18個玉米自交系配合力及雜種優(yōu)勢群分析

秦家友　嚴康　劉霞

摘要[目的]研究玉米自交系及其組合性狀的配合力，確定其應用和改良方向。[方法]采用NCⅡ設計，以3個強優(yōu)勢組合的親本自交系為測驗種，與12個新選系配制72個雜交組合，分析18個玉米自交系的配合力和雜種優(yōu)勢群。[結果]N045、N1150、內自268和N303的單株產量一般配合力較高，易配制出高產組合；N98、779-1、N1150、Z544、內自N36、內自268和濟533在降低株高和穗位高方面應用潛力較大；N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可歸為內自N36、4011和F15所在的A群，N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可歸為內自268、濟533和F06所在的B群。[結論]該研究可為自交系的改良與應用提供參考。

關鍵詞玉米；自交系；配合力；雜種優(yōu)勢群

中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）20-0034-03

Abstract[Objective] Combining ability of maize inbred lines and their combinations were studied to determine the application and improvement direction .[Method]Combining ability and heterotic groups of 18 maize inbred lines were analyzed based on the data of NCⅡdesign，in which 12 new lines were crossed with parental inbred lines of 3 high heterosis combinations，72 hybridized combinations were established. [Result] Inbred lines N045， N1150， Neizi 268 and N303 had higher GCA for yield per plant， they were more likely to produce high yield combinations.Inbred lines N98， 779-1， N1150， Z544， Neizi N36， Neizi 268 and Ji 533 had great potential for decreasing plant and ear height. Inbred lines N303， 1F1-1， 779-1， 779-3 and N33 were classified into the heterotic group A as Neizi N36， 4011 and F15， while N98， C38012， G-3， N1150， N045， SU17 and Z544 were clustered into the heterotic group B with Neizi 268， Ji 533 and F06.[Conclusion]The research could give reference for improvement and application of inbred line.

Key wordsMaize；Inbred lines；Combining ability；Heterotic group

玉米育種中配合力高低是自交系篩選和親本選配的重要依據，對自交系及其組合各性狀進行配合力測定，可了解其利用潛力，進而明確其應用和改良方向。雜種優(yōu)勢的利用是玉米高產的主要技術手段，將遺傳多樣的種質資源劃分為不同的雜種優(yōu)勢群，形成自己的雜種優(yōu)勢模式，并結合配合力表現對種質進行有目的地改良和創(chuàng)新，易于選育出優(yōu)良的自交系和配制出強優(yōu)勢組合，提高育種效率。該研究以組合雜種優(yōu)勢較強的3對親本自交系為測驗種，分析18個自交系各性狀的配合力表現，并劃分雜種優(yōu)勢群，為自交系的進一步改良和應用提供參考。

1材料與方法

1.1材料

以近年育成的12個自交系N98、N303、1F1-1、779-1、779-3、C38012、G-3、N1150、N045、N33、SU17、Z544為被測系，3對自交系內自N36和內自268、濟533和4011、F06和F15為測驗種。3對測驗種代表了不同的雜種優(yōu)勢模式，組合內自N36×內自268在四川平壩丘陵地區(qū)綜合性狀優(yōu)良，產量表現突出，推廣利用價值高；濟533×4011在四川省有較大面積的推廣；F06×F15即正大615在云南推廣面積較大。

1.2試驗設計

2015年冬在海南樂東縣九所鎮(zhèn)按NCⅡ設計，以被測系為母本，測驗種為父本，組配72個組合。2016年春季在四川內江種植雜交組合，采用隨機區(qū)組設計，3次重復，單行區(qū)，行長3.7 m，行距0.9 m，每行種8窩16株，種植密度4.8萬株/hm2，每行選取中間10株測定株高、穗位高，室內考種穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重和單株產量。

1.3數據統(tǒng)計方法

按NCⅡ設計的原理和方法，利用DPS 7.05進行數據處理和分析，估算一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）相對效應值。根據單株產量SCA相對效應值劃分雜種優(yōu)勢群，在測驗種固定的情況下，SCA較低的劃入同一雜種優(yōu)勢群。

2結果與分析

2.1配合力方差分析

各性狀方差分析表明（表1），所測8個性狀組合間方差均極顯著，說明不同組合間各性狀存在極顯著差異。進一步進行配合力方差分析，結果表明，被測系的行粒數和單株產量一般配合力（GCA）方差達顯著水平，其余性狀達極顯著水平；測驗種的穗長、行粒數和單株產量一般配合力（GCA）方差顯著，其余性狀極顯著；各性狀的特殊配合力（SCA）方差均達極顯著水平。

2.2一般配合力相對效應分析

各性狀GCA相對效應分析表明（表2），N98、779-1、N1150、Z544、內自N36、內自268和濟533株高和穗位高GCA相對效應值均為負，用它們配制的組合可有效降低株高和穗位高；779-3、C38012、G-3、N045、SU17、4011、F06和F15株高和穗位高GCA相對效應值均為正，配制的組合株高和穗位較高的幾率大；N303和1F1-1株高GCA相對效應值為負、穗位高為正；N33株高GCA相對效應值為正、穗位高為負，所配組合抗倒性可能較差。

單株產量GCA方面，N045、N1150、內自268和N303相對效應值較高，依次為17.14、16.04、15.01和12.97，其配制的組合增產的可能性大；779-1的相對效應值最低為-20.57。穗部其他性狀，G-3穗長、N544穗粗、N1150行粒數、內自268的穗行數和百粒重GCA相對效應值最大，分別為9.53、9.74、11.23、13.64和8.67；Z544穗長、F06穗粗、C38012穗行數、779-1行粒數、F15百粒重GCA相對效應值最小，分別是-6.63、-7.99、-10.14、-10.59、-8.32。N303、N1150、N045和4011穗部性狀GCA相對效應值均為正，內自268除穗長GCA相對效應值為負外，其余穗部性狀為正向較大值，用這5個自交系配制的組合穗部綜合性狀較優(yōu)概率大，有利于增加產量；1F1-1、779-1和779-3穗部性狀GCA相對效應值均為負。

2.3單株產量特殊配合力相對效應分析

組合單株產量SCA相對效應分析表明（表3），72個組合中有39個組合SCA相對效應值為正，33個組合為負，其中，N33×內自268、779-1×F06、Z544×4011、G-3×內自N36、779-3×內自268、G-3×濟533、SU17×內自N36、N33×F06和N98×F06表現較好，單株產量SCA相對效應值依次為30.61、29.72、25.55、24.69、24.17、23.99、21.79、21.61和20.81；G-3×內自268、N045×F06、N33×濟533、Z544×濟533、779-1×內自N36、G-3×F06和779-1×4011表現較差，單株產量SCA相對效應值分別為-39.54、-33.70、-30.39、-28.30、-24.69、-21.08和-20.33。

2.4雜種優(yōu)勢群分析

以3對測驗種為參照分析雜種優(yōu)勢群，在測驗種固定的情況下，分別估算被測系與每對測驗種之間的單株產量SCA相對效應值，SCA較低的劃入同一雜種優(yōu)勢群。結果表明（表4），以內自N36和內自268為參照，N303、1F1-1、779-1、779-3、N1150、N33和Z544可劃入內自N36一群；N98、C38012、G-3、N045和SU17可劃入內自268一群。以濟533和4011為參照，N98、C38012、N1150、N33和Z544可歸為濟533一群；N303、1F1-1、779-1、779-3、G-3、N045和SU17可歸為4011一群。以F06和F15為參照，N303、C38012、G-3、N1150、N045和Z544可與F06劃為一群；N98、1F1-1、779-1、779-3 、N33和SU17可與F15劃為一群。

以上分析表明，1F1-1、779-1和779-3無論以哪一對被測系為參照均可劃入同一雜種優(yōu)勢群，為減少雜種優(yōu)勢群，提高育種效率，將與1F1-1、779-1和779-3同群的內自N36、4011和F15歸為A群，內自268、濟533和F06歸為對應群B群。利用被測系與A群和B群各測驗種的測交組合單株產量平均值估算SCA相對效應值，并根據SCA劃分雜種優(yōu)勢群，結果表明，N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可歸為A群，N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可歸為B群。系譜分析表明，內自N36與N33、779-1與779-3為姊妹系，且所含Reid血緣比重較大，血緣關系近；F06、G-3、N045和Z544含熱帶血緣比重較大；這些自交系都劃入對應的雜種優(yōu)勢群中，說明該劃群方法有較大的合理性。

3結論與討論

配合力高低是評價育種材料應用潛力的重要指標，玉米自交系配合力的測定常利用代表幾大雜種優(yōu)勢群的標準測驗種進行[1-6]。該研究以強優(yōu)勢組合的3對親本自交系為測驗種，分析了12份新選自交系與其配合力的表現，結果顯示，N045、N1150、內自268和N303單株產量GCA相對效應值較高，用其配制的組合增產的可能性大；N303、N1150、N045、4011和內自268穗部性狀GCA表現較好，用這5個自交系配制的組合穗部綜合性狀較優(yōu)的概率大；N98、779-1、N1150、Z544、內自N36、內自268和濟533株高和穗位高GCA相對效應值均為負，用它們配制的組合可有效地降低株高和穗位高。

通過合理劃分雜種優(yōu)勢群和建立雜種優(yōu)勢模式，使自交系的組配方向更加明確，可避免選配的盲目性，增加篩選出強優(yōu)勢組合的幾率。目前，我國玉米種質主要分為Reid、四平頭、旅大紅骨、Lancaster、P群和熱帶種質群等[7-12]，形成了多個雜種優(yōu)勢模式。過多的雜種優(yōu)勢群和雜種優(yōu)勢模式，在育種基礎材料的創(chuàng)建和雜交組合的組配過程中會帶來困惑，盡量簡化雜種優(yōu)勢群和模式，才能高效利用雜種優(yōu)勢，提高玉米育種效率。王建軍等[13]根據組合的產量SCA和中親優(yōu)勢將12個外來群體劃分為A、B和D群，建議在改良外來群體適應性的基礎上，可以我國A、B、D類群種質為核心，利用群體內種質構建復合種質并進行改良，逐步拓寬我國玉米種質。李明順等[14]根據系譜和產量SCA分析，對22個來自CIMMYT的亞熱帶QPM自交系進行雜種優(yōu)勢群劃分，認為來源于群Poo132、UWO417、WOMTA、CYO、Poo133的自交系可劃為QA群；來源于群體Poo134和UYO的自交系可劃為QB群；Pob67和Pob68遺傳基礎比較豐富，尚不能確定屬于哪一類群。

該研究先以3對測驗種為參照，在測驗種固定的情況下，利用單株產量SCA相對效應值劃分雜種優(yōu)勢群，結果發(fā)現，1F1-1、779-1和779-3無論以哪一對被測系為參照均可劃入同一雜種優(yōu)勢群；后將與1F1-1、779-1和779-3同群的內自N36、4011和F15歸為A群，內自268、濟533和F06歸為對應群B群，利用被測系與A群和B群各測驗種的測交組合單株產量平均值估算SCA相對效應值，最終根據SCA將18個自交系劃分為A、B 2個雜種優(yōu)勢群，并結合系譜分析驗證了該方法劃分雜種優(yōu)勢群具有一定的可靠性。

參考文獻

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