），變異范圍為0.255～2.676 cm;其次是單株產量（CV=28.362%），變異范圍為24.521～184.600 g;行粒數（CV=14.778%）和粒深（CV=11.967%）變異系數再次之;穗行數（CV=7.407%）、軸粗（CV=5.828%）和穗粗（CV=5.270%）相對較小。偏度分析表明，除行粒數、穗粗和百粒重性狀的個體分布往小于平均數的方向偏斜外，其余各性狀的個體分布是往大于平均數方向偏斜。

2.2 穗部性狀與產量的相關性分析

荃玉9號F2∶3群體各性狀相關性分析見表2。由表2可知，單株產量分別與調查的其他性狀有不同程度的相關：單株產量與穗行數、行粒數、穗長、穗粗、粒深呈極顯著正相關，其中單株產量與行粒數相關系數最大（r=0.684），與穗行數相關系數最小（r=0.246）;另外，單株產量與百粒重呈正相關但不顯著;單株產量與軸粗和禿尖長呈負相關但也不顯著。各性狀與單株產量的相關程度的大小并不能完全代表其對提高單株產量作用大小，因為各性狀間有相互作用的關系，而相互作用的大小需要用通徑分析來進一步估算[4]。

2.3 荃玉9號F2∶3群體單株產量與各性狀的逐步回歸分析與通徑分析

回歸分析是確定2個或者2個以上變量間相關依賴的定量關系的統計方法。為分析荃玉9號F2∶3群體穗行數（X1）、行粒數（X2）、穗長（X3）、禿尖長（X4）、穗粗（X5）、軸粗（X6）、粒深（X7）和百粒重（X8）共8個農藝性狀對產量的直接和間接效應，通過SPSS軟件對農藝性狀和產量性狀進行逐步回歸分析，得到回歸方程Y=-142.758+4.077X2+18.031X5+61.105X7。

通徑分析結果由直接通徑系數和間接通徑系數來體現，即反應了各因素之間的直接和間接影響效果的大小，是基于簡單相關系數的分解研究而來[5-6]。荃玉9號F2∶3群體通徑分析結果見表3。由表3可知，不同性狀對產量直接作用的順序為行粒數>粒深>穗粗，根據間接通徑系數可見粒深通過行粒數對產量貢獻最大，粒深通過穗粗的作用對產量貢獻次之。

3 結論與討論

荃玉9號是近年來西南玉米區推廣的高賴氨酸、突破性強優勢國審雜交品種[2]，該研究構建了荃玉9號F2∶3群體，并對群體植株的單株產量、穗行數、行粒數、穗長、禿尖長、穗粗、軸粗、粒深和百粒重共9個農藝性狀進行了變異系數分析、相關性分析和通徑分析等。其中，禿尖長變異系數最大，說明禿尖長在F2∶3群體中選育潛力較大[7]，這與王楠等[8]、余學杰等[9]、田龍等[10]研究結果一致;軸粗變異系數最小，說明在該性狀在F2∶3群體中表現相對一致，選育潛力小。單株產量與穗行數、行粒數、穗長、穗粗、粒深呈極顯著正相關這與前人研究一致[11-13]。通過逐步回歸分析，排除非主要的影響因子，對單株產量影響作用大到小依次為行粒數>粒深>穗粗，表明在該群體利用中穗行數對提高單株產量是重要的，其次是粒深和穗粗，由于各性狀間是相輔相成，同時也是相互制約的所以在育種過程中著重選擇某個性狀時，也要兼顧的其他性狀的協調。該研究F2∶3群體的結論與前人的研究[9]結論有差別，這可能是由于材料、生態環境、調查的農藝性狀不同等原因產生的，所以在特定的環境對新構建的群體進行通徑分析，了解目標性狀與其他性狀間相關作用大小對該環境下實現育種目標有重要意義。

參考文獻

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