從不同源雜交種選育玉米二環(huán)系的配合力研究

， (貴州省旱糧研究所， 貴陽(yáng) 550009)

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從不同源雜交種選育玉米二環(huán)系的配合力研究

潘敏娜，鄭常祥
(貴州省旱糧研究所， 貴陽(yáng) 550009)

在玉米育種中以GCA，SCA為指標(biāo)選擇玉米二環(huán)系的源雜交種作為基礎(chǔ)材料來(lái)選系，從而選擇優(yōu)良的玉米自交系和雜交組合，本研究結(jié)果表明，這種選育玉米自交系的方法是可行和有效的。

玉米自交系； 二環(huán)系； 配合力； 玉米產(chǎn)量

中國(guó)的玉米栽培面積和總產(chǎn)量均居世界第2位，隨著我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，需要優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的玉米雜交種，而提高雜交種產(chǎn)量的前提是選育出優(yōu)良的自交系(配合力高、產(chǎn)量高、抗病、抗逆較強(qiáng)、農(nóng)藝性狀好)。在玉米雜交種育種中，親本自交系的配合力對(duì)于組配出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的雜交組合有著重要的意義，現(xiàn)代玉米育種都圍繞雜種優(yōu)勢(shì)利用開(kāi)展工作，改良玉米自交系，組配強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合也是其中的關(guān)鍵，主要是改良選育自交系的基礎(chǔ)材料，目前選育自交系的基礎(chǔ)材料主要是窄基雜交種和寬廣基礎(chǔ)群體，在美國(guó)玉米育種中，76%的力量來(lái)自自交系的選育，其中利用二環(huán)系方法選育的自交系占80%，我國(guó)近20年的玉米育種的實(shí)踐證明：如選育8112，5003，478等二環(huán)系在組配優(yōu)良組合中發(fā)揮著重要作用。

玉米種質(zhì)擴(kuò)增改良與創(chuàng)新利用離不開(kāi)自交系本身的改良，自交系一般配合力的提高是玉米產(chǎn)量提高的基礎(chǔ)，玉米自交系配合力測(cè)定成為育種過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)，可以判斷自交系的優(yōu)劣和雜交種選育，玉米雜交種選育工作難在選系，重在組配、中心是配合力問(wèn)題[1]，配合力是評(píng)價(jià)玉米自交系利用價(jià)值的重要指標(biāo)，明確玉米自交系效應(yīng)對(duì)雜交種組配、自交系的改良有著十分重要的意義[2]。本研究基于利用玉米育種以一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)為指標(biāo)來(lái)選擇自交系組配玉米二環(huán)系的源雜交種，將其作為基礎(chǔ)材料進(jìn)行選系，從而選育優(yōu)良的玉米自交系和組配優(yōu)良的雜交組合，旨在通過(guò)本研究提出選育玉米自交系的方法，為玉米育種提供優(yōu)良的高配合力自交系和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米雜交種。

1 材料與方法

1.1 供試材料

較好的組配二環(huán)系的源雜交種的方法(有3種)：

第1種方法：選產(chǎn)量GCA高，相互間SCA大小適中的2個(gè)自交系組配獲得源雜交種，自交得到二環(huán)系：

Ⅰ(1)08 D 301×X 936

Ⅰ(2)08 D 186×QET

第2種方法：選一個(gè)產(chǎn)量GCA高，另一個(gè)產(chǎn)量GCA中等，相互間SCA很大的2個(gè)自交系組配獲得源雜交種，自交得到二環(huán)系：

Ⅱ(2)08 D 305×J 106-1、08 D 305×J 106-2、08 D 305×J 106-3、08 D 305×J 106-4

Ⅱ(1)08 D 170×QET

Ⅱ(4)SD 14×X 941

表3 超出對(duì)照組合產(chǎn)量

組合名稱(chēng)產(chǎn)量(kg/667m2)比對(duì)照增產(chǎn)(%)小區(qū)產(chǎn)量(kg/3．5m2)位次Ⅰ(1)(08D301×X936)×973141294．6356．801Ⅱ(2)(08D305×J106?3)×973141203．4266．322Ⅱ(2)(08D305×J106?2)×973141202．1266．313Ⅱ(1)(08D170×QET)×112731177．8236．184Ⅰ(2)(08D186×QET)×QA1021169．1226．145Ⅱ(2)(08D305×J106?4)×QA1021146．0206．026Ⅱ(2)(08D305×J106?1)×973141121．2175．897Ⅱ(1)(08D170×QET)×973141106．2165．818Ⅱ(2)(08D305×J106?4)×973141089．7145．729Ⅲ(1)(08DC28×C171)×973141062．4115．5810Ⅱ(2)(08D305×J106?2)×EBQ1040．295．4611Ⅱ(2)(08D305×J106?2)×112731026．575．3912Ⅰ(2)(08D186×QET)×EBQ1012．565．3213Ⅲ(1)(D2206×C171)×973141006．855．2914Ⅰ(2)(08D186×QET)×11273991．645．2115Ⅰ(1)(08D301×X936)×QA102985．935．1816Ⅲ(3)(08D107×C171)×97314984．635．1717Ⅱ(2)(08D305×J106?30×11273964．915．0718Ⅱ(2)(08D305×J106?4)×EBQ958．405．0319對(duì)照(黔單16號(hào))955．505．0220

第3種方法(作為對(duì)照)：選一個(gè)產(chǎn)量GCA高，另一個(gè)產(chǎn)量GCA中等，相互間SCA很小的2個(gè)自交系組配獲得源雜交種，自交得到二環(huán)系：

Ⅲ(3)08 D 107×C 171Ⅲ(2)10 DB 118×B 25Ⅲ(1)08 DC 28×C 171Ⅲ(1)D 2206×C 171。

表1 母本材料及編號(hào)

編號(hào)母本名稱(chēng)1Ⅲ(3)08D107×C1712Ⅲ(2)10DB118×B253Ⅱ(2)08D305×J106?14Ⅱ(1)08D170×QET5Ⅲ(1)08DC28×C1716Ⅱ(2)08D305×J106?27Ⅱ(4)SD14×X9418Ⅲ(1)D2206×C1719Ⅱ(2)08D305×J106?310Ⅰ(1)08D301×X93611Ⅰ(2)08D186×QET12Ⅱ(2)08D305×J106?4

上述12份材料2013年冬穩(wěn)定，用上述材料12份作為母本，選用本課題組常用4份自交系作為父本(測(cè)驗(yàn)自交系)，97314(熱帶血緣)、EBQ(熱帶血緣)、QA 102(溫帶 )、11273(蘇灣)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以3種方法獲得的二環(huán)系12份作為母本，

以4份骨干自交系作為測(cè)驗(yàn)自交系，按NC-Ⅱ雜交模式于2013年冬組配48個(gè)玉米雜交組合，為便于產(chǎn)量比較，加入黔單16號(hào)作對(duì)照，共49個(gè)組合，2014年春在貴州省農(nóng)科院旱糧所玉米試驗(yàn)地進(jìn)行試驗(yàn)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3個(gè)重復(fù)，單行區(qū)，行長(zhǎng)5 m，行距0.7 m，株距0.25 m，小區(qū)面積3.5 m2，單株留苗20株。玉米成熟后收小區(qū)測(cè)產(chǎn)，曬干脫粒稱(chēng)重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 7.5統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)所測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析和配合力效應(yīng)值的分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 組合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析見(jiàn)表2、表3。

從表3可以看出，組配產(chǎn)量較高組合19份的自交系中，第1種方法獲得源雜交種選育的二環(huán)系組配的組合占5/19，第1位的產(chǎn)量是第1種方法獲得的，第2種方法獲得源雜交種選育的二環(huán)系組配的組合占11/19，產(chǎn)量較高是第2種方法獲得的，16份高產(chǎn)組合多屬于第1種和第2種方法選育二環(huán)系組配的，第3種方法獲得的高產(chǎn)組合有3個(gè)。

表2 方差分析

變異來(lái)源平方和自由度均方F值p值重復(fù)間295547．32147773．75．95??0．0037組合間34700594872292．912．911??0．0001誤差23841829624835．23總變異6149789146

注：重復(fù)間的差異達(dá)0.01水平差異顯著，組合間的差異達(dá)0.01水平極顯著。

2.2 方差分析及配合力分析

方差分析及配合力分析見(jiàn)表4。

2.3 配合力的分析

一般配合力方差=67.42%，特殊配合力方差=32.58%，廣義遺傳力=41.70%，狹義遺傳力=28.12%。從表6看出，自選的玉米自交系一般配合力效應(yīng)值最高的是6自交系(13.788)，以下依次是12(11.357)、4(8.94)、10(8.09)、11(7.18)、9(4.5)、3(0.292)、5(-5.380 2)、2(-8.191 1)、8(-13.267 7)、1(-10.595)、7(-16.702 1)。作為測(cè)驗(yàn)自交系的一般配合力97314(13.803 2)最高，以下依次是11273以下依次是4×11273(20.398 3)、12×QA 102(19.835 6)、10×97314(18.245 7)，最低的是11×97314(-35.768 9)、8×QA 102(-16.985)。10×97314組合產(chǎn)量最高(6.8 kg)，其10和97314的小區(qū)產(chǎn)量一般配合力(GCA)的效應(yīng)值分別為8.085 2和13.803 2，組合的特殊配合力(SCA)效應(yīng)值(18.245 7)，親本(GCA)效應(yīng)值較高，組合(SCA)效應(yīng)值一般，其產(chǎn)量也較高，表明在親本一般配合力和特殊配合力效應(yīng)值相對(duì)較高的條件下組配玉米雜交種組合可獲得較高的產(chǎn)量水平。8×QA 102組合產(chǎn)量最低(3.04 kg)，其8和QA 102的小區(qū)產(chǎn)量一般配合力(GCA)的效應(yīng)值分別為-13.267 7和-7.143 5，組合的特殊配合力(SCA)效應(yīng)值(-16.985 4)，親本(GCA)效應(yīng)較低，組合(SCA)效應(yīng)值也低，其產(chǎn)量水平也低，表明在親本一般配合力和特殊配合力效應(yīng)值相對(duì)低的條件下組配玉米雜交種組合產(chǎn)量水平也低。玉米組合產(chǎn)量水平的高低取決于親本間的加性方差與非加性方差的共同作用。

表6 小區(qū)產(chǎn)量一般配合力和特殊配合力效應(yīng)值

編號(hào)母本/父本97314EBQQA10211273p2．(GCA)1Ⅲ(3)08D107×C1713．3715-9．27521．32844．5753-10．5952Ⅲ(2)10DB118×B25-7．07551．89445．10170．0794-8．19113Ⅱ(2)08D305×J106?17．27193．7464-6．2744-4．7440．2924Ⅱ(1)08D170×QET-3．0054-8．5822-8．810720．39838．93965Ⅲ(1)08DC28×C1716．57313．27490．8632-10．7112-5．38026Ⅱ(2)08D305×J106?22．53383．623-5．3343-0．822513．7887Ⅱ(4)SD14×X941-5．3455-0．5831-9．141315．0699-16．70218Ⅲ(1)D2206×C1718．448510．8094-16．9854-2．2724-13．26779Ⅱ(2)08D305×J106?311．958-0．8811-12．87591．7994．499110Ⅰ(1)08D301×X93618．2457-8．46255．7722-15．55548．085211Ⅰ(2)08D186×QET-35．76897．23626．52092．0127．175112Ⅱ(2)08D305×J106?4-7．2072-2．799919．8356-9．828511．357p1．(GCA)13．8032-4．8111-7．1435-1．8485

(-1.848 5)、EBQ(-4.811 1)、QA 102(-7.143 5)。特殊配合力效應(yīng)值最高的組合為11×QA 102(20.398 3)，

表4 方差分析

變異來(lái)源自由度平方和均方F-值p值重復(fù)20．02020．01015．7955??0．0042組合470．2390．00512．9232??0．0001P1110．08470．00772．60470．0165P230．05680．01896．40450．0015p1xp2330．09750．0031．6990．0249誤差940．16350．0017合計(jì)1430．4226

注：重復(fù)間的差異達(dá)0.01水平差異極顯著，組合間的差異達(dá)0.01水平極顯著?？蓪?duì)親本進(jìn)行配合力的分析。

表5 各組合小區(qū)產(chǎn)量(kg/3.5 m2)

編號(hào)母本/父本97314EBQQA10211273母本均值1Ⅲ(3)08D107×C1715．173．654．054．474．342Ⅲ(2)10DB118×B254．784．314．354．374．453Ⅱ(2)08D305×J106?15．894．814．214．554．864Ⅱ(1)08D170×QET5．814．634．516．185．285Ⅲ(1)08DC28×C1715．584．524．293．984．596Ⅱ(2)08D305×J106?26．315．464．915．395．527Ⅱ(4)SD14×X9414．453．783．254．684．048Ⅲ(1)D2206×C1715．294．503．044．014．219Ⅱ(2)08D305×J106?36．324．794．105．075．0710Ⅰ(1)08D301×X9366．804．605．184．405．2411Ⅰ(2)08D186×QET4．135．326．145．215．2012Ⅱ(2)08D305×J106?45．725．036．024．845．40父本均值5．524．624．504．76

3 結(jié)果和討論

3.13種選系方法的比較：產(chǎn)量比對(duì)照黔單16號(hào)增產(chǎn)的16份組合的自交系多屬于第1、2種方法獲得的自交系，第3種方法獲得的高產(chǎn)組合有3個(gè)?？梢酝ㄟ^(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)篩選出可參加試驗(yàn)的組合。

3.23種方法獲得的自交系的一般配合力為Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-2gt;Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-4gt;Ⅱ(1) 08 D 170×QETgt;Ⅰ(1)08 D 301×X 936gt;Ⅰ(2)08 D 186×QETgt;Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-3gt;Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-1gt;Ⅲ(1)D 2206×C 171gt;Ⅲ(2)10 DB 118×B 25gt;Ⅲ(1)D 2206×C 171gt;Ⅲ(3)08 D 107×C 171gt;Ⅱ(4) SD 14×X 941，表明在選育自交系的方法中獲得的二環(huán)系一般配合力效應(yīng)是正值的是第1種和第2種方法，其中第2種方法選育出一般配合力高的頻次較多，其中08 D 305×J 106選育出的不同穗行的自交系配合力較高。第3種方法獲得的二環(huán)系一般配合力效應(yīng)值為負(fù)值也較低。

第1種方法，選產(chǎn)量GCA高，相互間SCA大小適中的2個(gè)自交系組配獲得源雜交種，自交得到二環(huán)系；第2種方法，選一個(gè)產(chǎn)量GCA高，另一個(gè)產(chǎn)量GCA中等，相互間SCA很大的2個(gè)自交系組配獲得源雜交種，自交得到二環(huán)系，第1、2種方法獲得的源雜交種產(chǎn)量就比較高，多代自交獲得自交系的一般配合力較高，表明一般配合力(GCA)作用的加性效應(yīng)可以穩(wěn)定遺傳并發(fā)生重組累加的組份，而特殊配合力作用的非加性基因效應(yīng)是由特定的基因的互作決定的。一個(gè)自交系的GCA大，則表明該自交系擁有的優(yōu)良基因多，利用價(jià)值高。

第3種方法(作為對(duì)照)：選一個(gè)產(chǎn)量GCA高，另一個(gè)產(chǎn)量GCA中等，相互間SCA很小的2個(gè)自交系組配獲得源雜交種，自交得到二環(huán)系，SCA反映了自交的遺傳差異小，近似于一個(gè)純合的自交系自交，不能產(chǎn)生較多的遺傳變異，也就無(wú)從選擇了，沒(méi)有雜種優(yōu)勢(shì)模式，自交得到二環(huán)系的配合力較低，但有些組合的特殊配合力還是較高的，可加以利用。

比較3種選系的方法，在玉米育種中以GCA，SCA為指標(biāo)選擇玉米二環(huán)系的源雜交種作為基礎(chǔ)材料來(lái)選系，從而選擇優(yōu)良的玉米自交系和雜交組合，旨在通過(guò)本研究提出選育玉米自交系的方法，獲得優(yōu)良玉米自交系，獲得高產(chǎn)組合，這種方法是可行的。

3.3結(jié)果分析：本試驗(yàn)只比較3種選系方法選育的自交系的一般配合力，第1種和第2種為較好的方法，獲得玉米自交系配合力較高，配出的高產(chǎn)組合也多，從結(jié)果分析看，獲得自交系B 253 (08 D 305×J 106)、08 D 170×QET、08 D 186×QET是配合力較好的自交系，獲得產(chǎn)量較高的組合(08 D 170×QET)×11273、(08 D 305×J 106-4)×97314等組合，第3種方法除配了幾個(gè)高產(chǎn)組合，一般配合力較低，(D 2206×C 171)×EBQ和(D 2206×C 171)×97314兩組合特殊配合力較高, 可利用其特殊配合力。本試驗(yàn)中第2種方法有一組自交系Ⅱ(4) SD 14×X 941(-16.702 1)一般配合力效應(yīng)值最低，但組合(SD 14×X 941)×11273的特殊配合力還是較高的，為何會(huì)產(chǎn)生這樣的結(jié)果，值得進(jìn)一步試驗(yàn)研究和思考。3種方法獲得的玉米二環(huán)系的2個(gè)親本及其自交系本身的配合力比較還有待進(jìn)一步深入研究，選出的二環(huán)系的配合力是優(yōu)于還是低于兩個(gè)親本，還是介于兩者之間，各種方法獲得的二環(huán)系之間的配合力的比較，有待進(jìn)一步研究，為此就本試驗(yàn)獲得的材料和親本之間，及其各種方法獲得的自交系之間進(jìn)行25×25的雙列雜交，進(jìn)一步分析配合力的效益值，更能完善研究。

3.4通過(guò)分子標(biāo)記對(duì)各組自交系進(jìn)行標(biāo)記，更能有效深入研究玉米高產(chǎn)配合力。

[1]吳渝生,劉敏惠.我國(guó)玉米育種雙列雜交和配合力分析的研究進(jìn)展[J].云南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1999(2):229-232.

[2]李小琴,劉級(jí)麟,熊秀珠,等.玉米自交系產(chǎn)量配合力綜合評(píng)定方法的探討[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1996(3):205-209.

[3]高之仁.數(shù)量遺傳學(xué)[M].成都:四川大學(xué)出版社,1992.

[4]任洪,鄭常祥,郭大維,等.11個(gè)常用玉米自交系主要數(shù)量性狀配合力分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),1993(3):19-24.

(本欄目責(zé)任編輯：周介雄)

Study on the Combining Ability of Maize Ring Lines from Different Sources

PANMinna,ZHENGChangxiang
(Guizhou Institute of Upland Crops，Guiyang 550009,China)

In maize reeding in GCA SCA as the index choice source hybridization of the ring line of maize as material foundation to selection, and selection of excellent maize inbred lines and hybrid combinations, and through this study proposed the maize inbred line breeding method is feasible and effective.

combining ability of maize inbred lines; two rings; combining ability ; maize yield

2016-10-13

貴州省科技農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目“高配合力玉米自交系和高產(chǎn)玉米雜交種的選育”(黔科合NY字[2011]3086號(hào))。

潘敏娜(1973—)，女，副研究員，主要從事玉米育種研究；

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.02.041

S 513

A

1001-4705(2017)02-0041-04