11个玉米自交系配合力及遗传性分析

2013-12-17汤晓燕张金文

甘肃农业科技 2013年6期

陈婧，高翔，汤晓燕，张金文

（1.甘肃农业大学农学院，甘肃兰州 730070；2.甘肃省张掖市金友种业有限责任公司，甘肃张掖 734000；3．四川农业大学农学院，四川雅安 625014；4.甘肃省张掖市甘州区种子管理局，甘肃张掖 734000）

随着玉米单交种的普及，玉米品种的遗传基础越来越窄。利用外来种质拓宽现有玉米遗传基础已成为玉米育种者的共识［1～4］。利用外来种质可以丰富玉米种质资源、扩大遗传基础，改进玉米的农艺性状，增强抗逆性和适应性［5］。我们从美国引进多个优良玉米杂交种，并从中选育出多11个农艺学形状优良的自交系。通过对11个玉米自交系和国内骨干自交系之间的配合力研究，以确定这些自交系的利用价值，为选配强优势组合提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从美国杂交种中选出的11个优良自交系为T232（来源于美国Taxas），AR250、AR234、A679（来源于美国Arkansas），N192、W64A1（来源于美国 Indiand）， 2160-1-1-1、美国 02-1-1、 33K81（来源于美国pioneer），X7909-1、托38（来源于美国Gargill）。国内骨干自交系为郑58、Mo17、昌7-2、丹340、137均来自甘肃省张掖市金友种业有限责任公司。

1.2 试验方法

2010年冬季在海南三亚崖城，以从美国杂交种中选出的11个优良自交系为母本（P1组），以国内骨干自交系郑58、Mo17、昌7-2、丹340、137玉米自交系为父本（P2组），按11×5不完全双列杂交法组配成55个组合。2011年夏季在张掖金象科技示范园进行杂交组合田间鉴定，试验采用完全随机区组设计，3次重复，单行区种植，行长5m，行距60 cm，株距27 cm，种植密度为61 728株/hm2。抽雄后测量株高、穗位高；成熟后每行区连续收获中间的10株果穗，测定其穗长、穗粗、穗行数、行粒数，籽粒风干至恒重称取千粒重，并计算单株产量。

根据田间调查和室内考种结果，对穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重、单穗重、单株产量9个性状进行方差分析，当差异检验为显著时再进行配合力分析。配合力分析在DPS软件下进行［6～8］。采用对照优势结合配合力效应对测交组合作杂种优势分析［9～10］。对照优势H（%）=100×（F1-X）/X，其中F1为测交组合单株产量，X为最高对照单交种的产量。

2 结果与分析

2.1 性状的方差分析

经对试验结果进行方差分析，供试组合间的方差都达到极显著水平，即各性状存在着极显著差异（表1）。这说明不完全双列杂交的55个组合在所研究的9个性状上存在着真实的遗传差异，经F1测验后发现，P1组（选自美国杂交种的11个自交系）亲本和P2组（国内5个自交系）亲本在9个性状上均存在着极显著差异（表2），可对其配合力效应进行分析［11～12］。

表1 各性状配合力的方差分析（F值）①

2.2 一般配合力分析

P1组亲本各性状的一般配合力列于表2。从表2中可以看出，A679、AR234、美02-1-1、托38穗长的一般配合力为正效应，组配的杂交组合果穗长；A679、2160-1-1-1、33K81穗粗的一般配合力为正效应，组配的杂交组合果穗相对粗；A679、AR250、美国02-1-1、33K81、X7909-1、托38单穗重的一般配合力的为正效应，组配的杂交组合单穗较重；N192、W64A1、2160-1-1-1、美国02-1-1、33K81、X7909-1组配的杂交组合穗位低，A679、33K81组配的杂交组合穗行数多；A679、33K81、X7909-1组配的杂交组合单株产量高；2160-1-1-1、美国02-1-1、X7909-1、托38组配的杂交组合千粒重高。综合各种性状来评定，A679、2160-1-1-1、33K81、X7909-1有组配出强优势的杂交种的机率；T232只有穗位1个农艺性状的一般配合力是正效应，穗长、穗粗、单穗重、秃顶长、穗行数、行粒数、单株生产力、千粒重等8个农艺性状的一般配合力为负效应，组配高产杂交组合的机率低，应淘汰。

从表3可以看出，在P2组亲本中，Mo17、郑58组配的杂交种穗位低，137组配的杂交种果穗长，丹340、昌7-2组配的杂交种果穗粗，昌7-2、137组配的杂交种没有秃顶，以137、丹340、昌7-2其组配的组合单株产量高，丹340、组配的杂交组合的秃顶长。总之，在多数性状一般配合力表现较好的自交系有137、丹340、昌7-2。

2.3 自交系与测验种杂种优势分析

55个杂交组合单株产量列于表4。对照品种中金象3号单株产量最高（177.8 g），其次是农大108（172.6 g），以金象3号的单株产量为基础，计算供试组合的对照优势（表4）。结果在55个杂交组合中，对照的优势变化范围为-64.1%～14.2%，其中以郑58为测验种的组合对照优势普遍较低，以昌7-2为对照优势较高。对照优势大于0的组合有X7909-1× 昌 7-2， A679× 昌 7-2， A679×137，33K81×丹340，其值分别为14.2%、14%、11.3%。、9.9%；对照优势最低的组合包括T232×郑58，T232×137，T232×Mo17，W64A1×郑58，其值分别为-64.1%、-55.2%、-51.3%、-46.1%。

2.4 群体遗传参数分析

从表5可知，各性状一般配合力方差从大到小依次为秃尖长、穗位、穗粗、穗行数、单株产量、单穗重、行粒数、穗长、千粒重，其中秃顶长、穗位、穗粗、穗行数、单株产量、单穗重的一般配合力方差都超过了69%，说明这几个性状的杂种优势以加性方差为主，要重视一般配合力的选择。千粒重的特殊配合力方差为69.05%，而一般配合力方差为30.95%，说明千粒重以非加性基因效应作用为主。穗位、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗重和单株产量的广义遗传力和狭义遗传力均大于50%，亲代传递给子代的能力较强；千粒重的广义遗传力很高，狭义遗传力很低，易受环境的影响，亲代传给子代的能力相对较弱。

表2 P1组亲体各性状的一般配合力效应值

表3 P2组亲本各性状的一般配合力效应值

表4 55个杂交组合单株产量（g）及对照优势（%）①

表5 各性状遗传参数

3 小结与讨论

1）供试自交系的配合力有较大的差异，A679、美02-1-1、33K81、X7909-1等4个自交系的产量的一般配合力高，组合X7909-1×昌7-2、A679×昌7-2、A679×137、33K81×丹340，特殊配合力较高，杂种优势较强；美02-1-1虽产量的一般配合力高，但所配的杂交组合的优势不强。

2）穗位、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗重和单株产量的广义遗传力和狭义遗传力均大于50%，亲代传递给子代的能力较强，穗位、穗粗、秃尖长的广义和狭义遗传接近，说明二者的显性效应较低，主要是加性效应起作用。

3）外来种质与我国温带种质之间遗传差异大，两类种质之间优良基因位点差异大，基因多态性和互补性较强。两类种质杂交后，优良等位基因频率增高，基因累加及互作效应加强，导致配合力效应增大，杂种优势水平提高［13～15］，本试验中有4个强优势组合的单株产量超过了最高对照品种金象3号（177.8 g），表明自交系 A679，33K81、X7909-1与我国玉米骨干系之间存在强杂种优势关系，可以用于我国玉米种质改良及杂交选育。

4）通常不同类群种质之间杂交会产生植株过于繁茂，倒伏严重等一系列负效应，导致杂种优势水平较低。对有强优势组合模式的指导下可以直接从群体中选系，然后与对应测验种或其改良衍生系组配，寻求优良组合，或以自交系作为测验种与群体内的有利基因进行半同胞轮回选择，进一步定向积累群体内的有利基因，提高群体与测验种之间的配合力，然后再进行选系，组配高配合力的杂交种，提高杂种优势利用水平［16~17］。

［1］袁力行，张世煌.玉米遗传多样性与杂种优势群的研究［J］.中国农业科学，2002（增刊）：9-14.

［2］李新海，徐尚忠，李建生.10个热带、亚热带玉米群体配合力效应研究［J］.玉米科学，2001（1）：1-5.

［3］刘纪麟.玉米育种学［M］.北京：中国农业出版社，2001：160-171.

［4］梁红.植物遗传与育种［M］.广州：广东高等教育出版社，2002：41-44.

［5］荣廷昭，潘光堂.数量遗传学［M］.北京：中国科学技术出版社，2003.

［6］彭云承，马学明.几个常用玉米自交系主要数量性状的配合力分析［J］.杂粮作物，2001（4）：1-4.

［7］薛雁.13个玉米自交系的配合力分析［J］.杂粮作物，2005（6）：345-348.

［8］沈强云，许志斌，王永宏，等.玉米自交系产量及主要穗部性状的配合力分析［J］.玉米科学，2005（2）：22-25.

［9］左淑珍，许崇香，王红霞，等.8个玉米自交系配合力分析及应用评价［J］.玉米科学，2005（2）：39-41；44.

［10］陈华文.十个玉米自交系主要数量性状配合力分析［J］.广西农学报，2003（3）：1-5.

［11］何川，李钟，毛金雄，等.15份玉米自交系数量性状配合力分析［J］.玉米科学，2000（4）：33-36.

［12］何代元，吴广成，龙德祥，等.十个玉米自交系主要农艺性状的配合力分析［J］.杂粮作物，2003（5）：252-254.