20份黃改系玉米自交系抗病性鑒定及配合力分析

于玲玲， 李 媛， 黃艷紅， 張 徽， 孫立群， 郭 強

(1.唐山市農(nóng)作物種子站， 河北 唐山 063001； 2.河北省種子管理總站， 河北 石家莊 050000；3.唐山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站， 河北 唐山 063001; 4.唐山市植物保護(hù)檢疫站， 河北 唐山 063001；5.河北蘭德澤農(nóng)種業(yè)有限公司， 河北 石家莊 050000； 6.唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 河北 唐山 063001)

近年來，隨著玉米品種審定制度的改變，尤其是引種備案制度的實施，加快了玉米品種的“異地流通”。唐山地區(qū)被列為東華北中晚熟春播區(qū)域和京津冀夏播早熟區(qū)域。每年唐山地區(qū)新引育的品種多達(dá)幾十個，這些品種多以“美系”品種居多，該類型品種耐旱能力較強，適應(yīng)性比較廣，產(chǎn)量比較高，最突出的特點就是秋后脫水比較快，所以該類型品種推廣較快。但該類型品種抗倒伏能力較差，灌漿期對高溫比較敏感(這類品種也多高感穗粒腐和莖腐病)，籽粒結(jié)實能力較差[1-2]。目前，唐山種子市場的主要問題是品種多而亂，農(nóng)民種植玉米品種多達(dá)上百個，基本沒有主推品種，農(nóng)民購種表現(xiàn)出明顯的盲目性；部分品種抗干旱、抗倒伏、抗病蟲害能力差，穩(wěn)產(chǎn)性差，增產(chǎn)潛力有限，缺乏高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病綜合性狀好的品種。因此，拓寬品種類型，選育適宜本地區(qū)種植的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)品種迫在眉睫[3-5]。

本研究以LX 9801、浚92-6、浚92-8、昌7-2、SKU和LBFU這6個唐山地區(qū)常用黃改系自交系為基礎(chǔ)材料構(gòu)建基礎(chǔ)群體，利用連續(xù)自交的方法，對基礎(chǔ)群體進(jìn)行選系，對后代個體進(jìn)行配合力分析和抗性鑒定。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2013年夏，以6個黃改系自交系LX 9801、浚92-6、浚92-8、昌7-2、SKU和LBFU為基礎(chǔ)材料，在大田條件下隔離種植，開放授粉3代；2015年3月開始自交選系，選系至第6代，對入選自交系進(jìn)行配合力分析和抗病性鑒定。

1.2 試驗方法

1.2.1田間試驗方法

2018年10月30日將中選的20份黃改自交系(H 1～H 20)和鄭58、浚9058和PH 6 WC種植于唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院海南試驗基地，1次重復(fù)，4行區(qū)，行距0.6 m，株距0.3 m，行長3 m。以鄭58、浚9058和PH 6 WC為母本，以黃改自交系為父本，按照NCII不完全雙列雜交遺傳設(shè)計進(jìn)行雜交組配；2019年夏，將60份雜交組合種植在唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗場，采用隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，3次重復(fù)，5行區(qū)，行長5 m，行距60 cm，株距0.32 cm，正常的田間管理。

1.2.2抗病性鑒定

2019年夏，對20份黃改自交系進(jìn)行抗莖腐病和瘤黑粉病鑒定?？骨o腐病鑒定：用于接種的病原菌為禾谷鐮孢、擬輪枝鐮孢、層出鐮孢和芒孢腐霉為本實驗室于2015—2018年唐秦地區(qū)普查期間從玉米莖腐病株上分離獲得，經(jīng)過單孢純化培養(yǎng)后，進(jìn)行形態(tài)與分子鑒定，每種病原菌選擇3個強致病力菌株用于擴(kuò)繁接菌鑒定。病情分級與抗性評價詳見表1。

發(fā)病株率(%)=(發(fā)病株數(shù)/總株數(shù))×100%。

表1 玉米對莖腐病抗性的病情級別及抗性劃分

病情級別發(fā)病株率/%抗性10.0～5.0高抗(HR)35.1～10.0抗(R)510.1～30.0中抗(MR)730.1～40.0感(S)940.1～100高感(HS)

抗瘤黑粉病鑒定：根據(jù)瘤黑粉病發(fā)病特點，在玉米籽粒臘熟期，調(diào)查玉米瘤黑粉病的發(fā)病株數(shù)，玉米瘤黑粉病的調(diào)查依照嚴(yán)理等[7]的方法。玉米對瘤黑粉病抗性的病情級別及抗性劃分與莖腐病相同。

1.2.3數(shù)據(jù)分析

凡音樂材料來自劇種主調(diào)的單節(jié)型過腔，即為單節(jié)型主調(diào)性過腔。如“昆南”陽入聲字“月”的唱調(diào)（《白兔記·養(yǎng)子》【鎖南枝】“星月朗”，670），該單字唱調(diào)的過腔是該過腔的音樂材料來自“昆南”主調(diào)，故謂之單節(jié)型主調(diào)性過腔。

運用DPS(V 7.05)軟件和Excel軟件按NCⅡ(不完全雙列雜交)進(jìn)行試驗設(shè)計，并進(jìn)行一般和特殊配合力分析，估算群體遺傳相似系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米病害調(diào)查結(jié)果

由表2可知，在20份黃改系材料中，篩選出高抗莖腐病的材料共4份，占20%；感和高感莖腐病的材料共6份，占30%。篩選出高抗瘤黑粉病的材料共3份，占15%；感和高感瘤黑粉病的材料共3份，占15%。其中自交系H 7，H 9，H 12，H 13，H 19對2種病害都表現(xiàn)出高抗或抗。

表2 20份黃改系材料的抗病性統(tǒng)計

自交系抗性莖腐病瘤黑粉病H1SSH2MRMRH3HRSH4SHRH5MRMRH6HSHSH7RRH8RMRH9RHRH10HRMRH11MRMRH12RHRH13RRH14HRMRH15HSRH16RMRH17HSRH18HSRH19HRRH20MRMR

2.2 穗部性狀配合力分析

對親本和雜交組合后代的6個穗部性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表3)表明，供試材料在穗長、穗粗等6個性狀上均存在顯著差異，說明60個組合和23個親本材料在所研究的6個性狀上均存在真實的遺傳差異，有必要進(jìn)行下一步的配合力效應(yīng)分析。

表3 親本和雜交組合穗部性狀配合力方差分析

變異來源自由度穗長穗粗穗行數(shù)百粒重出籽率單株產(chǎn)量組合397.982.2332.569.6110.351.35母本23.874.5622.3514.328.651.51父本195.457.0120.123.786.841.21

2.3 父本自交系一般配合力相對效應(yīng)值分析

配合力的大小是根據(jù)雜種后代性狀的表性值進(jìn)行測定的，如果一個自交系與許多自交系雜交，其F1代的平均產(chǎn)量稱為該自交系的一般配合力。

由表4可知，20份黃改系自交系的穗長，穗粗，穗行數(shù)，百粒重，出籽率，單株產(chǎn)量都表現(xiàn)出正負(fù)2種效應(yīng)，不同自交系同一性狀和同一自交系不同性狀的一般配合力都表現(xiàn)出很大的差異。

穗長：H 4，H 6，H 9，H 19的一般配合力相對效應(yīng)值較高，利用以上自交系進(jìn)行雜交組配，容易獲得穗長較長的后代。

穗粗：穗粗一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系包括H 7，H 9，H 12，H 16，選用以上自交系作親本容易得到穗粗比較粗的后代。

表6 雜交組合特殊配合力相對效應(yīng)

組合穗長穗粗穗行數(shù)百粒重出籽率單株產(chǎn)量鄭58×H1-10.25-0.12-2.120.21-2.65-12.32鄭58×H2-5.540.150.210.610.32-0.32鄭58×H30.560.650.241.235.322.21鄭58×H4-0.840.030.12-0.150.55-1.09鄭58×H5-1.25-0.35-0.41-0.24-0.11-3.65鄭58×H6-8.98-0.21-0.170.110.87-4.55鄭58×H73.330.421.452.317.234.98鄭58×H81.120.110.840.911.513.56鄭58×H95.210.220.31-0.31-0.112.11鄭58×H104.980.350.12-0.110.6512.99鄭58×H11-2.83-0.19-0.320.41-2.330.11鄭58×H126.210.493.512.636.128.44鄭58×H131.980.210.540.120.652.12鄭58×H145.310.410.840.780.816.68鄭58×H15-2.65-0.11-0.65-0.21-0.770.14鄭58×H16-0.120.120.21-0.330.12-0.65鄭58×H171.210.271.562.210.880.94鄭58×H18-3.11-0.31-0.94-0.510.21-2.55鄭58×H1911.320.491.081.821.1210.37鄭58×H20-6.65-0.28-0.87-0.11-1.34-6.60浚9058×H1-10.56-0.45-0.210.130.61-8.32浚9058×H2-4.44-0.18-0.120.01-0.310.87浚9058×H31.560.310.541.022.642.12浚9058×H40.31-0.21-0.65-0.140.211.09浚9058×H5-0.31-0.45-0.810.03-0.23-0.98浚9058×H6-11.21-0.54-0.410.31-1.31-9.99浚9058×H74.440.532.561.733.216.24浚9058×H80.510.110.910.651.451.10浚9058×H97.110.280.640.341.0211.12浚9058×H103.310.11-0.150.190.688.21組合穗長穗粗穗行數(shù)百粒重出籽率單株產(chǎn)量浚9058×H11-1.19-0.13-0.63-0.65-0.471.00浚9058×H124.980.371.651.220.976.12浚9058×H130.96-0.12-0.33-0.380.740.87浚9058×H146.650.541.211.361.084.22浚9058×H15-3.08-0.27-0.11-0.230.36-1.98浚9058×H160.650.310.771.230.100.99浚9058×H171.980.080.210.720.873.01浚9058×H18-4.01-0.37-0.12-0.420.37-5.65浚9058×H199.540.510.610.981.426.66浚9058×H20-4.98-0.32-0.120.120.11-4.98PH6WC×H1-8.98-0.98-0.58-0.11-0.58-9.21PH6WC×H2-5.010.330.560.320.12-0.88PH6WC×H31.320.100.080.981.643.34PH6WC×H4-0.420.080.240.28-0.12-0.99PH6WC×H5-0.11-0.87-0.52-0.65-0.33-0.48PH6WC×H6-6.68-1.32-1.68-1.65-1.47-7.99PH6WC×H70.910.330.250.550.983.24PH6WC×H8-0.66-0.51-0.68-0.321.75-0.05PH6WC×H98.020.331.021.212.2210.16PH6WC×H102.211.084.332.980.799.21PH6WC×H110.05-0.550.11-0.21-0.360.65PH6WC×H12-1.320.04-0.010.15-0.660.54PH6WC×H13-0.66-0.65-1.05-1.650.340.86PH6WC×H147.651.522.981.872.225.05PH6WC×H15-5.55-2.21-1.86-3.12-0.23-2.31PH6WC×H160.13-0.180.10-0.150.560.76PH6WC×H171.320.981.160.991.112.89PH6WC×H18-2.98-0.67-0.55-0.48-0.85-6.37PH6WC×H196.981.121.990.641.287.60PH6WC×H20-6.69-1.01-1.23-1.070.21-4.00

表4 父本各性狀一般配合力效應(yīng)

父本代號穗長穗粗穗行數(shù)百粒重出籽率單株產(chǎn)量H1-2.15-0.250.11-1.020.32-4.98H20.350.11-4.560.890.11-1.33H3-0.14-0.32-5.56-0.48-1.210.65H41.890.117.981.853.561.65H50.32-0.68-7.56-0.78-0.44-5.65H61.36-3.2124.890.12-2.226.21H7-0.752.1116.540.990.985.54H8-0.45-1.215.651.51-1.864.21H91.121.3218.651.442.988.65H100.580.778.650.660.774.20H11-1.21-3.01-8.98-0.31-1.87-2.22H120.141.981.651.012.113.12H130.440.644.560.721.111.06H14-0.24-0.17-0.78-0.110.910.21H15-0.980.88-2.98-0.76-0.22-2.32H160.541.523.450.411.310.84H17-0.910.315.12-0.33-0.66-3.12H18-1.120.55-12.32-0.910.89-0.87H190.87-0.3326.651.652.023.89H20-0.670.35-0.120.11-0.51-1.11

穗行數(shù)：穗行數(shù)一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系主要包括H 4，H 6，H 7，H 8，H 9，H 10，H 13，H 17，H 19。

百粒重：百粒重一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系包括H 4，H 8，H 9，H 12，H 19，選用以上自交系作親本容易得到百粒重比較重的后代。

出籽率：出籽率一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系包括H 4，H 9，H 12，H 13，H 16，H 19。

單株產(chǎn)量：H 6，H 7，H 8，H 9的單株產(chǎn)量一般配合力顯著高于其它自交系，用以上自交系作親本容易組配出產(chǎn)量較高的后代。

2.4 母本自交系一般配合力相對效應(yīng)值分析

由表5可知，母本自交系中，單株產(chǎn)量、出籽率、百粒重一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系為PH 6 WC，穗行數(shù)和穗長一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系為浚9058，穗粗一般配合力相對效應(yīng)值較高的自交系為鄭58。

表5 母本各性狀一般配合力效應(yīng)

名稱穗長穗粗穗行數(shù)百粒重出籽單株產(chǎn)量鄭58-0.150.250.111.020.321.98浚90580.320.130.56-0.89-0.11-0.33PH6WC0.14-0.33-3.561.481.013.65

2.5 雜交組合特殊配合力相對效應(yīng)值分析

特殊配合力是指將某個特定組合的表型值與一般配合力之差稱為該組合的特殊配合力。本研究中的60個雜交組合，6個性狀的特殊配合力效應(yīng)值詳見表6。由表6可知，穗長特殊配合力正效應(yīng)值最大的組合為鄭58×H 19，穗粗特殊配合力正效應(yīng)值最大的組合為PH 6 WC×H 14，穗行數(shù)特殊配合力正效應(yīng)值最大的組合為PH 6 WC×H 10，百粒重特殊配合力正效應(yīng)值最大的組合為PH 6 WC×H 10，出籽率特殊配合力正效應(yīng)值最大的組合為鄭58×H 7。單株產(chǎn)量特殊配合力正效應(yīng)值最大的組合為鄭58×H 10，該組合穗長、穗粗、穗行數(shù)、出籽率的特殊配合力正效應(yīng)值也較高。

2.6 主要性狀的遺傳參數(shù)

由表7可看出，穗長、穗行數(shù)、出籽率和單株產(chǎn)量的廣義和狹義遺傳力均大于50%，在玉米育種過程中，可以針對以上性狀進(jìn)行早代選擇；穗粗、百粒重的狹義遺傳力低于50%，說明以上性狀除受遺傳因素影響，受到環(huán)境等其它因素的影響較大，不宜進(jìn)行早代選擇。

表7 黃改系群體中各性狀遺傳參數(shù)估算

遺傳參數(shù) 穗長穗粗穗行數(shù)百粒重出籽率單株產(chǎn)量廣義遺傳力/%91.3265.2462.7272.8894.5676.54狹義遺傳力/%74.9831.9854.6544.9890.6556.65一般配合力貢獻(xiàn)率/%86.3518.6589.3169.5793.5268.56特殊配合力貢獻(xiàn)率/%13.6581.3510.6930.436.4831.44

3 討論與結(jié)論

黃改系雖然具有一般配合力較高，株型半緊湊，葉片上沖，早熟性好，花粉量大，結(jié)實性好，抗旱耐瘠，抗矮花葉病等優(yōu)點，但同時具有易感瘤黑粉病，銹病，彎孢菌葉斑病，莖腐病等缺陷，如何克服黃改系本身的缺點，而保持其優(yōu)點，是育種工作者需要解決的問題[8-11]。通過組建黃改系群體，進(jìn)行系統(tǒng)選系，是育種工作者通常采用的一種自交系選育方法。本試驗采用系統(tǒng)選育+抗病性鑒定的方法，選育出了抗瘤黑粉病和莖腐病的自交系H 7，H 9，H 12，H 13，H 19。

配合力是反映自交系潛在利用價值的能力，也是雜種優(yōu)勢利用的基礎(chǔ)。一般配合力決定于基因型中加性效應(yīng)，特殊配合力決定于基因型中的非加性效應(yīng)(顯性和上位性效應(yīng))，通常在測定一般配合力的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步測定它的特殊配合力[12-15]。本試驗通過對所選自交系一般配合力和特殊配合力進(jìn)行分析，選育出H 9自交系在穗長，穗粗，穗行數(shù)，百粒重，出籽率和單株產(chǎn)量上的一般配合力較高，用H 9來組配組合對穗長，穗粗，穗行數(shù)，百粒重，出籽率和單株產(chǎn)量的增加有顯著作用。PH 6 WC×H 10在穗行數(shù)和百粒重上特殊配合力較高，鄭58×H 10在單株產(chǎn)量上特殊配合力較高。

利用H 9自交系一般配合力高，抗病性強的特點，加大其與瑞德系材料的測配力度，爭取后代在產(chǎn)量和抗病性方面較對照品種有所突破；H 10自交系與PH 6 WC和鄭58在穗行數(shù)、百粒重和單株產(chǎn)量上的特殊配合力較高，下一步將組配PH 6 WC×鄭58的雜交組合，從雜交后代選育二環(huán)系，然后與H 10自交系進(jìn)行雜交組配。