玉米自交系的產(chǎn)量性狀配合力分析

孫 佩 衛(wèi)曉軼 魏 芳 劉文靜

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，新鄉(xiāng) 453002）

配合力的高低是衡量一個(gè)自交系好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)[1]，高配合力自交系間的合理組配是選擇優(yōu)良雜交種的關(guān)鍵[2-4]。因此，在雜交種的選育過程中，以及自交系的遺傳改良過程中，評(píng)價(jià)每個(gè)自交系的配合力顯得尤為重要。本研究以3個(gè)自選黃改系為母本、5個(gè)外引美系為父本作材料，采用不完全雙列雜交設(shè)計(jì)組配雜交組合，分析了其7個(gè)產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的一般配合力和特殊配合力效應(yīng)，旨在探明這些外引自交系材料的產(chǎn)量性狀配合力，為玉米種質(zhì)資源的利用及雜交組合的篩選提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)以3個(gè)自選黃改系S101、S102、S103為母本，以5個(gè)外引美系M1、M2、M3、M4、M5為父本。2016年冬在海南按照NCII遺傳交配設(shè)計(jì)組配成15個(gè)雜交組合，用于配合力分析。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2017年6月在河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（河南輝縣）進(jìn)行田間試驗(yàn)，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3個(gè)重復(fù)，5行區(qū)，行長(zhǎng)4m，行距0.6m，密度75000株/hm2，按照常規(guī)大田進(jìn)行管理。

1.3 性狀調(diào)查在成熟期，收獲小區(qū)中間3行進(jìn)行脫粒測(cè)產(chǎn)，測(cè)定穗重、籽粒含水量、穗粒重，計(jì)算出籽率，并折算出畝產(chǎn)量。選取有代表性的10個(gè)果穗測(cè)量穗部性狀，包括穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重。

1.4 數(shù)據(jù)分析利用Excel和SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性及配合力分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量性狀從表1可以看出，15份玉米雜交組合的穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率及產(chǎn)量等7個(gè)產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀中，組合間百粒重差異最大，變幅為25.27～38.88g，平均值為31.45g，變異系數(shù)為12.15%；組合間產(chǎn)量差異其次，變幅為8325.00～11805.00kg/hm2，平均值為 9987.83kg/hm2，變異系數(shù)為9.58%；組合間出籽率差異最小，變幅為87.30%～90.80%，平均值為89.10%，變異系數(shù)最小，為1.12%。

表1 玉米雜交組合產(chǎn)量性狀測(cè)定表現(xiàn)值

由表2可以看出，7個(gè)產(chǎn)量性狀區(qū)組間差異不顯著，組合間的差異均達(dá)極顯著水平。因此進(jìn)一步對(duì)親本的一般配合力（GCA）效應(yīng)和雜交組合的特殊配合力（SCA）效應(yīng)進(jìn)行分析。各性狀的遺傳率在16.95%～86.20%之間，其中，出籽率最高，為86.20%；行粒數(shù)最低，為16.95%。各性狀遺傳率大小依次為出籽率＞穗行數(shù)＞穗粗＞百粒重＞產(chǎn)量＞穗長(zhǎng)＞行粒數(shù)，穗長(zhǎng)和行粒數(shù)的遺傳率均低于50%，說(shuō)明這2個(gè)性狀除受遺傳因素的影響外，環(huán)境條件的影響也很大，不適宜進(jìn)行早代選擇。

表2 玉米雜交組合產(chǎn)量性狀的方差分析及遺傳率分析

2.2 親本的一般配合力比較一般配合力是由基因的加性效應(yīng)決定，是能夠穩(wěn)定遺傳的部分，反映自交系的利用潛力[5]。試驗(yàn)以3個(gè)自選黃改系S101、S102、S103為母本，5個(gè)外引美系 M1、M2、M3、M4、M5為父本，對(duì)雙親的一般配合力效應(yīng)進(jìn)行（分析（表3、表4）。從表3可以看出，3個(gè)母本自選系中S102產(chǎn)量的一般配合力（33.28）最高，在穗粗、百粒重和出籽率性狀上，S102均表現(xiàn)突出，有利于產(chǎn)量的提高，應(yīng)作為今后研究的重點(diǎn)。S101產(chǎn)量的一般配合力（1.51）其次，在穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)性狀上，S101均表現(xiàn)最高，也要作為進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。

表3 母本性狀的一般配合力

從表4可以看出，M4產(chǎn)量的一般配合力（49.37）最大，其次是 M2（1.59），M3和 M5的產(chǎn)量一般配合力均明顯較小。M4的穗粗、穗行數(shù)一般配合力最高，百粒重較高。M2的出籽率一般配合力（0.73）最高，穗行數(shù)一般配合力（0.32）較高。M3產(chǎn)量、百粒重的一般配合力（-24.52、-3.57）均最低。

表4 父本性狀的一般配合力

2.3 各組合的特殊配合力效應(yīng)分析特殊配合力的效應(yīng)主要來(lái)自雙親基因非加性效應(yīng)，包括顯性效應(yīng)、超顯性效應(yīng)、上位性效應(yīng)等遺傳效應(yīng)[6]。表5為全部雜交組合各性狀特殊配合力的效應(yīng)值。從表5可以看出，S102×M5（93.67）產(chǎn)量的特殊配合力最高，其 次 為 S103×M3（78.12）；S101×M1（0.52）穗長(zhǎng)的特殊配合力最高，其次為S103×M4（0.31）；S102×M5（0.22）穗粗的特殊配合力最高，其次為S101×M1（0.11）；S102×M5（0.71）穗行數(shù)的特殊配合力最高，其次為S101×M4（0.53）；S101×M1（2.33）行粒數(shù)的特殊配合力最高，其次為S102×M2（0.81）、S103×M2（0.81）；S103×M3（3.69）百粒重的特殊配合力最高，其次為S101×M2（2.58）；S103×M1（1.15）出籽率的特殊配合力最高，其次為S102×M3（1.12）?？梢钥闯觯琒102×M5的產(chǎn)量、穗粗、穗行數(shù)的特殊配合力均最高，穗長(zhǎng)和百粒重的特殊配合力也均表現(xiàn)突出。S103×M3的百粒重、產(chǎn)量和穗粗的特殊配合力表現(xiàn)突出。S101×M1的穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、穗粗、產(chǎn)量、百粒重的特殊配合力表現(xiàn)突出。

表5 產(chǎn)量及其相關(guān)性狀的特殊配合力

2.4 各性狀間特殊配合力效應(yīng)值的相關(guān)性分析為了評(píng)價(jià)每個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀的效應(yīng)，所有雜交組合7個(gè)產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀特殊配合力的相關(guān)系數(shù)見表6。結(jié)果表明，穗長(zhǎng)、穗粗和百粒重與產(chǎn)量均表現(xiàn)出顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.573、0.854和0.653；根據(jù)相關(guān)系數(shù)可以看出，產(chǎn)量相關(guān)性狀與產(chǎn)量的特殊配合力之間相關(guān)性依次為：穗粗>百粒重>穗長(zhǎng)，穗行數(shù)、行粒數(shù)及出籽率與產(chǎn)量的特殊配合力差異不顯著。穗長(zhǎng)與穗粗和行粒數(shù)表現(xiàn)極顯著正相關(guān)（0.693、0.694）；穗粗與穗行數(shù)和百粒重表現(xiàn)極顯著正相關(guān)（0.641、0.747）；穗行數(shù)和出籽率表現(xiàn)極顯著正相關(guān)（0.700）。

表6 各性狀間特殊配合力的相關(guān)性

3 結(jié)論

配合力是評(píng)價(jià)自交系的重要指標(biāo)，用來(lái)推測(cè)一個(gè)自交系是否能組配出優(yōu)良雜交種[7-9]。本研究對(duì)7個(gè)產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的一般配合力進(jìn)行分析，結(jié)果表明，3個(gè)母本自選系中S102產(chǎn)量的一般配合力最高，在穗粗、百粒重和出籽率性狀上均表現(xiàn)突出，因此S102應(yīng)作為今后研究的重點(diǎn)。父本M4的產(chǎn)量一般配合力最大，且M4的穗粗、穗行數(shù)一般配合力最高，百粒重較高，說(shuō)明M4也應(yīng)作為今后研究的重點(diǎn)。從產(chǎn)量的特殊配合力來(lái)看，S102×M5最高，雜交組合S103×M3和S101×M1也表現(xiàn)較為突出，均可作為今后育種的研究重點(diǎn)。

根據(jù)產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀特殊配合力效應(yīng)值的相關(guān)性分析，穗長(zhǎng)、穗粗和百粒重與產(chǎn)量均表現(xiàn)出顯著或極顯著正相關(guān)，產(chǎn)量相關(guān)性狀與產(chǎn)量的特殊配合力之間相關(guān)性依次為：穗粗＞百粒重＞穗長(zhǎng)，穗行數(shù)、行粒數(shù)及出籽率與產(chǎn)量的特殊配合力之間差異不顯著，說(shuō)明穗粗是篩選高產(chǎn)雜交種的關(guān)鍵，其次，百粒重和穗長(zhǎng)也是決定雜交種產(chǎn)量的重要因素。簡(jiǎn)言之，根據(jù)育種目標(biāo)選擇合適的親本是培育高產(chǎn)玉米雜交種的重要步驟。