九個玉米自交系株型性狀的配合力分析

摘 要：9個玉米自交系按不完全雙列雜交配成20個組合，對其主要株型性狀的一般配合力和特殊配合力和遺傳參數(shù)進(jìn)行估算和分析。結(jié)果表明：330、515、Px、Mo17和獨紫是綜合性狀較優(yōu)的自交系，330×Px、330×獨紫、Mo17×貞367、Mo17×大黃132、330×大黃132、515×貞367是綜合性狀較優(yōu)的雜交組合。株高受加性基因控制和非加性基因控制的作用相當(dāng)；莖粗、雄穗分枝數(shù)、葉面積、穗位高4個性狀主要受加性基因控制。雄穗分枝數(shù)宜在早代選擇，莖粗、葉面積、穗位高、株高等宜在晚代選擇。

關(guān)鍵詞：玉米；株型性狀；配合力；遺傳參數(shù)

1研究背景

配合力是作物的主要遺傳特性，是確定玉米自交系優(yōu)劣的主要依據(jù)。因此對自交系配合力的研究和篩選，對促進(jìn)玉米育種進(jìn)程將會起到十分積極的作用。自交系是玉米雜種優(yōu)勢利用的遺傳基礎(chǔ)，而玉米株型育種是近幾年來國內(nèi)外育種家研究的重點。近代株型育種強調(diào)雜交優(yōu)勢、形態(tài)、生理生態(tài)幾方面的協(xié)調(diào)作用，緩解減低群體間競爭矛盾，盡力使群體協(xié)調(diào)效應(yīng)達(dá)到最大。

在生物技術(shù)和遺傳工程迅速發(fā)展的今天，玉米育種的許多理論和方法均得到了完善和更新，但雜交育種和雜交優(yōu)勢利用很長時間內(nèi)依然是最基礎(chǔ)和最常用的手段。在選育自交系時，原始單株配合力要高，在組配雜交種時親本自交系配合力要高，這樣才能選育出高配合力的自交系和強優(yōu)勢的雜交種，自交系配合力的高低決定雜交育種的工作效率，因此系統(tǒng)的配合力測定、分析是育種工作中必不可少的一個環(huán)節(jié)。配合力的分析方法有很多種，如頂交法、測交法、天然授粉群體后代的測驗、雙列雜交法等。目前配合力分析的常用方法是雙列雜交法，優(yōu)點在于能運用一種適宜的統(tǒng)計模型估算一般配合力和特殊配合力，而且能在一定假設(shè)下將一些有關(guān)配合力的參數(shù)轉(zhuǎn)化為遺傳參數(shù)，對群體的遺傳特性有一個大致的了解。

配合力分析在我國玉米育種中被廣泛應(yīng)用，為選育優(yōu)良自交系和雜交種提供有力的理論依據(jù)和具體的操作方法，豐富和完善了現(xiàn)有的理論和方法。今后，根據(jù)配合力和各地土壤、氣候條件，如何提高選育優(yōu)良雜交種的準(zhǔn)確率，如何與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合擴(kuò)大配合力分析的使用范圍是該領(lǐng)域發(fā)展的方向。

2研究目的

親本配合力是決定雜種優(yōu)勢的主要因素，是選配親本的重要依據(jù)。在玉米育種中，只有選育出配合力高的自交系，才有可能組配出強優(yōu)勢雜交種。隨著育種水平的不斷提高，測定玉米自交系的配合力越來越重要。本研究旨在探索9個西南地區(qū)常用玉米自交系的主要株型性狀的配合力，為選擇優(yōu)良親本及組配強優(yōu)勢雜交組合提供依據(jù)。

3材料與方法

供試材料P1（母本）330、黃早四、515、Mo17；P2（父本）Px、獨紫、大黃132、貞367、7922。試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，單行區(qū)3次重復(fù)，行距1.0米，窩距0.4米，每穴雙株定苗。灌漿期后，每區(qū)隨機(jī)選取10株測量株高、穗位高、莖粗、穗三葉平均葉面積（以下簡稱為葉面積）和雄穗分枝數(shù)。按劉來福介紹的方法進(jìn)行配合力分析和遺傳參數(shù)的估算。

4結(jié)果分析

4.1 所測性狀配合力方差分析

對所測各性狀的配合力方差分析結(jié)果表明（表1）從表中可以看出各組合所測性狀F值除了莖粗外均達(dá)到顯著水平，表明這些性狀在F1間存在極顯著差異。將F1雜種方差分解成P1組和P2組親本的GCA方差及P1×P2的SCA方差進(jìn)行F測驗后發(fā)現(xiàn)：P1組親本的F測驗值雄穗分枝數(shù)達(dá)到了極顯著水平，穗位高、株高、葉面積均達(dá)到了顯著水平；P2組親本雄穗分枝數(shù)達(dá)到了極顯著水平。SCA方差分析中穗位高、雄穗分枝數(shù)和葉面積的F測驗值均達(dá)到顯著水平，表明SCA在這幾個性狀的組合間存在極顯著差異。

4.2親本的一般配合力效應(yīng)分析

一般配合力是指一個純育親本在一系列雜交組合中的平均產(chǎn)量或其他性狀表現(xiàn)，他主要決定于基因的加性效應(yīng)，是可以遺傳的部分，其值的大小和方向表示各個性狀加性基因遺傳作用的大小和方向。

由表2可知穗位高一般配合力表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)值的有330、大黃132、貞367和7922，它們有降低F1代雜交種穗位高的作用；穗位高中表現(xiàn)為正效應(yīng)值的依次為Px、Mo17、獨紫和515，它們有增大F1代雜交種穗位高的作用；黃早四對穗位高的影響較小。株高的一般配合力表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)值的有330、黃早四、Px、大黃132、貞367，它們能降低F1代雜交種的株高，其中黃早四的一般配合力的負(fù)效應(yīng)值絕對值最大，其次為貞367；表現(xiàn)為正向效應(yīng)值的有Mo17、獨紫和7922，它們能增加F1代的株高，其中效應(yīng)值最大的是Mo17；515對F1代株高影響較小。莖粗一般配合力表現(xiàn)為正效應(yīng)值的有330、515、Px、獨紫、貞367，其中330的效應(yīng)值最大，515次之，它們對F1代莖粗有增效作用；為負(fù)效應(yīng)值的依次為黃早四、7922、515和大黃132，它們對F1代莖粗有減效作用，有些親本對莖粗的增減作用不是很明顯，例如大黃132和貞367。雄穗分枝數(shù)的一般配合力表現(xiàn)為正效應(yīng)值的有黃早四、Px，它們的效應(yīng)值很突出，能夠增加F1代雜交種的雄穗分枝數(shù)，其他親本均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)值。葉面積一般配合力表現(xiàn)為正效應(yīng)值的有330、Px和7922，其中值最大的為330，其次為Px和7922，表明它們對F1代葉面積有增效作用，其中7922的作用不明顯；其余各親本均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)值。綜上所述：330的莖粗和葉面積的一般配合力最高；515莖粗的正向值最高，穗位高、株高的正向值較高；Mo17的穗位高、株高的正向值較高；Px的雄穗分枝數(shù)的正向值最高，葉面積的正向值最高；獨紫的莖粗、穗位高、株高具有較高正向值。

4.3組合的特殊配合力效應(yīng)

特殊配合力指的是某一組合F1的實測值與其由雙親一般配合力的預(yù)測值之差，是指兩親本所組配的雜交種的水平是由基因的非加性效應(yīng)決定的，是不能遺傳的部分，受外界環(huán)境條件影響較大，它可以指導(dǎo)雜種優(yōu)勢的利用和雜交種選育。5個性狀的特殊配合力的相對效應(yīng)值由表3可知：株高的SCA相對效應(yīng)值最大的是Mo17×貞367、其次為330×Px、330×獨紫、最低的是330×貞367。穗位高的SCA相對效應(yīng)值最大的是330×Px、其次為515×貞367、Mo17×7922，最低的是Mo17×Px。莖粗的效應(yīng)值中正值最大的為黃早四×貞367，其次為330×獨紫、515×7922，最小的為330×貞367.雄穗分枝數(shù)的效應(yīng)值中正值最大的為330×獨紫，其次515×7922和黃早四×貞367，最小的為330×貞367，。葉面積的效應(yīng)值中正值最大的為Mo17×貞367，其次為330×大黃132，最小的為330×貞367。

4.4遺傳力的估算

分析玉米主要株型性狀的遺傳參數(shù)，對玉米自交系選擇和雜交組合選育具有重要指導(dǎo)意義，遺傳參數(shù)估算結(jié)果表明（表4）：株高的一般配合力基因型方差與特殊配合力基因型方差相近，說明該性狀受加性基因控制和非加性基因控制的作用相當(dāng)；莖粗、雄穗分枝數(shù)、葉面積、穗位高4個性狀的一般配合力的基因型方差均大于特殊配合力基因型方差，說明這幾個性狀主要受加性基因控制，而受非加性基因的作用較小。因此在組合選配上應(yīng)該注意選擇雙親均表現(xiàn)優(yōu)良的親本，這樣才能發(fā)揮基因的加性效應(yīng)，即說明一般配合力對莖粗、雄穗分枝數(shù)、葉面積、穗位高4個性狀的影響更為重要。廣義遺傳力=遺傳方差/表型方差×100%，而表型方差=遺傳方差+環(huán)境方差，遺傳方差又分為加性方差和非加性方差。加性方差是可以固定的遺傳變異量，它可以在上下代間傳遞，而非加性方差是不固定的遺傳變異量。所以加性方差占表型方差的比值稱為狹義遺傳力，即狹義遺傳力=加性方差/表型方差×100%。

廣義遺傳力中：穗位高>株高>雄穗分枝數(shù)>葉面積>莖粗。雄穗分枝數(shù)的狹義遺傳力大于50%，說明其受環(huán)境影響較小，其變異由遺傳引起的比重較大，易在早期選擇。莖粗、葉面積、穗位高、株高的狹義遺傳力都低于50%，說明它們受環(huán)境影響較大，不易在早代選擇?？梢姡煌誀钸z傳力大小差異明顯，在組配雜交種親本選配時，要充分考慮各性狀的遺傳力，以期達(dá)到育種目標(biāo)。

5結(jié)果討論

①配合力方差估算表明：株高受加性基因控制和非加性基因控制的作用相當(dāng)；莖粗、雄穗分枝數(shù)、葉面積、穗位高4個性狀主要受加性基因控制。遺傳力估算表明：雄穗分枝數(shù)的狹義遺傳力大于50%，易在早期選擇。莖粗、葉面積、穗位高、株高的狹義遺傳力都低于50%，說明它們受環(huán)境影響較大，易在晚代選擇。

②同一性狀不同自交系間一般配合力有很大差異，通過對9個自交系的GCA分析，初步獲得綜合性狀優(yōu)良的自交系分布是330、515、Px、Mo17和獨紫。通過SCA分析，選出綜合性狀較優(yōu)的組合分別是515×貞367、330×Px、330×獨紫、330×大黃132、Mo17×貞367、Mo17×大黃132等。從這些組合看出，綜合性狀優(yōu)良的組合其親本的一般配合力一定較高，但特殊配合力最高的組合在產(chǎn)量綜合性狀上未必是最好的。

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作者簡介：

王晉雄（1982—），男，漢族，助理研究員。主要從事油菜育種栽培研究工作。

（作者單位：西藏自治區(qū)農(nóng)業(yè)研究所）