高賴氨酸玉米F2∶3群體穗部性狀與產(chǎn)量的相關(guān)及通徑分析

李燕 譚君 李紅梅

摘要 荃玉9號(hào)（F1）是由玉米自交系Y3052和18-599雜交獲得，并通過國(guó)家審定的高賴氨酸、強(qiáng)優(yōu)勢(shì)玉米雜交種。構(gòu)建了高賴氨酸玉米雜交種荃玉9號(hào)F2∶3群體，共240個(gè)家系，并對(duì)該群體的穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長(zhǎng)、穗粗、軸粗、粒深、百粒重和單株產(chǎn)量共9個(gè)穗部性狀的變異系數(shù)及相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，除百粒重外其余穗部性狀家系間均存在極顯著差異;禿尖長(zhǎng)變異系數(shù)最大，其次是單株產(chǎn)量。單株產(chǎn)量與穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粗、粒深呈極顯著正相關(guān)，對(duì)單株產(chǎn)量影響最大的前3位穗部性狀為行粒數(shù)、粒深和穗粗。

關(guān)鍵詞 玉米;相關(guān)性分析;通徑分析;群體;荃玉9號(hào)

Abstract State approved hybrid maize Quanyu No. 9 （F1） was a highlysine content and strong superiority cross， which derived from maize inbred lines Y3052 × 18-599. A maize F2∶3 population with 240 families were obtained from the hybrid of? Quanyu No.9 in this study. The coefficient of variation and their correlation of nine ear characters， including ear length， ear row number， row number， barren tip length，? ear diameter， axis diameter， kernel depth， 100grain weight and yield weight per plant， were analyzed in this population. The results showed that except for the 100grain weight， the other all ear characters were significant differences among families;the coefficient of variation of rare ear length was the largest， followed by the yield per plant. The yield per plant was significantly positively correlated with ear row number， kernel number of per row， ear length， ear diameter and kernel depth. The top three ear traits with the greatest impact on yield per plant were kernel number of per row， kernel depth and ear diameter.

Key words Maize;Correlation analysis;Path analysis;Population;Quanyu No. 9

我國(guó)是玉米生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也是玉米消費(fèi)大國(guó)，為滿足產(chǎn)業(yè)需求，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)一直是育種家選育玉米新品種的重要目標(biāo)之一。高產(chǎn)品種的創(chuàng)制離不開優(yōu)異自交系的選育。玉米種質(zhì)擴(kuò)增、改良和創(chuàng)新是優(yōu)良自交系的選育的關(guān)鍵因素，育種家結(jié)合群體改良是選育優(yōu)良自交系的有效途徑之一，因此對(duì)現(xiàn)有群體的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是很有必要的[1]。荃玉9號(hào)（國(guó)審玉2011018）為通過國(guó)家審定的高賴氨酸超高產(chǎn)雜交玉米新品種，其賴氨酸含量為0.42%，達(dá)到國(guó)家高賴氨酸玉米品種標(biāo)準(zhǔn)（≥0.4%），區(qū)試、生試產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)≥10%，該品種實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)集成，較好地解決了西南地區(qū)雜交玉米高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)之間的矛盾[2]。鑒于此，筆者分析利用高賴氨酸、強(qiáng)優(yōu)勢(shì)玉米雜交品種荃玉9號(hào)構(gòu)建的F2∶3群體，對(duì)高賴氨酸玉米雜交種穗部性狀與產(chǎn)量的相關(guān)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，旨在為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)玉米育種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

自交系Y3052和18-599均為高配合力自交系，分別由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所選育。Y3052（母本）與18-599（父本）雜交得到F1（荃玉9號(hào)），F(xiàn)1自交得到F2，F(xiàn)2自交得到F2∶3家系（240個(gè)）。

1.2 田間試驗(yàn)

2014年夏季在成都播種荃玉9號(hào)，人工套袋自交獲得F2果穗;2015年秋冬季在海南種植F2，全部單株自交獲F2∶3群體果穗;2016年夏季在成都種植F2∶3群體，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，單行區(qū)，每行7窩，每窩2株，株距0.25 cm，行距0.80 m，密度49 995株/hm2，開放授粉，田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

果穗成熟后，每個(gè)小區(qū)對(duì)中間10株進(jìn)行收獲，室內(nèi)考種調(diào)查性狀包括單株產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長(zhǎng)、穗粗、軸粗、粒深和百粒重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 21進(jìn)行相關(guān)系數(shù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株產(chǎn)量的變異分析

對(duì)荃玉9號(hào)F2：3群體農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析和變異情況等進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。由表1可知，除了百粒重外，其余8個(gè)穗部性狀和產(chǎn)量，即穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗粗、軸粗、粒深和單株產(chǎn)量在家系間的差異均達(dá)到極顯著水平。各農(nóng)藝性狀變異程度來看，禿尖長(zhǎng)變異系數(shù)最大（CV=36.804%），變異范圍為0.255～2.676 cm;其次是單株產(chǎn)量（CV=28.362%），變異范圍為24.521～184.600 g;行粒數(shù)（CV=14.778%）和粒深（CV=11.967%）變異系數(shù)再次之;穗行數(shù)（CV=7.407%）、軸粗（CV=5.828%）和穗粗（CV=5.270%）相對(duì)較小。偏度分析表明，除行粒數(shù)、穗粗和百粒重性狀的個(gè)體分布往小于平均數(shù)的方向偏斜外，其余各性狀的個(gè)體分布是往大于平均數(shù)方向偏斜。

2.2 穗部性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

荃玉9號(hào)F2∶3群體各性狀相關(guān)性分析見表2。由表2可知，單株產(chǎn)量分別與調(diào)查的其他性狀有不同程度的相關(guān)：?jiǎn)沃戤a(chǎn)量與穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粗、粒深呈極顯著正相關(guān)，其中單株產(chǎn)量與行粒數(shù)相關(guān)系數(shù)最大（r=0.684），與穗行數(shù)相關(guān)系數(shù)最小（r=0.246）;另外，單株產(chǎn)量與百粒重呈正相關(guān)但不顯著;單株產(chǎn)量與軸粗和禿尖長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)但也不顯著。各性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)程度的大小并不能完全代表其對(duì)提高單株產(chǎn)量作用大小，因?yàn)楦餍誀铋g有相互作用的關(guān)系，而相互作用的大小需要用通徑分析來進(jìn)一步估算[4]。

2.3 荃玉9號(hào)F2∶3群體單株產(chǎn)量與各性狀的逐步回歸分析與通徑分析

回歸分析是確定2個(gè)或者2個(gè)以上變量間相關(guān)依賴的定量關(guān)系的統(tǒng)計(jì)方法。為分析荃玉9號(hào)F2∶3群體穗行數(shù)（X1）、行粒數(shù)（X2）、穗長(zhǎng)（X3）、禿尖長(zhǎng)（X4）、穗粗（X5）、軸粗（X6）、粒深（X7）和百粒重（X8）共8個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的直接和間接效應(yīng)，通過SPSS軟件對(duì)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀進(jìn)行逐步回歸分析，得到回歸方程Y=-142.758+4.077X2+18.031X5+61.105X7。

通徑分析結(jié)果由直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)來體現(xiàn)，即反應(yīng)了各因素之間的直接和間接影響效果的大小，是基于簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)的分解研究而來[5-6]。荃玉9號(hào)F2∶3群體通徑分析結(jié)果見表3。由表3可知，不同性狀對(duì)產(chǎn)量直接作用的順序?yàn)樾辛?shù)>粒深>穗粗，根據(jù)間接通徑系數(shù)可見粒深通過行粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大，粒深通過穗粗的作用對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)次之。

3 結(jié)論與討論

荃玉9號(hào)是近年來西南玉米區(qū)推廣的高賴氨酸、突破性強(qiáng)優(yōu)勢(shì)國(guó)審雜交品種[2]，該研究構(gòu)建了荃玉9號(hào)F2∶3群體，并對(duì)群體植株的單株產(chǎn)量、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗粗、軸粗、粒深和百粒重共9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了變異系數(shù)分析、相關(guān)性分析和通徑分析等。其中，禿尖長(zhǎng)變異系數(shù)最大，說明禿尖長(zhǎng)在F2∶3群體中選育潛力較大[7]，這與王楠等[8]、余學(xué)杰等[9]、田龍等[10]研究結(jié)果一致;軸粗變異系數(shù)最小，說明在該性狀在F2∶3群體中表現(xiàn)相對(duì)一致，選育潛力小。單株產(chǎn)量與穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粗、粒深呈極顯著正相關(guān)這與前人研究一致[11-13]。通過逐步回歸分析，排除非主要的影響因子，對(duì)單株產(chǎn)量影響作用大到小依次為行粒數(shù)>粒深>穗粗，表明在該群體利用中穗行數(shù)對(duì)提高單株產(chǎn)量是重要的，其次是粒深和穗粗，由于各性狀間是相輔相成，同時(shí)也是相互制約的所以在育種過程中著重選擇某個(gè)性狀時(shí)，也要兼顧的其他性狀的協(xié)調(diào)。該研究F2∶3群體的結(jié)論與前人的研究[9]結(jié)論有差別，這可能是由于材料、生態(tài)環(huán)境、調(diào)查的農(nóng)藝性狀不同等原因產(chǎn)生的，所以在特定的環(huán)境對(duì)新構(gòu)建的群體進(jìn)行通徑分析，了解目標(biāo)性狀與其他性狀間相關(guān)作用大小對(duì)該環(huán)境下實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李蘆江，楊克誠(chéng)，潘光堂，等.玉米人工合成群體的改良與利用[J].玉米科學(xué)，2011，19（1）：1-7.

[2] 張知儀，譚君.強(qiáng)優(yōu)勢(shì)、高賴氨酸玉米新品種荃玉9號(hào)的選育研究[J].種子，2013，32（11）：100-102.

[3] 杜家菊，陳志偉.使用SPSS線性回歸實(shí)現(xiàn)通徑分析的方法[J].生物學(xué)通報(bào)，2010，45（2）：4-6.

[4] 栗建枝，成鍇，趙太存.玉米雜交種穗部性狀對(duì)單株產(chǎn)量影響的研究[J].種子科技，2018（2）：96-98.

[5] 敬艷輝，邢留偉.通徑分析及其應(yīng)用[J].統(tǒng)計(jì)教育，2006（2）：24-26.

[6] 丁山，郭去，宋軍，等.玉米主要性狀與產(chǎn)量的回歸模型及相關(guān)分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，21（5）：1226-1230.

[7] 卓越.玉米雜交組合主要性狀與產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（7）：55-57.

[8] 王楠，王樹星，張樂，等.玉米產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及通徑分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019（1）：23-27.

[9] 余學(xué)杰，石海春，柯永培，等.一個(gè)玉米F2∶3群體主要性狀的變異及相關(guān)分析[J].玉米科學(xué)，2008，16（3）：22-25.

[10] 田龍，韓媛芬，丁維漢.陜西省玉米品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量相關(guān)性研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，63（6）：1-4.

[11] 蔣輔燕，陳洪梅，張培高，等.28個(gè)玉米雜交組合產(chǎn)量及穗部性狀研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，26（3）：903-908.

[12] 李淑君，董昕，付忠軍，等.二十個(gè)玉米自交系穗部性狀配合力及相關(guān)性分析[J].南方農(nóng)業(yè)，2018，12（28）：8-13，17.

[13] 魯珊，肖荷霞，毛彩云，等.玉米雜交種主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)和通徑分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（21）：26-27，58.