6個新選玉米自交系的配合力分析

龍 風(fēng)， 李承波， 彭忠華

(1.貴州省黔南州種植業(yè)發(fā)展中心， 貴州 都勻 558000;2.貴陽市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴陽 550081； 3.貴州大學(xué)， 貴陽 550025)

玉米雜種優(yōu)勢運(yùn)用的遺傳基礎(chǔ)是自交系，通過分析玉米自交系配合力，能夠判斷玉米雜交種產(chǎn)量水平；從不同農(nóng)藝性狀方面研究玉米自交系資源的配合力狀況對玉米自交系的選育、雜交種父母本搭配及確定優(yōu)勢雜交組合具有重要意義[1]。所以，研究新選育自交系農(nóng)藝性狀的一般配合力和特殊配合力，對了解自交系的特性及進(jìn)一步應(yīng)用就顯得尤為重要。本研究的主要目的是采用遺傳交配設(shè)計(jì)組配雜交種和種植雜交種，研究分析自交系各性狀的配合力大小，為玉米育種工作者在玉米育種過程中有效合理地利用優(yōu)良自交系提供一定的參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選取6份測驗(yàn)種(父本)：蘇37、w 527、P 1811、丹340、P 18-7、昌7-2，6份P 18-7具有代表性的近緣系作為被測系(母本)：P 18-10、P 18-11、P 18-12、P 18-13、P 18-14、P 18-15。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用NCⅡ設(shè)計(jì)，用組配F1，按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)種植F1代，小區(qū)面積10.5 m2，長5 m，寬2.1 m，株距0.25 m，行距0.7 m，以每個品種3行進(jìn)行播種，3個重復(fù)。在玉米的生長過程中觀察并記錄玉米材料的生育時期和農(nóng)藝性狀(主要包括出苗情況、株高、雄花分枝數(shù)、穗位高、莖粗、抗除草劑、抗病性、葉寬等)。

利用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類整理，DPSv 7.05軟件及SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析；并按不完全雙列雜交組配設(shè)計(jì)估算每個親本各性狀的一般配合力(GCA)及各雜交組合的特殊配合力(SCA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 配合力方差及F值

表1結(jié)果表明，除禿尖外，其他性狀的特殊配合力和一般配合力均達(dá)到顯著或極顯著水平，可以認(rèn)為影響禿尖更多的是非加性基因，而其他性狀由加性和非加性基因共同決定其性狀的表現(xiàn)。

表1 配合力方差及F值

2.2 不同自交系農(nóng)藝性狀的一般配合力分析

一般配合力越高，說明自交系所攜帶的有益基因位點(diǎn)越多，可以應(yīng)用的寬度和廣度較廣泛，相對而言就具有深入利用的價值；通過測定自交系的一般配合力，充分顯示自交系利用價值的高低，還可進(jìn)一步預(yù)測雜交后代的表現(xiàn)。

2.2.1莖粗一般配合力分析

從表2可知，12個自交系中蘇37、P 18-7、丹340、昌7-2、P 18-12、P 18-13、P 18-14的莖粗GCA效應(yīng)值為正值，其余為負(fù)值，其中自交系丹340的莖粗效應(yīng)值最大，為4.07，其次是P 18-13，為3.15，有利于抗倒伏玉米品種的選育。

表2 不同自交系農(nóng)藝性狀的一般配合力

2.2.2株高一般配合力分析

從表3可知，12個玉米自交系的株高GCA效應(yīng)值在-2.51～2.86之間。自交系P 18-14、蘇37、w 527、P 18-15的株高效應(yīng)值呈明顯的負(fù)值，其余為正值。其中株高效應(yīng)值最高的是P 1811，最低的是P 18-14，有利于矮稈品種的選育。

2.2.3穗位一般配合力分析

從表2可以看出，12個玉米自交系的穗位GCA效應(yīng)值在-4.86～8.79之間，蘇37最低，P 1811最高。自交系穗位GCA效應(yīng)值越高，其穗位就越高，從而由這個自交系組配出的品種抗倒性相對較差?？梢钥闯?，蘇37在低穗位和抗倒能力方面有一定的利用前景。從穗位GCA可以看出，穗位組配新品種較好的自交系有蘇37和w 527。

2.2.4穗長一般配合力分析

從表2可以看出，12個玉米自交系的表現(xiàn)出的穗長GCA效應(yīng)值在-4.9～7.54之間，最高的是P 18-12，最低的是昌7-2。穗長是構(gòu)成玉米產(chǎn)量的一個主要因素，自交系的穗長GCA越高，相對更可能組配出長穗品種，自交系穗長GCA較高的自交系有P 18-12和P 18-7，在提高產(chǎn)量方面應(yīng)有一定潛力。

2.2.5穗粗一般配合力分析

從表3可以看出，12個玉米自交系的穗粗GCA效應(yīng)值在-3.81～3.31之間，最高的是昌7-2，最低的是P 18-15。穗粗是影響玉米產(chǎn)量的一個潛在因素，玉米自交系的穗越粗，越有潛力增加穗行數(shù)。自交系昌7-2、丹340和P 18-12的穗粗GCA較高，其效應(yīng)值依次為3.31、1.96和1.63，在產(chǎn)量方面較有潛力，自交系穗粗GCA較低的有P 18-15和蘇37，其效應(yīng)值分別是-3.81和-2.46，潛力較差。

2.2.6穗行數(shù)一般配合力分析

從表3可以看出，12個玉米自交系的穗行數(shù)GCA效應(yīng)值在-2.22～2.82之間，最高的是昌7-2和P 18-13，最低的是P 1811。穗行數(shù)是構(gòu)成產(chǎn)量的一個主要因素，自交系的穗行數(shù)GCA越高，對提高產(chǎn)量作用越大。自交系穗行數(shù)GCA的效應(yīng)值為正值的有蘇37、P 18-7、昌7-2、P 18-12和P 18-13，其余的自交系穗行數(shù)GCA的效應(yīng)值為負(fù)值。

2.2.7行粒數(shù)一般配合力分析

從表3可以看出，12個玉米自交系的行粒數(shù)GCA效應(yīng)值在-2.81～6.39之間，最高的是P 18-12，最低的是昌7-2。其中，GCA較高的是P 18-12和P18-7，較低的是昌7-2、w 527和蘇37；行粒數(shù)是構(gòu)成產(chǎn)量的一個重要因素，自交系的行粒數(shù)GCA越高，在產(chǎn)量方面潛力越大。

2.2.8單株產(chǎn)量一般配合力分析

從表3可以看出，12個玉米自交系的單株產(chǎn)量GCA效應(yīng)值在-1.83～7.05之間，最高的是P 18-12，最低的是P 18-14，其中自交系w 527、昌7-2、P 18-11、P 18-14和P 18-15的單株產(chǎn)量GCA效應(yīng)值為負(fù)值，其余的為正值。自交系單株產(chǎn)量GCA較高的是P 18-12和P 18-7，自交系單株產(chǎn)量GCA較低的是P 18-14、P 18-11和昌7-2。單株產(chǎn)量是群體產(chǎn)量的基礎(chǔ)，自交系的單株產(chǎn)量GCA越高，其產(chǎn)量潛力就越大。

2.2.9雄花分枝數(shù)一般配合力分析

從表3可以看出，12個玉米自交系的雄花分枝數(shù)GCA效應(yīng)值在-3.07～6.69之間，其中自交系蘇37、w 527、昌7-2、P 1811、P 18-14、P 18-11雄花分支較少，有利于減少養(yǎng)分的消耗，但不利于獲取花粉，而作為父本則可能需要較多的雄花分枝和一定的花期時間，以降低花期不遇的風(fēng)險。

2.2.10 百粒重一般配合力分析

從表3可以看出，12個玉米自交系的百粒重GCA效應(yīng)值在-0.83～3.87之間，最高的是P 18-7，其次是P 1811、P 18-13、P 18-12；最低的是P 18-14，其次是蘇37、昌7-2、P 18-15。百粒重是影響產(chǎn)量的一個決定因素，自交系的百粒重GCA越高，其組配后代出現(xiàn)大籽粒的幾率越大，在產(chǎn)量上的潛力越大。

2.3 不同自交系雜交組合農(nóng)藝性狀的特殊配合力分析

從表3可以看出，各農(nóng)藝性狀SCA的表現(xiàn)情況。莖粗：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-15×丹340、P 18-11×P 18-7、P 18-13×P 1811和P 18-11×P 1811，表現(xiàn)較差的有P 18-15×P 1811、P 18-10×昌7-2、P 18-14×P 1811和P 18-12×P 1811，組合莖粗的SCA效應(yīng)值高有利于玉米抗倒伏的應(yīng)用。

株高：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-11×P 18-7和P 18-13×昌7-2，SCA表現(xiàn)較差的有P 18-13×P 1811和P 18-10×w 527，株高SCA表現(xiàn)較好的就是SCA低的組合，有利于對抗倒伏玉米的研究與應(yīng)用。

穗位：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-14×昌7-2、P 18-12×丹340和P 18-15×蘇37，表現(xiàn)較差的有P 18-11×蘇37、P 18-12×昌7-2和P 18-11×w 527，雜交組合的穗位高低對玉米抗倒伏的研究起著重要的作用。

穗長：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-14×P 1811、P 18-10×昌7-2、P 18-13×P 1811和P 18-15×丹340，其在產(chǎn)量方面的研究提供了一定的數(shù)據(jù)參考，表現(xiàn)較差的有P 18-12×P 1811，P 18-13×昌7-2和P 18-14×蘇37，其穗長的SCA效應(yīng)值表現(xiàn)最高的是組合P 18-14×P 1811(為9.57)，與表現(xiàn)最差的組合P 18-12×P 1811的效應(yīng)值(為-3.59)的差值為13.16。

穗粗：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-10×w 527、P 18-15×丹340、P 18-12×P 18-7和P 18-14×丹340，表現(xiàn)較差的有P 18-13×丹340和P 18-12×蘇37，穗粗的特殊配合力表現(xiàn)越好，說明玉米籽粒的產(chǎn)量越高，越能提高單株玉米的產(chǎn)量。

禿尖：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-11×蘇37和P 18-14×w 527，表現(xiàn)較差的有P 18-10×w 527、P 18-13×P 1811和P 18-12×P 1811，禿尖越小或穗滿頂?shù)挠衩讓Ξa(chǎn)量的提高是一個重要的因素。

穗行數(shù)：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-10×P 1811、P 18-11×P 1811、P 18-14×蘇37和P 18-11×昌7-2，表現(xiàn)較差的有P 18-11×蘇37、P 18-13×昌7-2和P 18-15×蘇37，穗行數(shù)越多，產(chǎn)量越高。

行粒數(shù)：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-11×丹340、P 18-14×P 1811和P 18-15×P 18-7，表現(xiàn)較差的有P 18-10×昌7-2和P 18-15×w 527，玉米穗棒的每行粒數(shù)越多，單個玉米穗的產(chǎn)量也會有所提高。

單株產(chǎn)量：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-13×P 18-7、P 18-11×丹340、P 18-12×丹340和P 18-10×蘇37，表現(xiàn)較差的有P 18-15×w 527、P 18-10×P 18-7和P 18-11×蘇37，單株產(chǎn)量可以直接反映一個雜交組合的配合程度。

雄花分枝數(shù)：SCA表現(xiàn)較多的有P 18-10×P 1811和P 18-11×蘇37，表現(xiàn)較少的有P 18-13×P 1811、P 18-14×昌7-2和P 18-11×P 1811，雄花分枝數(shù)對自交系和雜交組合的影響很大，因?yàn)槎嗟男刍〞挠衩字仓甑酿B(yǎng)分。

百粒重：SCA表現(xiàn)較好的有P 18-12×P 1811和P 18-14×蘇37，表現(xiàn)較差的有P 18-15×w 527和P 18-11×蘇37，百粒重是評價一個雜交組合表現(xiàn)的重要指標(biāo)，其雜交組合百粒重的SCA越高，表明雜交組合得到的玉米籽粒越大，對其利用的價值更廣闊。

3 結(jié)論與討論

對新選12個自交系的株高、莖粗、穗部性狀、單株產(chǎn)量及百粒重等11個農(nóng)藝性狀的一般配合力進(jìn)行分析比較，一般配合力較高的測驗(yàn)種(父本)是P 18-7和丹340，被測系(母本)是P 18-12和P 18-13。特殊配合力較高的雜交組合是P 18-15×丹340、P 18-10×w 527、P 18-13×P 1811、P 18-13×P 18-7、P 18-14×P 1811和P 18-14×蘇37，其中P 18-15×丹340組合的特殊配合力最高，但是P 18-15自交系的一般配合力很低，而自交系丹340的一般配合力較高，這兩個自交系的雜交組合所表現(xiàn)出的特殊配合力高，應(yīng)該是這2個親本雜交后基因互作的特殊表現(xiàn)，有待于進(jìn)一步研究。一般配合力表現(xiàn)較突出的父本自交系P 18-7，與具有較高一般配合力的母本自交系P 18-13雜交，所得組合P 18-13×P 18-7的特殊配合力相對較高，初步判斷這個組合具有應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步的測配研究及應(yīng)用。經(jīng)方差分析結(jié)果顯示，雜交組合間呈顯著水平未達(dá)到極顯著，但通過多重比較得出，雜交組合間存在差異極顯著的、差異顯著的及不顯著的。

培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米品種的前提是選育優(yōu)良的自交系，其中一般配合力和特殊配合力是判定自交系強(qiáng)弱的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。在本次實(shí)驗(yàn)中的自交系P 18-7和P 18-13，兩自交系一般配合力的效應(yīng)值都是相對較高的，并且雜交組合的特殊配合力的效應(yīng)值也較高。本研究表明，自交系一般配合力和其在雜交組合中表現(xiàn)的特殊配合力并不同步，一般配合力高的自交系，其在不同組合中表現(xiàn)的特殊配合力不一定高，如自交系P 18-12的一般配合力較高，而與其他自交系雜交得到的組合特殊配合力并不高，再如自交系P 18-15的一般配合力不高，而自交系丹340的一般配合力較高，雜交組合P 18-15×丹340的特殊配合力的效應(yīng)值高，這是雜種優(yōu)勢受到基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同影響，雜種優(yōu)勢不但取決于親本的一般配合力，還取決于組合的特殊配合力。