玉米甜糯雙隱性DH系品質(zhì)及產(chǎn)量性狀的配合力與遺傳特性

張 垚， 楊躍華， 孔亮亮， 劉俊峰， 崔 陽， 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)

0 引言

【研究意義】目前鮮食玉米主要有甜玉米和糯玉米，而甜糯玉米是鮮食玉米的新成員，由于其甜味適中，又兼具糯玉米的糯性而倍受消費(fèi)者喜愛。全國甜糯玉米種植面積在鮮食玉米的比重逐年增加，2016年種植面積在13萬hm2，截至2020年已接近20萬hm2[1]。因此，選育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)抗逆的甜糯玉米品種是鮮食玉米育種的主要方向。【前人研究進(jìn)展】甜糯玉米品種的選育是通過甜糯雜交，選育出甜糯雙隱性自交系(wxwxsh2sh2)，再與糯玉米自交系(wxwxSh2Sh2)雜交獲得雜交種，其后代25%的籽粒(wxwxsh2sh2)表現(xiàn)為甜質(zhì)，75%(wxwxSh2Sh2或wxwxSh2sh2)表現(xiàn)為糯質(zhì)[2]。由于單倍體加倍育種技術(shù)縮短育種年限，并且產(chǎn)生的DH系(由單倍體加倍獲得的雙單倍體)性狀與多代自交獲得的自交系不存在顯著差異，此技術(shù)已廣泛應(yīng)用于普通玉米育種[3]。研究團(tuán)隊(duì)在前期工作基礎(chǔ)上，利用單倍體加倍技術(shù)，已選育出一批甜糯雙隱性DH系?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】由于支鏈淀粉和皮渣率影響糯玉米的鮮食口感[4]，單穗鮮重影響鮮食玉米產(chǎn)量，因此支鏈淀粉、皮渣率和單穗鮮重3個指標(biāo)是甜糯玉米選育的重點(diǎn)考察指標(biāo)，而目前關(guān)于甜糯雙隱性DH系的品質(zhì)和產(chǎn)量性狀配合力的分析研究鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】篩選出6份性狀優(yōu)良的甜糯雙隱性DH系與糯玉米自交系雜交，以雜交組合為試驗(yàn)材料，分析皮渣率、支鏈淀粉含量和單穗鮮重的配合力效應(yīng)及其遺傳特性，旨在為甜糯玉米品種的選育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

母本為4份自育糯玉米自交系，編號為w1～w4，其中，w1含部分合江白糯種質(zhì)，w2含部分蘆山糯種質(zhì)，w3含部分糯白玉米種質(zhì)，w4含部分青川烏玉米種質(zhì)。父本為6份甜糯雙隱性DH系，編號為DH1～DH6，均來源于YH03-01×榮玉甜1號種質(zhì)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年秋季于四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所云南元江基地種植4個母本和6個父本，按NCⅡ試驗(yàn)設(shè)計(jì)組配24個雜交組合。2019年春季于四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所四川德陽基地種植24個雜交組合，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3區(qū)組，3行區(qū)，行長3.3 m，株距0.33 m，行距0.6 m。授粉后23 d收獲自交果穗測定皮渣率，并收獲每小區(qū)中間行9穗測定單穗鮮重(去苞葉)。完熟期收獲自交果穗測定支鏈淀粉含量。

1.3 指標(biāo)測定與統(tǒng)計(jì)方法

皮渣率的測定參照文獻(xiàn)[5]的方法，支鏈淀粉含量參照文獻(xiàn)[6]的方法測定。配合力分析和遺傳參數(shù)估算參照文獻(xiàn)[7-8]的方法進(jìn)行。利用Excel 2003和DPS 3.01統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)，分析各性狀的配合力效應(yīng)和遺傳特性。

2 結(jié)果與分析

2.1 性狀的方差分析

從表1看出，甜糯玉米的皮渣率、支鏈淀粉含量和單穗鮮重3個性狀在區(qū)組間無顯著差異，而在組合間、父母本互作間差異達(dá)極顯著水平，在母本、父本間差異達(dá)顯著水平。說明，甜糯玉米的皮渣率、支鏈淀粉含量和單穗鮮重均受品種遺傳基因的控制。

表1 皮渣率、支鏈淀粉含量和單穗鮮重的方差分析結(jié)果

2.2 性狀的一般配合力

從表2看出，一般配合力效應(yīng)值皮渣率為DH6>DH4>DH1>DH3>DH5>DH2；支鏈淀粉為DH4>DH3>DH5>DH1>DH6>DH2；單穗鮮重為DH4>DH3>DH5>DH1>DH6>DH2。DH系皮渣率的一般配合力效應(yīng)值越低，則組配出的雜交組合皮渣率越低；DH系支鏈淀粉含量和單穗鮮重的一般配合力效應(yīng)值越高，則組配出的雜交組合支鏈淀粉含量和單穗鮮重越高。DH4、DH3易配出產(chǎn)量高、支鏈淀粉含量高而皮渣率處于中等的組合，應(yīng)加強(qiáng)利用此類DH系；DH2雖易配出皮渣率較低的組合，但組合的支鏈淀粉含量和產(chǎn)量也可能會較低，對此類DH系應(yīng)適當(dāng)淘汰。

表2 6份甜糯雙隱性DH系各性狀一般配合力的效應(yīng)值

2.3 性狀的特殊配合力

從表3看出，同一性狀、不同組合的特殊配合力效應(yīng)值差異顯著，說明基因型對各性狀的影響真實(shí)存在。皮渣率特殊配合力效應(yīng)值為-11.61～16.53，負(fù)值占54.17%，最低的為w4×DH5，w1×DH3次之，最高的為w3×DH2；支鏈淀粉含量特殊配合力效應(yīng)值為-0.74～1.07，正值占50%，最高的為w4×DH1，w2×DH5次之，最低的為w2×DH1；單穗鮮重特殊配合力效應(yīng)值為-14.19～20.43，正值占50%，最高的為w4×DH1，w2×DH5次之，最低的為w2×DH1。雖然部分DH系的一般配合力一般，但與某些特殊遺傳背景的糯玉米自交系雜交，具有較高的特殊配合力效應(yīng)，如組合w2×DH5，這類DH系也應(yīng)有針對性的利用。

2.4 性狀的遺傳特性

從表4看出，皮渣率、支鏈淀粉含量和單穗鮮重3個性狀的加性方差均略高于非加性方差，說明這3個性狀同時受加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)的影響，但以加性效應(yīng)為主。3個性狀的狹義遺傳力均相對較低，說明加性方差占表型方差的比例較小，不易早代選擇。3個性狀的廣義遺傳力中等，表明這3性狀受環(huán)境影響較小，表型主要由其自身基因型決定。

表3 雜交組合各性狀特殊配合力效應(yīng)值

表4 遺傳參數(shù)估計(jì)值

3 討論

玉米雜交育種關(guān)鍵在于選育優(yōu)良自交系，而自交系的配合力決定了強(qiáng)優(yōu)勢雜交組合的產(chǎn)生[9-10]。研究結(jié)果表明，從綜合品質(zhì)和產(chǎn)量性狀的一般配合力看，DH4、DH3為綜合性狀優(yōu)良的DH系，易于組配出產(chǎn)量高、支鏈淀粉含量高而皮渣率中等的甜糯玉米；從綜合品質(zhì)和產(chǎn)量性狀的特殊配合力看，w3×DH4、w3×DH3是綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的2個雜交組合。

4 結(jié)論

DH4、DH3為綜合性狀優(yōu)良的DH系。皮渣率、支鏈淀粉含量、單穗鮮重受加性基因和非加性基因的共同影響，以加性基因?yàn)橹?。皮渣率、支鏈淀粉含量、單穗鮮重3個性狀的狹義遺傳力均較低，不宜進(jìn)行早代選擇。