鮮食型糯玉米果皮厚度和皮渣率的配合力及相關(guān)性分析

張 垚，楊躍華，孔亮亮，劉俊峰，宋俏姮

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所，四川 德陽 618000）

糯玉米食法多種多樣，既可以蒸煮后直接食用，又可以加工成罐頭等食品，深受廣大消費(fèi)者的喜愛，已發(fā)展成為一個(gè)具有較大潛力的新型產(chǎn)業(yè)。優(yōu)良糯玉米的必要條件是皮薄渣少、粘軟清香、柔嫩爽口[1～3]。因此，作為衡量糯玉米柔嫩度指標(biāo)的果皮厚度和皮渣率，在鮮食型糯玉米育種性狀選擇中占有重要地位。雜交育種中選擇親本的主要依據(jù)是親本自交系配合力的高低，準(zhǔn)確選出親本并盡快確定強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合是育種工作的關(guān)鍵[4]。因此，分析糯玉米果皮厚度和皮渣率配合力的高低與遺傳規(guī)律，是選育優(yōu)良糯玉米品種的重要內(nèi)容。目前，關(guān)于糯玉米果皮厚度和皮渣率的配合力分析及其相關(guān)關(guān)系研究較少。以10個(gè)糯玉米自交系為試材，采用NCⅡ試驗(yàn)設(shè)計(jì)，組配24個(gè)雜交組合，分析各自交系的果皮厚度和皮渣率配合力效應(yīng)水平與遺傳特性，并探討了果皮厚度與皮渣率之間的相關(guān)關(guān)系，旨為鮮食糯玉米新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2017年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所德陽基地進(jìn)行。參試材料為10個(gè)自育的優(yōu)良糯玉米自交系（依次記為w1、w2，……，w10），其中w1～w4屬SS雜優(yōu)類群，w5～w10屬NSS雜優(yōu)類群。采用NCⅡ試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以w1～w4的自交系為母本、w5～w10的自交系為父本，組配成24個(gè)雜交組合。采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。小區(qū)行長(zhǎng)3.3 m，行距0.6 m，3行/區(qū)，株距0.33 m。授粉后22 d，每小區(qū)隨機(jī)取3個(gè)果穗，測(cè)定果皮厚度[5]和皮渣率[6]。

利用Excel 2003和DPS 3.01軟件分析處理數(shù)據(jù)，配合力效應(yīng)和遺傳參數(shù)的計(jì)算參照劉紀(jì)麟[7]和翟虎渠[8]的統(tǒng)計(jì)方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 糯玉米果皮厚度和皮渣率的方差分析

對(duì)24個(gè)雜交組合的果皮厚度和皮渣率進(jìn)行方差分析，結(jié)果（表1）顯示，2個(gè)性狀區(qū)組間的差異均未達(dá)到顯著水平，組合間的差異達(dá)均到了極顯著水平。說明果皮厚度和皮渣率均是受基因控制的性狀。除父本間果皮厚度差異達(dá)顯著水平外，母本間及父本間的其他性狀均無顯著差異，但父母本互作對(duì)果皮厚度和皮渣率的影響均達(dá)到了極顯著水平。說明糯玉米父母本基因互作對(duì)雜交后代的果皮厚度和皮渣率影響較大，即果皮厚度和皮渣率受非加性基因影響較大，而受加性基因影響較小。

表1 果皮厚度和皮渣率的方差分析Table 1 Variance analysis on pericarp thickness and residue rate

2.2 糯玉米自交系果皮厚度和皮渣率的一般配合力分析

不同母本果皮厚度的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)閣4＞w3＞w2＞w1，不同父本果皮厚度的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)?w8＞w7＞w9＞w5＞w10＞w6；不同母本皮渣率的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)閣4＞w2＞w3＞w1，不同父本皮渣率的一般配合力效應(yīng)值順序?yàn)?w10＞w8＞w5＞w7＞w9＞w6（表2）。親本果皮厚度和皮渣率的一般配合力效應(yīng)值越低，其雜交后代果皮厚度和皮渣率較低的概率越大。自交系w1和w6的果皮厚度及皮渣率均表現(xiàn)較大的負(fù)效應(yīng)，表明二者作為親本對(duì)雜交后代的果皮厚度和皮渣率均有較好的改良作用，應(yīng)著重利用。

表2 糯玉米自交系果皮厚度和皮渣率的一般配合力效應(yīng)值Table 2 The effect values of GCA of pericarp thickness and residue rate of waxy inbred lines

2.3 糯玉米雜交組合果皮厚度和皮渣率的特殊配合力分析

不同雜交組合對(duì)果皮厚度和皮渣率有極顯著影響（表1）。果皮厚度特殊配合力效應(yīng)值為負(fù)值的組合數(shù)量占組合總數(shù)的58.33%，變異范圍為-29.56～-1.30，其中，w1×w8組合的效應(yīng)值最小，w2×w5組合次之；w4×w5組合的效應(yīng)值最高（表3）。皮渣率特殊配合力效應(yīng)值為負(fù)值的組合數(shù)量占組合總數(shù)的54.17%，變異范圍為-11.54～-1.08，其中，w4×w9組合的效應(yīng)值最小，w4×w6組合次之；w3×w6組合的效應(yīng)值最高。

相同母本不同父本的雜交組合以及相同父本不同母本的雜交組合，果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效應(yīng)值均既有正值也有負(fù)值，變異范圍大。說明同一親本與多個(gè)遺傳背景不同的親本組配，其果皮厚度和皮渣率在不同雜交組合中表現(xiàn)差異較大，即果皮厚度和皮渣率的遺傳效應(yīng)以非加性效應(yīng)為主。

2.4 糯玉米果皮厚度和皮渣率的遺傳特性

果皮厚度和皮渣率的加性方差均＜非加性方差（表4）。果皮厚度和皮渣率的廣義遺傳力均較高，分別為93.26%和80.62%；狹義遺傳力均較低，分別為33.61%和31.30%。說明果皮厚度和皮渣率受環(huán)境以及加性基因影響較小，受非加性基因影響較大，即果皮厚度和皮渣率的遺傳以非加性效應(yīng)為主。

表3 糯玉米雜交組合果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效應(yīng)值Table 3 The effect values of SCA on pericarp thickness and residue rate of waxy cross combinations

表4 果皮厚度和皮渣率的遺傳參數(shù)估計(jì)值Table 4 Estimate value of genetic parameters on pericarp thickness and residue rate

2.5 糯玉米果皮厚度與皮渣率的相關(guān)性分析

果皮厚度與皮渣率的相關(guān)系數(shù)為0.43，呈顯著正相關(guān)（表5），說明皮渣率隨著果皮厚度的降低而降低。以果皮厚度（x）為自變量、皮渣率（y）為依變量進(jìn)行回歸分析，二者的線性回歸方程為y=0.027 2x+9.368 8，決定系數(shù) （R2） 為 0.181 1（圖1）。決定系數(shù)較小，說明果皮厚度與皮渣率之間的線性擬合程度較差。

表5 果皮厚度與皮渣率之間的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients of pericarp thickness and residue rate

圖1 皮渣率與果皮厚度的線性回歸Fig.1 Linear regression model of residue rate on pericarp thickness

3 結(jié)論與討論

雜交育種的關(guān)鍵是選育優(yōu)良的自交系，而強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交組合的產(chǎn)生在很大程度上取決于自交系的配合力[9～12]。本研究中，10個(gè)糯玉米自交系的果皮厚度和皮渣率性狀在父母本互作間差異極顯著；相同母本不同父本和相同父本不同母本的雜交組合，果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效應(yīng)值變異范圍大；果皮厚度和皮渣率的廣義遺傳力均較高，狹義遺傳力均較低。以上三方面內(nèi)容均說明果皮厚度和皮渣率的遺傳主要受非加性效應(yīng)影響，2個(gè)性狀會(huì)因雙親背景基因型的不同而表現(xiàn)出較大的隨機(jī)性。因此，在篩選高品質(zhì)糯玉米組合時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大組配量。自交系w1和w6的果皮厚度和皮渣率一般配合力效應(yīng)值均較低，可著重利用。

從統(tǒng)計(jì)角度來看，本研究中果皮厚度與皮渣率之間存在顯著的正相關(guān)，但其相關(guān)系數(shù)和決定系數(shù)均較小，線性擬合程度較差。這可能是因?yàn)榕从衩坠と崮鄱炔?，難以打碎，即使某一雜交組合的果皮厚度較薄，也可能出現(xiàn)較高的皮渣率。另外，皮渣的大小還可能受到果皮拉力、果皮硬度和籽粒含水量的影響[13，14]，本研究中未對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和控制，也可能成為影響皮渣率與果皮厚度之間相關(guān)性的因素。今后，可對(duì)皮渣率與果皮厚度、果皮拉力、果皮硬度和籽粒含水率間的關(guān)系進(jìn)行深入探討。

參考文獻(xiàn)：

［1］陸芳芳，陸衛(wèi)平，劉 萍，沈新平，王繼豐，劉小兵.糯玉米淀粉RVA黏度的雜種優(yōu)勢(shì)分析［J］.作物學(xué)報(bào)，2006，32（4）：503-508.

［2］李小琴，吳景強(qiáng)，葉翠玉，蘇金煌.我國(guó)甜玉米育種概況及面臨的挑戰(zhàn)［J］.作物雜志，2002，（5）：45-46.

［3］張凱迪.鮮食玉米籽粒皮渣率的差異及其與品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)系［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2008.

［4］彭忠華，王國(guó)祥.甜玉米主要數(shù)量性狀配合力及性狀間的相關(guān)分析［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，30（4）：6-9.

［5］樂素菊，張 璧，劉厚成，王曉明.超甜玉米子粒果皮厚度及灌漿特性研究［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，24（3）：13-17.

［6］劉 萍.中國(guó)鮮食甜、糯玉米品種試驗(yàn)產(chǎn)量與品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的建設(shè)［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2007：5-12.

［7］劉紀(jì)麟.玉米育種學(xué)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.

［8］翟虎渠.應(yīng)用數(shù)量遺傳［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001.

［9］焦仁海，劉興貳，孫發(fā)明，徐艷榮，侯宗運(yùn)，才 卓.玉米穗部產(chǎn)量性狀配合力和遺傳參數(shù)分析［J］.玉米科學(xué)，2008，16（6）：24-28.

［10］曾慕衡，劉鵬飛，蔣 鋒，王曉明.鮮食型糯玉米果皮厚度和支鏈淀粉含量的遺傳特性［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，38（1）：98-101.

［11］劉鵬飛，王曉明，曾幕衡，王漢寧.糯玉米支鏈淀粉含量和含糖量性狀的配合力分析［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，43（3）：72-76.

［12］鄧 云，周仕全，許 卿，江文清，謝冬容，劉端華，林 明，應(yīng)薛養(yǎng)，胡忠全，胡 蕾，肖 翔.廣親和恢復(fù)系的配合力及雜種優(yōu)勢(shì)研究［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，27（6）：40-44.

［13］史振聲，李 昆，朱 敏.鮮食糯玉米的果皮性狀研究［J］.玉米科學(xué)，2014，22 （5）：47-51.

［14］劉 萍，陸衛(wèi)平，王鳳格，張凱迪，趙久然，邵香蘭，董魯明.超甜玉米品質(zhì)差異及適宜采收指標(biāo)的研究［J］.揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2007，28（1）：72-76.