玉米自交系主要數(shù)量性狀的配合力分析與利用

趙 猛 ，劉志雄 ，陳 強

（1.鐵嶺郁青種業(yè)科技有限責任公司，遼寧鐵嶺 112000；2.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院玉米研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；3.杭錦后旗農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古陜壩 015400）

玉米作為主要的農(nóng)作物，它集糧食、飼料和工業(yè)原料于一身。在我國玉米已成為第一大作物，近年種植面積穩(wěn)定在0.367億hm2左右,2014年種植面積達到0.371億hm2；玉米總產(chǎn)從2004年的1160多億kg，增加到2014年的2160多億kg。隨著我國對玉米需求量的增加，每年都從國外進口玉米，2014年進口量達到25.57億kg。根據(jù)《國家十三五規(guī)劃》到2020年，糧食總產(chǎn)量達到6000億kg，其中玉米總產(chǎn)量的增長要占很大的份額。

在玉米的增產(chǎn)因素中，優(yōu)良雜交種的推廣對提高玉米單產(chǎn)起著不可替代的作用。玉米新品種選育工作中圍繞配合力的問題前人已做了很多工作[1]。在玉米育種中，選育出性狀優(yōu)良的強優(yōu)勢雜交種，首先要選育出主要經(jīng)濟性狀符合育種要求的自交系。自交系經(jīng)濟性狀的配合力是決定雜交種產(chǎn)量表現(xiàn)的主要因素，因此，進行自交系的配合力分析，就為玉米雜交種的組配提供主要依據(jù)[2]。

本研究以9個玉米自交系（其中：478為外引系，其余8個為自選系）為試材，研究和分析了親本自交系及其組配的雜交組合的主要數(shù)量性狀的配合力及其相對效應(yīng)值，試圖為選育優(yōu)良自交系和強優(yōu)勢雜交種指明方向。

1 材料和方法

供試材料為 P1（母本）：478、S108、AS201、S104四個自交系；P2（父本）：N04、FS5-4311、N21、N28、N315個自交系，采用NC-II不完全雙列雜交設(shè)計于2013年冬季在海南組配成20個雜交組合。

2014年春季種植于鐵嶺郁青種業(yè)有限公司試驗基地。試驗地土壤為棕壤土，地勢平坦，地力均勻。肥料為一次性控釋肥奧磷丹40 kg/667m2，播后苗前進行除草劑土壤封閉防田間雜草，玉米生育期間無澆灌和追肥。

20個雜交種采用隨機區(qū)組法排列，3次重復(fù)，1行區(qū)，每小區(qū)定植13株，成熟后取中間5株收獲果穗，1 d內(nèi)收完。果穗在烘干箱里烘干至14%水后，在室內(nèi)對穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重等經(jīng)濟性狀進行考種，產(chǎn)量用單株粒重表示。

應(yīng)用NC-II不完全雙列雜交的原理和分析方法進行方差分析及配合力分析，應(yīng)用分析軟件為DPS。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要性狀的配合力方差分析

所測主要經(jīng)濟性狀的配合力方差分析（表1）表明：對F1雜交種來說，穗粗的均方不顯著，其余性狀的均方都達極顯著水平，表明這些性狀在雜種間存在顯著差異。把F1雜交種方差分解成P1組和P2組親本的一般配合力（GCA）方差以及P12特殊配合力（SCA）方差分析。對P1組親本來說,穗粗、禿尖長、行粒數(shù)的均方不顯著，單株粒重、穗長、穗行數(shù)、千粒重的均方均達顯著水平，表明穗粗、禿尖長、行粒數(shù)的一般配合力在P1組的自交系間不存在顯著差異；單株粒重、穗長、穗行數(shù)、千粒重的一般配合力在P1組的自交系間均存在顯著差異。對P2組親本來說，穗粗的均方不顯著，單株粒重、穗長、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重的均方達到極顯著差異，表明只有穗粗的一般配合力在P2組的自交系間不存在顯著差異，單株粒重、穗長、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重的一般配合力才在P2組自交系間存在極顯著差異水平。除穗長、穗粗、行粒數(shù)外，其余性狀的特殊配合力均方（P12）達顯著水平，表明這些性狀在F1雜種中的表現(xiàn)還受雙親特殊配合力的影響[3]。

2.2 各性狀的一般配合力相對效應(yīng)值分析與利用

自交系主要經(jīng)濟性狀的一般配合力相對效應(yīng)值列于表2。從表2可知，單株粒重（產(chǎn)量）的一般配合力相對應(yīng)值較高的有 S108、S104、FS5-4311、N28，用這4個自交系測配易獲得單株粒重（產(chǎn)量）較高的組合，而用 AS201、N04、N21、N31 反而有明顯降低單株粒重（產(chǎn)量）的作用，不易采用；就穗長而言，S108、S104、N04、FS5-4311一般配合力相對效應(yīng)值較高，用其測配易增加F1的穗長，而AS201、N21、N31有減小穗長的作用，不易利用；就穗粗、穗行數(shù)而言，AS201、S104、FS5-4311、N21 一般配合力相對效應(yīng)值較高，用其測配易增加穗行數(shù)，而S108、N04、N28、N31只有減小穗行數(shù)的作用，不宜選用；行粒數(shù)一般配合力相對效應(yīng)值高的有478、S108、N21、N31，而明顯降低行粒數(shù)的有 AS201、S104、N04，不利于生產(chǎn)；禿尖長不利增產(chǎn)，因此，我們選此性狀時要選用易減小F1禿尖的自交系。從表3可知，478、S108、N04、N31都有顯著減少F1禿尖的作用，易用于生產(chǎn)，而AS201、S104、N28都有顯著增加F1禿尖的作用，不利于生產(chǎn)；就千粒重而言，S108、N04、FS5-4311、N28一般配合力相對效應(yīng)值高，用其測配易增加千粒重，而478、N21、N31一般配合力相對效應(yīng)值低，用其測配易降低千粒重，因此不宜直接使用[4-5]。

綜合9個自交系來看，F(xiàn)S5-4311最有利于F1的綜合性狀的提高，S108、S104、N28比較有利于F1的綜合性狀的提高。

表2 所測性狀一般配合力（GCA）相對效應(yīng)值

2.3 各性狀特殊配合力相對效應(yīng)值分析與利用

表3是按不完全雙列雜交法配制的20個組合7個性狀特殊配合力的相對效應(yīng)值。由于性狀和親本不同，組合間特殊配合力相對效應(yīng)值差異很大。

2.3.1 單株產(chǎn)量 組合S108×FS5-4311的產(chǎn)量特殊配合力相對效應(yīng)值最高，S104×N28的產(chǎn)量特殊配合力相對效應(yīng)值次之，組合478×FS5-4311最低。由表 3 可知高產(chǎn)組合有 S108×FS5-4311、S104×N28、S108 ×N21、S104×N31、AS201×N04、478 ×N31、478 ×N04；低產(chǎn)組合有 478×FS5-4311、S108×N28、S104×N21、S108×N31、S104×N04。

2.3.2 穗長 S108×FS5-4311特殊配合力相對效應(yīng)值最高，S104×N28特殊配合力相對效應(yīng)值次之，478×N28特殊配合力相對效應(yīng)值最低。

2.3.3 穗粗 S108×FS5-4311特殊配合力相對效應(yīng)值最高，AS201×N28特殊配合力相對效應(yīng)值次之，S108×N28特殊配合力相對效應(yīng)值最低。

2.3.4 穗行數(shù) S108×N04特殊配合力相對效應(yīng)值最高，AS201×FS5-4311特殊配合力相對效應(yīng)值次之，AS201×N04特殊配合力相對效應(yīng)值最低。

2.3.5 行粒數(shù) S108×FS5-4311特殊配合力相對效應(yīng)值最高，AS201×N04特殊配合力相對效應(yīng)值次之，478×FS5-4311特殊配合力相對效應(yīng)值最低。

2.3.6 禿尖 S108×N21的禿尖最短，478×N21禿尖最長。

2.3.7 千粒重 AS201×N04特殊配合力相對效應(yīng)值最高，S104×N28次之，S108×N04特殊配合力相對效應(yīng)值最低。

綜上所述，可得最優(yōu)組合有S108×FS5-4311、S104×N28、S108×N21、S104×N31、AS201×N04、478×N31[6]。

3 討論與結(jié)論

配合力是玉米雜交育種中選擇測驗種和雜交親本的重要依據(jù)，只有一般配合力和特殊配合力相對效應(yīng)值都高的親本組配，才可能同時發(fā)揮兩種配合力的作用，從而有較大可能育成強優(yōu)勢雜種。

從本試驗來看，F(xiàn)S5-4311是綜合性狀最好的親本自交系，如果用FS5-4311有可能配制出理想的雜交種，是選育強優(yōu)勢雜交組合的優(yōu)良自交系。此外，N28、S108、S104 的產(chǎn)量 GCA 效應(yīng)值也較高，也是具有很大潛力的優(yōu)勢親本，但要注意在使用N28和S104這兩個自交系時易導(dǎo)致雜交種的禿尖加大，應(yīng)注意克服。

表3 組合間特殊配合力（SCA）相對效應(yīng)值

從20個組合的SCA效應(yīng)值來看，S108×FS5－4311是一個產(chǎn)量潛力最高的組合，S104×N28、S108×N21、S104×N31、AS201×N04、478×N31 這 5 個雜交組合的產(chǎn)量SCA效應(yīng)值也較高，具有較強的雜交優(yōu)勢，可以進一步進行比較鑒定后加以利用。

參考文獻：

［1］劉來福，毛盛賢，黃遠樟.作物數(shù)量遺傳［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1984.

［2］劉紀麟.玉米育種學(xué)［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，2001.

［3］吳子愷.玉米10個數(shù)量性狀的基因效應(yīng)分析［J］.玉米科學(xué),1995，3（1）：6-11，17.

［4］向純陽，董炳友，田秀萍.幾個優(yōu)良玉米自交系在育種中的應(yīng)用潛力分析［J］.玉米科學(xué)，1999，7（3）：28-31.

［5］何 川，李 鐘，毛金雄.15份玉米自交系數(shù)量性狀配合力分析［J］. 玉米科學(xué)，2000，8（4）：33-36.

［6］施開鴻，郭其茂，董玉蓮.7個玉米自交系主要性狀的配合力及遺傳參數(shù)分析［J］.玉米科學(xué)，2001，9（1）：39-42.