兩個(gè)玉米人工合成群體選系的配合力分析

秦燕　郭泓鋆　楊新梅等

摘要 以4個(gè)自交系為測(cè)驗(yàn)種，采用不完全雙列雜交設(shè)計(jì)，對(duì)2個(gè)玉米人工合成群體新選的20個(gè)自交系的配合力及雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，新選自交系P26、P11、P15和P27產(chǎn)量及相關(guān)性狀一般配合力表現(xiàn)優(yōu)良，K169×P25是產(chǎn)量性狀SCA表現(xiàn)較好的組合。與對(duì)照比較，雜種優(yōu)勢(shì)大于8%的組合多為新選系與測(cè)驗(yàn)種K169和南789-2的組配方式。

關(guān)鍵詞 玉米；群體；自交系；配合力；雜種優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）20-082-03

Abstract In order to investigate the breeding potentiality of 20 newly inbred lines obtained from 2 synthetic corn populations named P1 and P2， which were testcrossed with 4 local normal maize inbred lines in a NCII mating design. Combining ability and heterosis of 20 newly inbred lines were analyzed in this test. The results showed that the inbred lines P26， P11， P15 and P27 had a good performance in GCA of yield and related traits， which should have high use potential in maize breeding programs. The cross K169×P25 had the highest SCA effects. Most of hybrids with control heterosis>8%for yield were the crosses between newly inbred lines and the testers K169 and Nan 7892， which suggested that it was more possible to obtain high field hybrid combinations.

Key words Maize； Groups； Inbred lines； Combining ability； Heterosis

回顧育種歷史可以看出，優(yōu)良種質(zhì)資源的占有與否從根本上決定了育種成效。長(zhǎng)期以來我國(guó)基礎(chǔ)材料的改良和創(chuàng)新研究滯后，人們大多采用系譜和回交改良的育種方法，育種素材集中在極少數(shù)的材料上，導(dǎo)致育種遺傳基礎(chǔ)變得十分狹窄，因而在高產(chǎn)育種上表現(xiàn)缺乏新的雜優(yōu)類群和雜優(yōu)利用模式，抗病育種上表現(xiàn)出缺乏新的多樣性的抗病強(qiáng)的育種素材[1]。對(duì)玉米育種來說，就是要以豐富的種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮雜種優(yōu)勢(shì)的作用，而雜種優(yōu)勢(shì)利用的關(guān)鍵是合理選擇親本，親本的應(yīng)用潛力關(guān)鍵是配合力[2]。張建輝[3]、秦燕[4]、茍才明[5]分別對(duì)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)5個(gè)人工合成群體的育種潛勢(shì)、S2代配合力、群體選系的配合力進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，為5個(gè)群體選系的利用提供了理論依據(jù)。由此可見，通過構(gòu)建玉米人工合成群體，并對(duì)群體選系的配合力進(jìn)行分析，對(duì)提高育種效率具有十分重要的意義。為此，成都市農(nóng)林科學(xué)院選用優(yōu)良雜交種及地方品種，通過不斷的遺傳重組，合成了一批新的玉米種質(zhì)群體。該研究以從2個(gè)玉米人工合成群體選育的20個(gè)自交系為供試材料，通過配合力分析，研究其主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀的配合力表現(xiàn)，分析2個(gè)群體選系的應(yīng)用價(jià)值，為新選系的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

群體P1、P2為成都市農(nóng)林科學(xué)院2007～2008年合成，每個(gè)群體均為10個(gè)單交組合經(jīng)2次隔離重組合成的遺傳平衡群體。采用半同胞輪回選擇法對(duì)2個(gè)群體進(jìn)行了5輪改良，并從P1、P2中各選育出10個(gè)自交系。從P1中選出的10個(gè)自交系編號(hào)分別為P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P18、P19、P110，從P2中選出的10個(gè)自交系編號(hào)分別為P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28、P29、P210。4個(gè)測(cè)驗(yàn)種分別為R08、K169、南7892、RP128。

以新選育的20個(gè)自交系為父本，以4個(gè)骨干系為母本，按照不完全雙列雜交設(shè)計(jì)，2013年在成都市農(nóng)林科學(xué)院崇州羊馬科技試驗(yàn)園區(qū)配制供試80個(gè)組合。2014年在崇州羊馬科技試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行80個(gè)組合的田間試驗(yàn)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，單行區(qū)，行距0.85 m，窩距0.40 m，雙株種植，每行12株，對(duì)照品種為成單30，田間管理同大田生產(chǎn)。取中間10株調(diào)查獲取數(shù)據(jù)資料。

1.2 考察性狀

田間調(diào)查株高、穗高，室內(nèi)考察穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗粗、軸粗、子粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重、軸重、出子率、百粒重、單株產(chǎn)量等。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

以小區(qū)均數(shù)為單位，利用DPS軟件，將數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；對(duì)組合間差異顯著的性狀，按明道緒[6]、高之仁[7]的不完全雙列雜交模型作配合力分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀方差分析

對(duì)80個(gè)雜交組合14個(gè)農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行配合力方差分析，可以看出14個(gè)性狀組合間差異均達(dá)極顯著水平，表明這些性狀在各雜交組合間遺傳差異真實(shí)存在。14個(gè)性狀的GCA和SCA差異均達(dá)顯著或極顯著水平，表明這些性狀的GCA和SCA在親本和組合間存在真實(shí)的差異。

2.2 一般配合力分析

一般配合力（GCA）是指某一親本的性狀對(duì)雜交組合影響的平均表現(xiàn)，它主要決定于基因的加性效應(yīng)，是可以遺傳的部分[7]。從表1可以看出，不同自交系同一性狀的GCA相對(duì)效應(yīng)值有很大差異，同一自交系不同性狀的GCA相對(duì)效應(yīng)值也有很大差異。對(duì)各自交系的利用應(yīng)根據(jù)具體試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，如株高、穗位高GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)值的自交系依次為P28、P23、P13、P110、P24、P29，利用它們可能降低所配組合的株高、穗位高。穗長(zhǎng)、行粒數(shù)GCA相對(duì)效應(yīng)值為正，同時(shí)禿尖長(zhǎng)GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)的自交系有P15、P11、P14、P26、P12，利用它們可能選育長(zhǎng)穗的組合。穗粗、穗行數(shù)、子粒深度GCA相對(duì)效應(yīng)值為正，同時(shí)軸粗GCA效應(yīng)值為負(fù)的自交系僅有P18和P21，利用它們可能組配出大穗組合。穗重、出子率GCA相對(duì)效應(yīng)值為正，軸重GCA值為負(fù)的有P14、P21、P19，利用它們可能提高組合的出子率。百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值較高的有P27、P29、P19、P11、P26、P15、P12，利用它們可能組配出大粒組合。產(chǎn)量GCA相對(duì)效應(yīng)值較高的有P26、P11、P15、P27，利用它們可能組配出高產(chǎn)組合。

分析產(chǎn)量GCA相對(duì)效應(yīng)值較高的4個(gè)自交系的其余性狀可知，P26的穗位高、穗粗、軸粗、子粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重、軸重、百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值均為正值，出子率GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)，表明由P26所配的組合產(chǎn)量因子綜合性狀較好，缺點(diǎn)是穗位偏高，穗軸較大，出子率偏低。P11的株高、穗位高、穗長(zhǎng)、子粒深度、行粒數(shù)、穗重、出子率、百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值均為正值，穗粗、軸粗GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)，表明由它所配的組合穗行數(shù)多，結(jié)實(shí)性好，穗位偏低，抗倒力強(qiáng)，缺點(diǎn)是穗小，穗位較高。P15株高、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、穗重、出子率、百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值均為正值，禿尖長(zhǎng)、軸粗、穗行數(shù)GCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)，表明由它所配的組合穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、出子率偏高，但穗行數(shù)偏低。P27的禿尖長(zhǎng)、穗粗、軸粗、穗重、百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值均為正值，出子率GCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)，表明由它所配組合穗子較粗，百粒重較重，缺點(diǎn)是出子率偏低，禿尖長(zhǎng)較長(zhǎng)。由此可見，一個(gè)優(yōu)良的自交系也不是十全十美的，優(yōu)良是相對(duì)而言的，是在目標(biāo)或某性狀上表現(xiàn)出較高的配合力，根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行恰當(dāng)組配，便可獲得高產(chǎn)的優(yōu)良雜交組合[8]。

通過對(duì)4個(gè)測(cè)驗(yàn)種的GCA分析可知，在穗長(zhǎng)、穗粗、子粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重、出子率、百粒重和單株產(chǎn)量9個(gè)性狀中，K169有7個(gè)性狀具有正向配合力效應(yīng)值，而南789-2有6個(gè)性狀具有正向配合力效應(yīng)值，表明K169和南789-2與被測(cè)系組配具有較大的利用潛勢(shì)。

2.3 特殊配合力分析

特殊配合力（SCA）是雜交組合與雙親一般配合力預(yù)期結(jié)果的偏差，它的高低決定于親本基因型的非加性基因效應(yīng)，不能穩(wěn)定遺傳[7]。將SCA效應(yīng)值按正向、負(fù)向進(jìn)行組合歸類 （表2）?？梢姼餍誀頢CA效應(yīng)值為正向和負(fù)向的雜交組合個(gè)數(shù)相當(dāng)，正向、負(fù)向效應(yīng)值變幅較大。效應(yīng)值最大（株高、穗位高、禿尖長(zhǎng)、軸粗、軸重按負(fù)向最大的計(jì)）的組合中，P29分別在百粒重、軸粗、穗行數(shù)等3個(gè)性狀中出現(xiàn)，從表1可知，P29的這3個(gè)性狀GCA效應(yīng)值依次為10.99、3.11、-7.01，由此可見，SCA 高的組合，其親本GCA未必高，反之GCA高的親本組配的組合SCA未必一定高，這與張華等[9]的研究結(jié)果基本一致。K169×P25是產(chǎn)量性狀SCA表現(xiàn)最好的組合。RP128×P13是產(chǎn)量性狀SCA表現(xiàn)較差的組合。由表1可知， K169的產(chǎn)量GCA相對(duì)效應(yīng)值為正，而P25的GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)，RP128 和P13的GCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)，表明SCA高的組合，其雙親或者1個(gè)親本的GCA也較高，SCA低的組合，其雙親的GCA也較低。因此對(duì)群體自交后代的利用，在GCA選擇基礎(chǔ)上還應(yīng)注重SCA選擇。

2.4 高產(chǎn)組合的組配方式

將對(duì)照優(yōu)勢(shì)大于8%的14個(gè)組合的單株產(chǎn)量均數(shù)列于表3，可以看出對(duì)照優(yōu)勢(shì)大于14%的雜交組合有2個(gè)，對(duì)照優(yōu)勢(shì)大于10%小于14%的雜交組合有6個(gè)，對(duì)照優(yōu)勢(shì)小于10%而大于8%的雜交組合有6個(gè)。在這些組合中，被測(cè)系P11出現(xiàn)2次，P14出現(xiàn)2次，P15出現(xiàn)2次，P26出現(xiàn)2次，P27出現(xiàn)2次，P13出現(xiàn)1次，P16出現(xiàn)1次，P28出現(xiàn)1次，P210出現(xiàn)1次。測(cè)驗(yàn)種K169和南789-2分別出現(xiàn)5次，R08和RP128分別出現(xiàn)2次。結(jié)合前面產(chǎn)量一般配合力分析，進(jìn)一步表明P11、P15、P26和P27具有較大的育種潛力，與測(cè)驗(yàn)種K169和南789-2組配獲得高產(chǎn)組合的可能性較大。

3 結(jié)論與討論

（1）配合力是自交系的一種內(nèi)在特性，它不是通過自交系自身的農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)可以確定的，而是由其所配雜交組合各性狀表現(xiàn)來體現(xiàn)[10]。一般配合力的研究結(jié)果表明， P28、P23、P13、P110、P24、P29等自交系在株高、穗位高性狀上表現(xiàn)較好，而P15、P11、P14、P26、P12等自交系在穗長(zhǎng)、行粒數(shù)及禿尖長(zhǎng)性狀上表現(xiàn)較好，因而在對(duì)群體后代自交系的利用上，應(yīng)首先測(cè)定各自交系的配合力，再根據(jù)不同的育種目標(biāo)進(jìn)行合理的組配。同時(shí)也可以根據(jù)配合力測(cè)定的結(jié)果對(duì)已有自交系進(jìn)行有針對(duì)性的改良，以提高育種效率。

（2）該試驗(yàn)所配的80個(gè)組合中， K169×P25是產(chǎn)量性狀SCA表現(xiàn)最好的組合， K169×P14是雜種優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)的組合，而產(chǎn)量GCA表現(xiàn)較好的4個(gè)自交系為P11、P15、P26和P27。由此可見，產(chǎn)量SCA最高的組合并非都是由產(chǎn)量GCA最高的自交系所組配的，而SCA最高的組合也并非一定最高產(chǎn)。因此，一個(gè)雜交組合雜種優(yōu)勢(shì)的高低是親本GCA效應(yīng)和組合SCA效應(yīng)共同作用的結(jié)果，同時(shí)用GCA、SCA效應(yīng)來評(píng)估自交系的應(yīng)用潛力，更能反映出自交系的利用價(jià)值。

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