15份玉米自選系與國內(nèi)主要種質(zhì)的雜種優(yōu)勢研究

袁海洋　高樹仁

摘要 以哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米自選系Y001-Y015為被測系，采用NCⅡ（不完全雙列雜交）設(shè)計(jì)的原理和方法，以mo17、B73、昌7-2、丹340為測驗(yàn)系進(jìn)行雜交，對由此組配的雜交種進(jìn)行配合力分析，以確定優(yōu)良的雜交組合。結(jié)果表明：具有較高的雜種優(yōu)勢的組合為 Y001、Y013與旅大紅骨種質(zhì)；Y001、RY008、Y009、Y010、Y013、Y014與 reid種質(zhì)；Y013 與Lancaster種質(zhì)；Y009、Y013和Y014與唐四平頭種質(zhì)。自交系中產(chǎn)量綜合性狀較優(yōu)為 Y014、Y015和Y001，在育種工作中可以優(yōu)先選配。

關(guān)鍵詞 玉米；自交系；配合力；雜種優(yōu)勢

中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0044-04

Abstract This experiment took corn customize Y001 - Y015 in Harbin Academy of Agricultural Sciences as measured series， a total of 15 for using NC Ⅱ（incomplete diallel cross design principle and method） to mo17， B73， chang 7-2， brigade 340 combining ability analysis of the equipping of hybrid， to determine the excellent cross combinations. Results showed that： Y001， Y013 journey with red bone germplasm with high heterosis； Y001， RY008， Y009， Y010， Y013， Y014 with reid germplasm with high heterosis； Y013 and Lancaster germplasm with high heterosis； Y009， Y013 and Y014 and tang four flat germplasm with high heterosis.15 servings of inbred lines in yield better synthetical properties of Y014， Y015 and Y001 could priority selection in breeding work.

Key words corn； inbred lines； combining ability； heterosis

在玉米育種中，只有篩選出性狀優(yōu)良、一般配合力高的自交系，并在此基礎(chǔ)上著重篩選高特殊配合力，才能獲得具有較高產(chǎn)量潛力且較大利用價(jià)值的優(yōu)勢雜交組合[1]。眾所周知，玉米育種工作難在選系，重在組配。許多玉米育種工作者依據(jù)不完全雙列雜交設(shè)計(jì)，對自選供試自交系利用價(jià)值和潛力進(jìn)行了綜合的評價(jià)。但是，由于材料、地點(diǎn)等各項(xiàng)因素，即使同一產(chǎn)量和性狀，在不同地點(diǎn)表現(xiàn)也不盡相同，比如大慶種植的15個玉米雜交種在4個不同地點(diǎn)進(jìn)行品種試驗(yàn)，結(jié)果表明：試驗(yàn)地點(diǎn)、品種和地點(diǎn)×品種存在顯著差異[2-3]。本試驗(yàn)的主要目的是通過數(shù)量遺傳學(xué)的方法確定哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自選15份自交系的配合力與國內(nèi)主要種質(zhì)的關(guān)系，在玉米的特征及其產(chǎn)量性狀上，對玉米品質(zhì)性狀的配合力及其效應(yīng)值同時(shí)進(jìn)行分析研究，為黑龍江省進(jìn)一步改良玉米品質(zhì)育種工作提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)確定從Y群體中選育的自交系是否具有使用價(jià)值，為育種實(shí)踐提供指導(dǎo)及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料和方法

采用NCⅡ的方法，以哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米自選系Y001-Y015共15份為被測系，以lancaster種質(zhì)mo17，reid種質(zhì)B73，唐四平頭種昌7-2，旅大紅骨種質(zhì)丹340等為測驗(yàn)系進(jìn)行雜交，共配制組合60份，進(jìn)行雜種優(yōu)勢的研究。利用數(shù)量遺傳學(xué)的方法研究15份自交系的配合力水平。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)于2015年在黑龍江省哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院松北試驗(yàn)基地進(jìn)行。該試驗(yàn)地位于哈爾濱的松北區(qū)，屬于黑龍江省的第一積溫帶，土壤為黑土，前茬為玉米。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，行長5 m，雙行區(qū)，壟距 0.67 m，小區(qū)面積6.7 m2。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目

對于田間性狀和室內(nèi)考種性狀均按《玉米種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行調(diào)查研究，如表1所示。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對 15個玉米自交系的8個性狀進(jìn)行方差分析，按NCⅡ（不完全雙列雜交）設(shè)計(jì)的原理和方法，用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析雜交組合的8個主要性狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀配合力方差分析

如表2所示，對穗長、穗粗、軸粗、粒長、粒寬、粒厚、百粒重、產(chǎn)量 8 個性狀按不完全雙列雜交法進(jìn)行配合力方差分析，結(jié)果表明，測驗(yàn)種除百粒重F檢驗(yàn)達(dá)顯著水平外，其余7個性狀均達(dá)極顯著水平，說明不完全雙列雜交的 60個組合在所研究的 8 個性狀上存在顯著或極顯著真實(shí)差異，其差異主要是由遺傳因素引起的。測驗(yàn)種×自交系的特殊配合力（SCA）方差分析結(jié)果表明，所測性狀 SCA 在各組合間存在顯著或極顯著差異。供試群體各性狀一般配合力（GCA）均高于SCA，說明在試驗(yàn)群體內(nèi)，這些性狀的一般配合力較重要，同時(shí)也說明這些性狀上所表現(xiàn)出的雜種優(yōu)勢主要受基因加性作用的影響，而受非加性基因作用的影響相對較小，是可以穩(wěn)定遺傳的，因此，在實(shí)際育種工作中，選擇這些性狀雙親均表現(xiàn)優(yōu)良的親本進(jìn)行組配，才能充分發(fā)揮基因的加性效應(yīng)。綜上所述，可以進(jìn)一步對 15 個自交系的一般配合力和特殊配合力效應(yīng)值進(jìn)行分析。

2.2 各性狀的一般配合力分析

如表3、4所示，不同自交系同一性狀的一般配合力效應(yīng)有很大差異，表現(xiàn)正向和負(fù)向2類效應(yīng)。百粒重GCA較高的Y005，Y012、Y014和Y013，因此在利用這部分選系的時(shí)候可以增加百粒重。穗長GCA較高的選系Y014、Y013、Y001、Y002，穗粗GCA較高的選系Y005、Y011、Y004、Y012、Y010、Y009、Y001、Y014、Y013，軸粗GCA較低的選系Y015、Y007、Y008、Y006、Y012、Y011，粒長GCA較高的選系Y003、Y010、Y012、Y014、Y013、Y001、Y009，粒寬GCA較高的選系Y002、Y011、Y012、Y005、Y014、Y015、Y013、Y001、Y007、Y011，粒厚GCA較低的選系Y012、Y006、Y008、Y010、Y003。Y選系在與旅大紅骨種質(zhì)丹340組配時(shí)在穗粗、粒長、粒寬和粒厚對產(chǎn)量增加是有利的，在與唐四平頭種質(zhì)昌7-2組配時(shí)百粒重、穗粗、粒寬粒厚對產(chǎn)量增加有利，在與reid種質(zhì)鄭58、組配時(shí)百粒重、穗長、軸粗、粒長對產(chǎn)量增加有利，在與lancaster種質(zhì)mo17組配時(shí)軸粗、粒長、粒厚對產(chǎn)量增加有利。

2.3 雜交組合的特殊配合力效應(yīng)分析

對60個組合的8個性狀的特殊配合力效應(yīng)值進(jìn)行估算，估算結(jié)果如表5所示?？梢钥闯?，同一性狀不同組合的SCA效應(yīng)值有明顯差異。已知自選系與測驗(yàn)種性狀特殊配合力高則不屬于這個測驗(yàn)種所代表的種質(zhì)類群。配合力為最大負(fù)值時(shí)，則歸入此測驗(yàn)種所代表的種質(zhì)類群。根據(jù)表4結(jié)果可以將15份玉米自交系歸入國內(nèi)4個玉米主要遺傳種質(zhì)類群：Y003、Y006和Y010與丹340聚為一類，說明它們性狀近似于旅大紅骨群種質(zhì)；Y004、Y012和Y015與444和昌7-2聚為一類，說明它們含有唐四平頭群的特性；Y002、Y008、Y009、Y011與mo17聚為一類，說明它們含有Lancaster遺傳特性。Y001、Y005、Y013、Y014、Y007與B73聚為一類，說明它們與reid種質(zhì)遺傳差異小。

2.4 雜種優(yōu)勢分析

如表6所示，Y001、Y013與丹340具有較高的雜種優(yōu)勢，丹340屬于旅大紅骨種質(zhì)，所以Y001、Y013與旅大紅骨種質(zhì)也應(yīng)該具有較高的雜種優(yōu)勢；Y009、 Y013和Y014與昌7-2代表的唐四平頭種質(zhì)具有較高的雜種優(yōu)勢。Y001、RY008、Y009、Y010、Y013、Y014與B73所代表的Reid種質(zhì)具有較高的雜種優(yōu)勢；Y013與mo17代表的lancaster種質(zhì)具有較高的雜種優(yōu)勢。

3 結(jié)論與討論

玉米自交系是玉米遺傳育種的物質(zhì)基礎(chǔ)。評價(jià)一個自交系的優(yōu)劣，除了看其產(chǎn)量、農(nóng)藝和抗逆抗病性外，更要看其配合力的高低，優(yōu)良自交系本身必然具有較高的一般配合力，而能否選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交種，關(guān)鍵在于雙親是否具有較高的特殊配合力。因此育種上要組配出高產(chǎn)雜交種，需選用產(chǎn)量構(gòu)成性狀配合力高的親本，有針對性地利用這些自交系的特點(diǎn)進(jìn)行組配或改良。GCA是指一個親本在一系列雜交組合中的平均產(chǎn)量或其他性狀的表現(xiàn)，主要決定于基因的加性效應(yīng)，是可以遺傳的部分；SCA是指某一特定組合的實(shí)測值與其由雙親SCA得到的預(yù)測值之差。SCA高低取決于親本基因型的非加性效應(yīng)，受外界環(huán)境影響較大，不能穩(wěn)定遺傳。進(jìn)行組配工作時(shí)，同時(shí)要兼顧GCA和SCA，即選擇GCA 較高且SCA也較高的自交系組配，才能獲得較好的效果[4-5]。

本研究選用近年來哈爾濱農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所選育的綜合性狀穩(wěn)定的15個玉米自交系進(jìn)行一般配合力測定和與國內(nèi)主要種質(zhì)的特殊配合力測定，其結(jié)果為今后雜交種選育和自交系改良提供一定的參考。

從本試驗(yàn)的研究結(jié)果可以看出：通過對 15 個自交系的 GCA 與 SCA 測定，初步 將15個自選系分為 4 個不同的類群，Y003、Y006和Y010屬于旅大紅骨群種質(zhì)；Y004、Y012和 Y015與444含有唐四平頭群的特性；Y002、Y008、Y009、Y011屬于Lancaster種質(zhì)。Y001、Y005、Y013、Y014、Y007為 reid種質(zhì)。百粒重，穗長，穗粗，粒長和粒寬等性狀與產(chǎn)量成正相關(guān)，軸粗和粒厚與產(chǎn)量成負(fù)相關(guān)。在雜交組合中，綜合本研究對15個玉米雜交組合的配合力分析結(jié)果表明，15個玉米自交系的產(chǎn)量GCA效應(yīng)存在較大差異，15個母本的產(chǎn)量GCA效應(yīng)，有6個呈正效應(yīng)，大小順序?yàn)椋篩014 （16.35）>Y015（6.17）>Y001（7.02）>Y012（4.59）>Y010（3.69）>Y013（1.36），其余9個呈負(fù)效應(yīng)；4個父本的產(chǎn)量GCA效應(yīng)，有2個呈正效應(yīng)，2個呈負(fù)效應(yīng)，大小順序?yàn)椋築73（9.35）>丹340（1.64）>MO17（-2.77）>昌7-2（-5.00），因此15個玉米自交系中Y014、Y015、Y001、Y012、Y010、Y013、B73、丹340用作親本產(chǎn)量雜種優(yōu)勢顯著，可以作為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的雜交種加以開發(fā)利用。在60個測交組合中，15個組合的SCA效應(yīng)為正值，45個組合的SCA效應(yīng)為負(fù)值，按SCA效應(yīng)值大小排列前5位的組合是Y7×丹340（29.62）>Y13×丹340（27.12）> Y10×昌7-2（24.62）>Y1×丹340（20.62）>Y4×mo17（10.62）。

綜上所述，Y014 、Y015、Y001不僅產(chǎn)量的一般配合力效應(yīng)高，而且組配的組合正效應(yīng)個數(shù)最多，組配的組合親本間遺傳關(guān)系可能較遠(yuǎn)，在組配雜交種過程中可以利用其較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，它們所屬的種質(zhì)群可考慮作為雜種優(yōu)勢模式利用，結(jié)合雜交組合的表現(xiàn)，可以有針對性地對 4 個測驗(yàn)種和部分自選自交系進(jìn)行相互改良。

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