玉米Lancaster種質(zhì)及其改良系單株產(chǎn)量遺傳研究

金成洛+關(guān)貴祥+劉麗坤

[摘 要] 以6個Lancaster自交系PH4CV及其改良系為母本，5個其它骨干自交系為父本按照不完全雙列雜交組配30個雜交組合。對PH4CV及其改良系進(jìn)行遺傳研究。雜種優(yōu)勢分析結(jié)果表明：30個雜交組合總平均優(yōu)勢84.45%，平均優(yōu)勢范圍41.49%-134.73%，其中雜種優(yōu)勢最強(qiáng)組合為T-3×PH5AD，為134.73%，雜種優(yōu)勢最弱的組合為T-2×Mo17，為41.49%。配合力分析結(jié)果表明：母本中T-3、單株產(chǎn)量一般配合力最高，為7.26，T-5單株產(chǎn)量一般配合力較低，為-9.80；父本中PH5AD單株產(chǎn)量的一般配合力最高，為7.10，PHB1M的單株產(chǎn)量一般配合力最低，為-6.21。30個雜交組合中共有18個雜交組合的特殊配合力效應(yīng)值為正值，T-5×PHB1M的特殊配合力效應(yīng)值最高，為8.71，T-5×S122特殊配合力效應(yīng)值最小，為-9.24。分析表明PH4CV及其改良系一般配合力較高，易于組配出單株產(chǎn)量較高的雜交種。遺傳參數(shù)分析表明，單株產(chǎn)量的遺傳變異不僅受遺傳引起還會由環(huán)境引起。

[關(guān)鍵詞] 玉米 雜種優(yōu)勢 配合力 單株產(chǎn)量 遺傳參數(shù)

Genetic Analysis of Yield Per Plant of Maize Lancaster Germplasm and Its Improved

Jin Cheng-luo1，Guan Gui-xiang1，Liu Li-kun2

1Tonghua City Academy of Agricultural Sciences 2Mei he kou city A town of yi zuo ying agricultural extension center

Abstract objective： In 6 Lancaster inbred line PH4CV and its improved lines as female parent and 5 other inbred lines as male parent in accordance with incomplete diallel cross of 30 hybrid combinations. Genetic studies on PH4CV and its improved lines. Heterosis analysis showed that the 30 crosses the total average heterosis was 84.45% and the average heterosis range 41.49%-134.73%， the strongest combination of heterosis is T-3×PH5AD， up to 134.73%， the weakest heterosis is T-2×Mo17， 41.49%.Combiningability analysis results showed that the female parent T-3， the highest General combining ability of the yield was 7.26.The yield of T-5 general combining ability is low， -9.80； general with PH5AD yield the highest male force， 7.10， general plant yield PHB1M force is lowest， -6.21. The special combining ability of 18 hybrid combinations of the 30 hybrid combinations was positive， and the special combining ability of T-5 ×PHB1M was the highest， which was 8.71， and the T-5×S122 special combining ability effect was the smallest， which was -9.24. The analysis showed that the PH4CV and its modified system had high general combining ability， and it was easy to produce high yield hybrids. Genetic parameter analysis showed that the genetic variation of yield per plant was not only caused by genetic but also by environment.

Key words：Maize， heterosis， combining ability， yield per plant， genetic parameter

[中圖分類號] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1003-1650 （2016）12-0142-03

玉米是世界重要的糧食作物之一，隨著世界的進(jìn)步，科技的發(fā)展，玉米的用處越來越廣，這也對玉米的產(chǎn)量要求也越來越高，所以在耕地面積有限的前提下，提高玉米產(chǎn)量迫在眉睫[1]。玉米育種關(guān)鍵在于優(yōu)良玉米自交系的選育和對雜種優(yōu)勢充分的利用，只有充分認(rèn)識到其重要性，我國玉米育種事業(yè)才可以快步前進(jìn)[2，3]。只有通過不斷的改良優(yōu)良玉米自交系來獲得產(chǎn)量的提升是很有效的方法。PH4CV從PH7V0×PHBE2雜交組合選育而成，來源于Lancaster種群。Lancaster種質(zhì)在溫帶地區(qū)起著非常重要作用，并且抗性強(qiáng)品質(zhì)優(yōu)，同時適應(yīng)性具有豐產(chǎn)性等優(yōu)良特點[4]。自引進(jìn)Lancaster種質(zhì)，對其進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用及改良，起著極為重要的作用[5]。目前Lancaster優(yōu)勢類群遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，具有選擇潛力和應(yīng)用價值。PH4CV作為Lancaster典型的自交系，同時也是先玉335的父本被廣泛關(guān)注以及利用。本實驗通過對PH4CV改良獲得PH4CV改良系，并對PH4CV及其改良系與其他骨干自交系雜種優(yōu)勢表現(xiàn)即遺傳作用特點進(jìn)行研究，主要目的是為玉米育種產(chǎn)量研究提供一定的參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

材料名稱及來源如表1所示。

1.2 試驗設(shè)計

2014年以PH4CV為父本，分別以鄭58、PH09B、昌7-2、丹340、M5972為母本獲得PH4CV改良系T-1、T-2、T-3、T-4、T-5。

2015年以PH4CV及其改良系為母本，Mo17、PH5AD、PHB1M、PH12TB和S122為父本，按照不完全雙列雜交組配30個雜交組合。

2016年，在通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科研基地將組配的30個雜交組合及其11個親本按照6萬/hm2的密度進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，即增廣Ⅱ設(shè)計，3次重復(fù)，3行區(qū)，行長10米，行距0.65米，田間管理同大田。玉米成熟時，以小區(qū)中間一行中部連續(xù)選10株進(jìn)行田間測量，收獲其對應(yīng)的果穗進(jìn)行室內(nèi)考種。

1.3 統(tǒng)計方法

雜種優(yōu)勢分析是在Excel中利用平均優(yōu)勢法對各主要農(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢進(jìn)行分析[6]。計算公式為：平均優(yōu)勢（%）=

100（ - ）/ 。 是F1代某一性狀均值， 為父本和母本某一性狀平均值。

配合力分析利用劉來福[7]和莫惠棟[8]等人的方法對不完全雙列雜交組合進(jìn)行配合力測定。

遺傳參數(shù)分析利用劉來福和莫惠棟等人的計算方法對遺傳力和配合力基因型方差以及環(huán)境方差等進(jìn)行計算。運(yùn)算過程在Excel中進(jìn)行。

2 結(jié)果分析

2.1 雜種優(yōu)勢分析

以PH4CV及其改良系做母本，Mo17、PH5AD、PHB1M、PH12TB和S122做父本進(jìn)行雜交，雜種優(yōu)勢表現(xiàn)如表2。30個雜交組合總平均優(yōu)勢84.45%，平均優(yōu)勢范圍41.49%-134.73%，表明以PH4CV及其改良系作為母本，Mo17、PH5AD、PHB1M、PH12TB和S122做父本組配的雜交組合具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢。其中雜種優(yōu)勢最強(qiáng)組合為T-3×PH5AD，達(dá)134.73%。雜種優(yōu)勢最弱的組合為T-2×Mo17，為41.49%。

2.2 方差分析

對30個雜交組合及其親本的單株產(chǎn)量方差分析結(jié)果表明，親本間、雜交種間以及親本對雜交種間差異均達(dá)到極顯著水平如表3所示，說明所選用的親本及其組配的雜交組合遺傳差異普遍存在，可作進(jìn)一步分析。

注：*和**分別表示0.05和0.01顯著水平

2.3 配合力分析

2.3.1 一般配合力分析

11個供試親本的一般配合力（GCA）效應(yīng)值見表4。其中T-3、PH4CV和T-1單株產(chǎn)量一般配合力較高，分別為7.26、5.72和4.47。T-4、T-2和T-5單株產(chǎn)量一般配合力較低，分別為-3.75、-3.91和-9.80；父本中PH5AD、PH12TB和Mo17單株產(chǎn)量的一般配合力較高，PHB1M和S122的單株產(chǎn)量一般配合力較低。

2.3.2 特殊配合力分析

30個雜交組合的單株產(chǎn)量特殊配合力（SCA）效應(yīng)值見表5。由表5可知，30個雜交組合中，T-5×PHB1M的特殊配合力效應(yīng)值最高，為8.71；T-2×S122、PH4CV×PH12TB、PH4CV×PH5AD、T-5×Mo17的特殊配合力效應(yīng)值次之，分別為8.12、6.80、6.80、6.63；T-5×S122特殊配合力效應(yīng)值最小，為-9.24。其中，共有18個雜交組合的特殊配合力效應(yīng)值為正值，說明PH4CV及其改良系易于組配出單株產(chǎn)量較高的雜交種。

2.4 遺傳參數(shù)分析

為了更進(jìn)一步的了解所組配的各組合的遺傳表現(xiàn)，對單株產(chǎn)量進(jìn)行遺傳參數(shù)分析。根據(jù)方差分析結(jié)果計算單株產(chǎn)量的遺傳參數(shù)如表6所示。一般配合力遺傳方差（Vg）與特殊配合力方差（Vs）均極顯著存在。一般配合力方差遠(yuǎn)遠(yuǎn)要大于特殊配合力方差，表明單株產(chǎn)量雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)主要是以加性基因效應(yīng)起主導(dǎo)作用，親本對雜種后代的作用較大。單株產(chǎn)量的廣義遺傳率較大而狹義遺傳率相對較小，說明該單株產(chǎn)量加性效應(yīng)大于非加性效應(yīng)，但不是很明顯，所以單株產(chǎn)量的變異主要是由遺傳引起的，但同時也會受到環(huán)境影響，所以對其選擇一定要考慮全面。尤其是，對單株產(chǎn)量的選育不宜在早代進(jìn)行選育。

3 結(jié)果與討論

玉米是我國三大糧食作物之一，占據(jù)著極為重要的地位，隨著科技的發(fā)展對玉米的用途也更為廣泛。同時，隨著人口的增加對糧食的需求也在急劇的增加，這就需要提高單產(chǎn)來達(dá)到這一目標(biāo)。而現(xiàn)在的工作重點是要培育出在高密度下單株產(chǎn)量仍然可以高產(chǎn)的玉米品種，也就是說通過提高密度來完成高產(chǎn)。Lancaster類群是我國主要類群種質(zhì)之一[*]，在育種歷史中起著舉足輕重的作用。隨著我國玉米種質(zhì)資源的不斷引進(jìn)與不斷地創(chuàng)新，同時我國玉米育種的方向也有所改變，從而導(dǎo)致了對Lancaster類群的利用越來越少，和它組配產(chǎn)生的稀植大棒的玉米品種被耐密的玉米品種所逐漸取代了[10]，但是PH4CV一直被不斷的應(yīng)用。

本研究以6個Lancaster自交系PH4CV及其改良系為母本，5個其它骨干自交系為父本按照不完全雙列雜交組配30個雜交組合。對PH4CV及其改良系進(jìn)行遺傳研究。結(jié)果表明30個雜交組合總平均優(yōu)勢84.45%，平均優(yōu)勢范圍41.49%-134.73%，其中雜種優(yōu)勢最強(qiáng)組合為T-3×PH5AD，達(dá)134.73%，雜種優(yōu)勢最弱的組合為T-2×Mo17，為41.49%。母本中T-3、單株產(chǎn)量一般配合力最高，為7.26。T-5單株產(chǎn)量一般配合力較低，為-9.80；父本中PH5AD單株產(chǎn)量的一般配合力最高，為7.10，PHB1M的單株產(chǎn)量一般配合力最低，為-6.21。30個雜交組合中共有18個雜交組合的特殊配合力效應(yīng)值為正值，T-5×PHB1M的特殊配合力效應(yīng)值最高，為8.71，T-5×S122特殊配合力效應(yīng)值最小，為-9.24。分析表明PH4CV及其改良系一般配合力較高，易于組配出單株產(chǎn)量較高的雜交種。遺傳參數(shù)分析表明，單株產(chǎn)量的遺傳變異不僅受遺傳引起還會由環(huán)境引起。所以，對單株產(chǎn)量的選育不宜在早代進(jìn)行選育。

參考文獻(xiàn)

[1]翁凌云.我國玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策分析[J] .中國食物與營養(yǎng)，2010（1）：22-25.

[2]王鵬文，高大翔.玉米種質(zhì)類群劃分和利用研究對天津市玉米育種的啟示[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（4）：1-5.

[3]田軍.玉米育種的現(xiàn)狀及內(nèi)蒙玉米育種的策略[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2014（3）：51.

[4]陳澤輝，朱云芳，王安貴等. 玉米 Tuxpeno-Reid 和 Suwan-Lancaster

合成群體相互輪回選擇效果及雜種優(yōu)勢研究[J].玉米科學(xué)，2013，21（4）：1-5，10.

[5]鄭大浩，李艷茹，金峰學(xué)等.中國玉米 Lancaster 雜種優(yōu)勢群自交系

的系譜、種質(zhì)基礎(chǔ)分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35（7）：750-757.

[6]華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、廣東農(nóng)林學(xué)院編.植物遺傳育種學(xué)[M].科學(xué)出版社，1976.

[7]劉來福等.作物數(shù)量遺傳[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社. 1984.206-250

[8]莫惠棟等.增廣NCⅡ設(shè)計和遺傳模型測驗[J].作物學(xué)報.1991，17（1）：1-9.

[9]衣洪坤，李繼竹，梁雨娟等.吉林省玉米雜交種主要農(nóng)藝性狀演變趨勢[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，33（5）：473-477，484.

[10]張野，孫貴星，楊巍等.玉米Mo17及其改良系單株產(chǎn)量遺傳研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.2014，36（3）：265-270.