美國玉米種質(zhì)X64 選系穗部性狀及產(chǎn)量配合力評價分析

李方明 謝文錦 楊海龍 付 俊 張中偉 高旭東

（丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院 遼寧鳳城 118109）

玉米種質(zhì)資源是玉米生產(chǎn)和新品種選育的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，加強研究玉米種質(zhì)資源對其育種生產(chǎn)具有極其重要的意義[2]。 引進(jìn)與應(yīng)用外來種質(zhì)是改良現(xiàn)有地方玉米種質(zhì)、 拓寬玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)及創(chuàng)造高雜種優(yōu)勢后代的常用方法。

選育高配合力的優(yōu)良自交系是充分利用玉米雜種優(yōu)勢的基礎(chǔ)工作， 也是玉米育種工作環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵和重點。 在玉米育種過程中，將隸屬不同雜種優(yōu)勢類群自交系組配形成具備高雜種優(yōu)勢模式能夠快速有效地選育優(yōu)質(zhì)品種， 而這要求雜種優(yōu)勢群間必須具有高的配合力。 由此可知，自交系各性狀的配合力是雜交種選育過程中親本選擇的重要依據(jù)。 因此做好玉米自交系各性狀鑒定和配合力分析， 對提高玉米育種效率和育種水平具有重要意義[3]。

本試驗以美國玉米種質(zhì)X64 與丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院的5 個不同類群自交系配制雜交組合。 旨在分析和研究新選自交系穗部性狀和產(chǎn)量的配合力， 為育種工作者選育優(yōu)良自交系、 組配雜交種提供一定的參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以5 個X64 選系X6411、X6421、X6431、X6441、X6451 為母本，選取PH6WC、9352 、DH34 、丹599 和昌7-2 作為父本，采取不完全雙列雜交（5×5）配成25 個雜交組合（表1）。

表1 親本自交系的名稱及來源

1.2 試驗方法

試驗于2020 年5 月4 日在鳳城市玉米試驗地播種25 個雜交組合，采用隨機區(qū)組設(shè)計， 3 次重復(fù)，種植密度為4 000 株/畝，5 行區(qū)， 行長4 m、 行距0.6 m、株距0.25 m。在玉米收獲期測量果穗長、穗粗、行粒數(shù)、穗行數(shù)、百粒重、粒長、軸粗、禿尖長、出籽率及單株產(chǎn)量、小區(qū)產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計方法

利用Excel 2010 對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后，再利用DPS 7.5 按照莫惠棟等方法進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的方差分析、配合力的計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 穗部性狀及單株產(chǎn)量配合力方差分析

對雜交組合不同穗部性狀和單株產(chǎn)量進(jìn)行配合力方差分析。 結(jié)果表明（表2），除軸粗的P1 組GCA外，其余各性狀組合間及其GCA 和SCA 差異均達(dá)到顯著或極顯著水平。 表明各穗部性狀在各基因型間存在真實的遺傳差異，其差異是由遺傳因素引起的，是可遺傳的變異，因而可作進(jìn)一步分析。

表2 穗部性狀及小區(qū)產(chǎn)量配合力方差分析

2.2 穗部性狀配合力分析

2.2.1 穗部性狀一般配合力分析 利用DPS 7.5 對親本不同穗部性狀的GCA 相對效應(yīng)值進(jìn)行估算，估算結(jié)果列于表3。 從表3 可以看出，同一自交系不同性狀間的GCA 效應(yīng)值差異很大；同一性狀不同自交系間的效應(yīng)值也有很大差異。

表3 親本農(nóng)藝性狀一般配合力效應(yīng)值

通過穗部性狀配合力分析篩選出3 個優(yōu)良新選系。 X6411：穗長、行粒數(shù)、百粒重、出籽率、穗粗和粒長GCA 效應(yīng)值正向較高，穗行數(shù)GCA 為負(fù)值，且禿尖長和軸粗的GCA 負(fù)向較小，用其組配有望獲得長穗、短禿尖、長粒形、多行粒、百粒重高、出籽率高的高產(chǎn)組合。 X6421：穗行數(shù)GCA 正向值最大，穗長、穗粗、粒長和出籽率GCA 正向值較大或居中，且禿尖長負(fù)向效應(yīng)值較大，在組配組合時對增加穗行數(shù)、減小禿尖有較大作用，對提高穗長、穗粗方面有一定作用。 X6431：穗長、穗行數(shù)、穗粗、粒長、百粒重GCA 正向值較大，軸粗負(fù)向效應(yīng)值最大，用于組配組合時有望獲得果穗粗、粒長、籽粒大的組合。 X6431 是以穗粗、軸細(xì)、粒長為突出優(yōu)勢的優(yōu)良自交系。

2.2.2 穗部性狀特殊配合力分析 特殊配合力(SCA)高低取決于親本自交系基因型的非加性效應(yīng)， 其受環(huán)境條件影響較大，不能夠穩(wěn)定遺傳，但可以用來指導(dǎo)雜種優(yōu)勢的利用， 為雜交組合的選配提供理論依據(jù)[2]。25 個雜交組合不同穗部性狀的特殊配合力效應(yīng)值見表4。 穗長最大效應(yīng)值為X6431×PH6WC，穗粗SCA 正向值最大的組合為X6421×9352，軸粗SCA 負(fù)向值最大的組合為X6431×丹599，禿尖長SCA 負(fù)向值最大的組合為X6451×DH34。 粒長SCA 最大的組合是X6451×昌7-2， 行粒數(shù)SCA 最大的組合是X6411×昌7-2， 穗行數(shù)SCA 最大的組合是X6431×PH6WC，百粒重SCA 最大的組合是X6421×PH6WC，出籽率SCA 最大的組合是X6411×昌7-2。

表4 穗部性狀特殊配合力效應(yīng)值

2.3 小區(qū)產(chǎn)量配合力效應(yīng)分析

小區(qū)產(chǎn)量的配合力效應(yīng)值見表5。不同自交系的產(chǎn)量一般配合力相對效應(yīng)值有很大的差異。 P1 組親本的一般配合力，9352 的GCA 最高， 昌7-2 的GCA最低。 在P2 組親本的一般配合力相對效應(yīng)值中，X6411 的GCA 最高，GCA 最小的是X6451。 X6431、X6421、X6441 的GCA 效應(yīng)值依次居中。25 個組合的特殊配合力變動幅度較大，其變動范圍在-5.19～8.45之間， 其中，11 個組合的SCA 為正值，14 個組合的SCA 為負(fù)值，XY6482×DH34 的SCA 值最大，XY6485×9352 的SCA 值最小。 產(chǎn)量的TCA 變動幅度較大，范圍為-18.97~21.78，XY6481×丹599、XY6481×9352、XY6483×9352 為排名前三的組合。 分析TCA 的3 個組成部分，TCA 較高的組合， 大致可分為4 種類型：第一類是雙親GCA 和組合SCA 均高， 如組合XY6481×9352、XY6483×9352； 第二類是一個親本的GCA 高，一個親本的GCA 低，組合SCA 中等，如組合XY6481×PH6CW； 第三類是一個親本的GCA 高，一個親本的GCA 中等，組合的SCA 中等或較高，如組合6481×DH34 和XY6483×9352；第四類是雙親GCA效應(yīng)值中等，SCA 效應(yīng)值高，如組合6482×DH34。 而TCA 低的組合其母本GCA、父本GCA、組合SCA 往往均較低。

表5 小區(qū)產(chǎn)量一般配合力、特殊配合力和相對效應(yīng)值

3 討論與結(jié)論

根據(jù)穗部性狀一般配合力結(jié)果篩選出X6411、X6421 和X6431 3 個 優(yōu) 良 選 系，X6411 多 數(shù) 性 狀GCA 為正向效應(yīng)值， 用X6411 作母本， 在組配長穗型、禿尖較短、多行粒、百粒重高、出籽率高的高產(chǎn)組合有較大潛力。 X6421 穗行數(shù)、穗粗、粒長GCA 效應(yīng)值正向較大， 且禿尖長負(fù)向效應(yīng)值較大， 用于組配可增加穗行數(shù)、 減小禿尖， 在提高穗粗、 粒長方面有一定作用。 X6431 是以穗粗、 軸細(xì)、 粒長為突出優(yōu)勢的自交系， 但X6431 的禿尖較為明顯， 應(yīng)選擇在減少禿尖上有高配合力的親本組配， 有望獲得果穗粗長、 籽粒長的組合。 根據(jù)產(chǎn)量配合力分析結(jié)果可知， X6411 和X6431 具有較高的一般配合力， 用其組配易獲得高產(chǎn)組合。 產(chǎn)量的特殊配合力相對效應(yīng)值的變動范圍在-5.19～8.45 之間， 其中， 11 個組合的SCA 為正值， 14 個組合的SCA 為負(fù)值。 SCA相對效應(yīng)值居前5 位的是XY6482×DH34、XY6483×9352、XY6485×PH6CW、XY6484×丹599 和XY6485×昌7-2。TCA 綜合了雙親GCA 和組合SCA，可以較全面地反映組合的表現(xiàn)， 是玉米雜交種選育中的一個重要遺傳參數(shù)。 TCA 值變幅在-18.97～21.78 之間，排名 前 三 的 是XY6481× 丹599、XY6481×9352 和XY6483×9352， 綜合考慮穗部性狀和小區(qū)產(chǎn)量配合力，在供試的5 個新選系中，X6411 和X6431 是表現(xiàn)比較理想的自交系， 從其組合中篩選到高產(chǎn)組合的可能性大，應(yīng)充分利用。 其余各自選系各有其優(yōu)良的特性，可根據(jù)育種目標(biāo)適當(dāng)加以利用。 X6411×9352、X6431×9352 和X6411×丹599 是產(chǎn)量較高、農(nóng)藝性狀比較理想的組合。