10 份糯玉米自交系皮渣率配合力分析及遺傳參數分析

程芳麗 石志斯 江禹奉,2 馬全姿 許顯發 侯定基 陳輝云 莫云錦 張 晉

（1.桂林市農業科學研究中心/廣西農業科學院桂林分院 廣西 桂林 541006；2.廣西農業科學院玉米研究所/國家玉米改良中心廣西分中心 廣西 南寧 530007；3.廣西農業科學院 廣西 南寧 530007）

鮮食糯玉米是指在乳熟期以鮮果穗或鮮籽粒作為收獲產品的一類特用玉米，果穗飽滿，籽粒色澤晶瑩，黏軟清香，味道鮮美，風味獨特，同時含有豐富的營養物質，備受廣大消費者的喜愛，市場需求量大，有較高的經濟價值[1]。 近年來，糯玉米籽粒“皮厚渣多”的口感影響消費者的選擇，制約了糯玉米產業發展，而皮渣率作為衡量糯玉米柔嫩度指標之一，在鮮食糯玉米育種性狀選擇中占有重要地位。 雜交育種的關鍵是選育優良的自交系,而強優勢雜交組合的產生在很大程度上取決于自交系的配合力[2-3]。 分析糯玉米皮渣率配合力的高低與遺傳規律,是選育優良糯玉米品種的重要內容。 因此， 本研究以自主選育的10 個糯玉米自交系為試驗材料， 采用不完全雙列雜交設計NCⅡ，共組配21 個雜交組合，分析自交系皮渣率一般配合力和特殊配合力的效應水平與遺傳特性，為鮮食糯玉米種質資源創新、優質高產新品種選育提供理論參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2021 年8 月， 采用桂林市農業科學研究中心選育的12 個遺傳差異較大的糯玉米自交系，其中7 個糯玉米自交系A01、A04、A05、A08、A14、A33、A38 作為母本，3 個糯玉米自交系G20、G31、G44 作為父本，按不完全雙列雜交NCⅡ設計， 共組配21 個糯玉米雜交組合。 試驗在桂林市農業科學研究中心試驗田進行，試驗地地勢平坦、肥力中等、排灌方便。

1.2 試驗方法

試驗于2022 年3 月在桂林市農業科學研究中心試驗田進行。 試驗采用隨機區組設計原理，每個雜交組合為1 個處理，共21 個處理，每小區2 行，行長5 m，株距0.28 m，行距0.8 m，3 次重復。 每小區掛牌標記10～15 株并套袋,進行人工授粉。授粉后24 d，每小區隨機取3 個套袋授粉成功的果穗測定皮渣率。田間管理同大田。

1.3 數據處理

利用Excel 2003 和DPS 7.05 軟件分析處理數據,按照NCⅡ設計的原理和方法，進行皮渣率配合力的相關分析，同時，根據遺傳參數分析糯玉米自交系的遺傳效應。

2 結果與分析

2.1 皮渣率方差分析

對10 份糯玉米自交系組配的21 個雜交組合的皮渣率進行隨機區組方差分析， 結果見表1。 皮渣率在各區組間差異未達到顯著水平， 而組合間差異達極顯著水平， 表明不同基因型材料之間存在顯著差異， 不同組合之間的性狀差異由遺傳因素控制，本試驗設計能合理有效地體現各雜交組合間的遺傳差異。

表1 糯玉米皮渣率方差分析

2.2 一般配合力效應分析

一般配合力（GCA）是指存在一個特定的親本自交系與除他之外的許多親本自交系雜交， 在基因的加性效應影響下， 其后代關于某一數量性狀的平均特征，且可遺傳給后代[4]。由表2 可知，皮渣率的GCA效應值變化區間在-3.9～4.8，變幅較大，說明對皮渣率起作用的加性基因效應在這些親本間差異較大，不同母本皮渣率的GCA 效應值A05>A33>A14>A01>A08>A04>A38， 其中A01、A08、A04、A38 效應值為負值； 不同父本GCA 效應值G20>G31>G44，其中G44 配合力為負效應。 親本皮渣率GCA 效應值越低，其雜交后代皮渣率低的概率越大，說明負向效應的5 個親本可以改良雜交后代皮渣率， 推薦作為親本選育低皮渣率糯玉米。

表2 糯玉米皮渣率一般配合力效應（GCA）分析

2.3 特殊配合力分析

特殊配合力（SCA）是指親本間雜交產生的后代對某一性狀的變現遠遠不同于兩親本這一性狀的平均表現值的特殊表現[5-6]。 通過對21 個雜交組合的皮渣率特殊配合力效應值分析（表3）可知，皮渣率特殊配合力效應值在-5.3~8.1，變幅較大，表明糯玉米皮渣率在不同親本自交系配置組合時， 基因非加性效應表現較大差異。21 個雜交組合中，A38×G20 特殊配合力效應值為正值且最高， 其雜交后代皮渣率高的概率大， 而A33×G31 的特殊配合力效應值為負值且最小， 可作為優質低皮渣率雜交組合， 其次是A05×G31、A14×G44、A01×G20 等10 個特殊配合力效應值為負值的組合。

表3 糯玉米皮渣率特殊配合力（SCA）分析

由表2、表3 可知，同母本與不同父本及同父本與不同母本的雜交組合， 皮渣率配合力效應值有不同表現，且差異較大，反映了皮渣率的遺傳效應以非加性為主。 同時，一般配合力與特殊配合力沒有直接相關性，所以選育低皮渣率優良雜交組合時，應同時考慮一般配合力和特殊配合力。

2.4 遺傳參數分析

廣義遺傳率的大小反映性狀表型變異由遺傳因素決定的比例； 而狹義遺傳力是加性基因效應占基因效應和環境效應的比重， 主要反映表型變異中加性效應引起的變異的相對重要性， 其大小真正反映親代性狀遺傳給后代的能力， 其值越大說明性狀的穩定遺傳越強[7-8]。 遺傳參數的分析對于雜種后代性狀選擇具有重要意義。

由表4 可知，皮渣率一般配合力方差為20.12%，特殊配合力方差為79.88%， 說明該性狀以非加性效應為主。 皮渣率廣義遺傳率為95.92%， 環境方差為0.12，說明皮渣率主要受遺傳控制，對環境影響較小；狹義遺傳率為19.29%，說明加性效應較低，不能穩定將遺傳信息傳給后代，因此，皮渣率宜在晚期世代進行選擇。

表4 糯玉米皮渣率基因型方差及遺傳參數分析

3 討論與結論

育種的關鍵是正確選配親本和盡早確認優良組合，通過自交系的配合力分析，選出優良自交系和強優勢雜交組合，可提高育種效率[9]。本研究中，10 個糯玉米自交系皮渣率在父母本互作間表現極顯著差異，不同雜交組合的配合力效應值變異范圍較大，廣義遺傳率較高，狹義遺傳率較低，說明糯玉米皮渣率受加性基因和非加性基因的共同控制， 以非加性效應為主。 這一結果與劉鵬飛、張垚等研究糯玉米皮渣率的結果一致[10]。

本試驗通過對10 個自選糯玉米自交系配合力分析表明，A01、A08、A04、A38、G44 皮渣率GCA 效應值為負值，說明果穗皮渣率低，可用來選育優良低皮渣率的后代。 組合中A33×G31 的特殊配合力效應值為負值且最小，可作為優質低皮渣率雜交組合，其次是A05×G31、A14×G44、A01×G20 等10 個特殊配合力效應值負值的組合。 由此可見，一般配合力高的兩個親本組配出的組合特殊配合力不一定高， 而特殊配合力高的組合中，親本一般配合力也不一定高。

本研究受親本數量及測定農藝性狀數量的影響，自選10 份糯玉米自交系的應用潛力有待進一步挖掘， 以期為更好地利用其組配糯玉米雜交種提供理論依據。