欧洲玉米种质BRC选系与我国主要玉米种质杂种优势及主要性状遗传相关分析

高旭东， 周旭梅， 付 俊， 丰 光， 高洪敏， 景希强

（丹东农业科学院， 辽宁 凤城118109）

玉米种质资源是玉米育种的基础，种质资源的引进、利用、改良与创新是我国玉米育种取得突破的必经之路。随着耐密型玉米品种的广泛种植，早熟、耐密种质资源的创新与利用受到了关注。欧洲已有500年的玉米种植史，在长期的自然和人工选择中形成了具有欧洲特色的玉米品种类群和遗传资源材料，这些材料有些是能被我们利用或进行遗传改良的［1］。本研究以从欧洲引进的10份BRC玉米种质为基础试材，选育出的5个农艺性状优良的早熟、耐密玉米自交系为研究对象，研究欧洲玉米种质BRC选系与我国主要玉米种质的8个主要农艺性状的杂种优势表现以及杂交种主要农艺性状与产量的相关关系，探讨BRC选系的应用价值以及性状选择指标，为欧洲玉米种质在我国玉米育种中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

丹东农业科学院2006年引进欧洲早熟耐密的BRC种质10份，经南繁北育，选育出纯合的玉米自交系 5 个，分 别 为 BRC－1、BRC－2、BRC－5、BRC－6、BRC－10。5个代表我国主要种质类群的自交系分别为来自塘四平头类群的昌7－2、旅大红骨类群的DH 34、Lancaster类群的 Mo 17、Reid类群的郑58及PN 78599类群的丹988。

表1 5个BRC玉米自交系来源及主要特点

1.2 试验设计

2013年以5个BRC自交系为母本，5个测验种为父本，按NCⅡ遗传交配设计组配出25个杂交组合。2014年将25个杂交组合和亲本自交系分2组，种于丹东农业科学院试验田。随机区组试验排列，4行区，3次重复，行长4m，行距0.63m，种植密度60 000株／hm2。田间管理同一般大田。收获时选取中间两行收获。田间调查株高、穗位高和倒伏率，收获后每个组合随机选取10个果穗考察穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重（折算成14%含水量的百粒重），计算单株产量（折算成14%含水量的单株产量）。

表2 BRC选系及杂交组合各性状的方差分析（F值）

表3 25个杂交组合的中亲优势

表4 25个杂交组合的超亲优势

1.3 统计方法

利用EXCEL 2003和 DPS 3.01软件进行杂交种和自交系的方差分析，各主要农艺性状与产量的相关分析与通径分析。计算各杂交组合的中亲优势、超高亲优势，并进行杂种优势分析。

杂种优势率计算公式如下：

中亲优势（%）＝（F 1－Mp）／Mp×100%；

超亲优势（%）＝（F 1－Hp）／Hp×100%；

其中，F 1为杂种组合的平均值；Mp为双亲平均值；Hp为高值亲本的平均值。

2 结果与分析

2.1 玉米自交系及其杂交组合主要性状的方差分析

经过田间调查，2014年，在60 000株／hm2的试验密度下，自交系和杂交种3次重复均未发生倒伏或倒折。对自交系和杂交组合主要农艺性状进行方差分析（表2）表明，自交系各性状区组间差异不显著，不同自交系之间株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单株产量差异极显著，百粒重差异显著。杂交种各性状区组间差异不显著，不同杂交组合间株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量均存在极显著差异。

2.2 BRC选系组配的25个杂交种主要性状的杂种优势表现

对由5个BRC选系组配的25个杂交组合的中亲优势和超亲优势比较发现，不同组合不同性状的杂种优势表现不同。如表3、表4所示，方差分析表明，不同组合间株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量等8个性状的中亲优势和超亲优势都达到了极显著水平。不同组合间各性状的杂种优势平均值大小依次为单株产量＞株高＞穗位高＞穗长＞穗粗＞行粒数＞百粒重＞穗行数。其中单株产量的中亲优势和超亲优势的平均值分别为89.00%和77.26%，株高、穗位高的中亲优势率均在50%以上，穗行数杂种优势率最低，其中亲优势率和超亲优势率均＜10%。因此，由欧洲玉米种质BRC选系与国内自交系组配的杂交种的杂种优势主要体现在单株产量的增加、株高和穗位高的增加。

对不同性状的中亲优势和超亲优势比较分析结果表明，25个杂交组合的株高、穗位高、穗长、穗粗、百粒重、单株产量中亲优势和超亲优势值均为正值，部分组合的穗行数中亲优势或超亲优势平均值为负值，部分组合的行粒数超亲优 势为负 值。BRC－1、BRC－2、BRC－5、BRC－6、BRC－10与丹988杂交的组合株高、穗位高中亲优势和超亲优势较大，BRC选系与丹988容易组配出植株高大、穗位较高的杂交种。组合BRC－6×丹黄34的穗长中亲优势和超亲优势最大，BRC－5×Mo 17的穗长杂种优势最低。BRC－2×昌7－2穗粗的中亲优势和超亲优势最高，BRC－5×郑58穗粗的中亲优势和超亲优势最低。BRC－6×昌7－2穗行数中亲优势和超亲优势最高，BRC－5×郑58、BRC－2×郑58穗行数中亲优势和超亲优势最低；BRC选系与郑58杂交组合的穗行数中亲优势和超亲优势均为负值；BRC选系与Mo 17杂交组合的穗行数超亲优势值为负值，5个组合的中亲优势均为较低的正值。BRC－1×丹黄34、BRC－10×丹黄34行粒数中亲优势和超亲优势最高，BRC－6×Mo 17、BRC－2×Mo 17行粒数中亲优势和超亲优势最低，均为负值。5个自交系与丹988杂交的百粒重中亲优势和超亲优势都较高，与MO 17杂交的组合百粒重中亲优势和超亲优势较低，BRC选系与丹988容易组配出百粒重大组合。由此可见，BRC选系容易与PN 78599类群的自交系组配出植株高大、穗位较高、百粒重大的组合；BRC选系容易与Reid、Lancaster类群组配出的组合穗行数偏少。

如表3、表4所示，25个杂交组合中BRC－1、BRC－2、BRC－5、BRC－6、BRC－10与昌7－2、丹黄34、丹988杂交的15个组合单株产量的中亲优势和超亲优势都比较大，表现出较强的杂种优势，且其它性状都表现为正向的中亲优势和超亲优势，其中组合BRC－10×昌7－2单株产量的中亲优势和超亲优势都最大。BRC－1、BRC－2、BRC－5、BRC－6、BRC－10 与 Mo 17、郑58杂交组合单株产量中亲优势和超亲优势较低，其中组合BRC－6×Mo 17中亲优势和超亲优势最低。由此可知，欧洲玉米早熟种质BRC选系与塘四平头、旅大红骨、PN 78599类群的玉米自交系较易组配出强优势高产杂交组合，与Lancaster和Reid类群的玉米自交系很难组配出高产的强优势组合。

表5 25个杂交组合主要性状的相关分析

表6 25个杂交组合主要性状的通径分析

2.3 BRC选系与我国玉米种质组配的杂交组合主要性状的相关分析

通过对25个杂交组合主要农艺性状的相关分析（表5）可知，单株产量与株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重呈极显著正相关，其中相关系数最大的为穗粗（R＝0.827＊＊）；株高与穗位高、穗长、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量呈极显著正相关，与穗粗显著正相关；穗位高与株高、穗长、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量极显著正相关，与穗粗显著正相关；穗长与株高、穗位高、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量均呈极显著正相关；穗粗与穗长、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量呈极显著正相关，与株高、穗位高显著正相关；穗行数与株高、穗位高、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、单株产量均呈极显著正相关；行粒数与株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、百粒重、单株产量均呈显著正相关；百粒重与株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单株产量呈极显著正相关。由此可见，利用欧洲玉米种质BRC自交系选育高产玉米新品种，应注重增加穗长、穗粗、行粒数、穗行数、百粒重，选择适宜的株高、穗位高。

2.4 BRC选系与我国玉米种质组配的杂交组合主要性状的通径分析

通径分析结果（表6）表明，各性状对单株产量的直接作用从大到小依次为株高＞穗粗＞穗行数＞穗长＞行粒数＞百粒重＞穗位高，其中株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数对产量的直接作用为正向作用，穗位高、百粒重对产量的直接作用为负值。穗位高和百粒重对产量直接作用为负值，但通过其它性状有较大的正向间接作用，穗位高和百粒重与产量的相关性表现为极显著的正值。在利用BRC种质选育杂交种时，注重株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数的选择，同时兼顾穗位高和百粒重的选择，以获得高产玉米杂交种。

3 结论与讨论

3.1 杂种优势分析表明，由BRC选系组配的不同组合不同性状的杂种优势大小不同。单株产量的杂种优势率最大，株高、穗位高次之，穗行数杂种优势率最低。表明欧洲玉米种质BRC选系与国内主要种质自交系组配的杂交种的杂种优势主要体现在单株产量的增加、株高和穗位高的增加。不同组合的株高、穗位高、穗长、穗粗、百粒重、单株产量中亲优势和超亲优势值均为正值，部分组合的穗行数中亲优势和超亲优势值为负值，部分组合的行粒数超亲优势为负值。欧洲玉米早熟种质BRC选系与塘四平头、旅大红骨、PN 78599类群的玉米自交系较易组配出强优势高产杂交组合，与Lancaster和Reid类群的玉米自交系很难组配出高产的强优势组合。BRC选系容易与PN 78599类群的自交系组配出植株高大、穗位较高、百粒重大的组合；与Reid、Lancaster类群组配出的组合穗行数偏少。

3.2 玉米杂种优势是各个性状相互作用的综合表现，各个性状之间存在着不同程度的相关，对一个性状的选择势必影响到另一个性状的遗传效果［2］。对BRC选系与我国玉米种质的杂交组合主要农艺性状与产量的相关分析结果表明，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重与单株产量呈极显著正相关，各农艺性状之间呈显著或极显著相关。通径分析结果表明，各性状对单株产量的直接作用从大到小依次为株高＞穗粗＞穗行数＞穗长＞行粒数＞百粒重＞穗位高，其中株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数对产量的直接作用为正向作用，穗位高、百粒重对产量的直接作用为负值。通过通径分析可以掌握组成产量的各个性状玉产量性状的直接影响与间接影响，就可以采用不同的选择方法，最终达到选育高产品种的目的［2］。

3.3 欧洲玉米种质BRC选系具有熟期早、植株青秀，耐密性强等特点，有很大的利用价值。BRC选系可以与Lancaster或Reid类群的玉米自交系杂交组配二环系，选育高抗、早熟、耐密高产玉米自交系；BRC选系或改良系可以与塘四平头、旅大红骨、PN 78599类群的玉米自交系组配强优势玉米杂交种。利用欧洲玉米种质BRC选系选育高产玉米新品种时，应重视株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数的选择，同时兼顾穗位高和百粒重的选择；在性状选择时，应注重增加穗长、穗粗、行粒数、穗行数、百粒重，并选择适当的株高、穗位高，以获得高产玉米杂交种。

［1］霍仕平，张兴端，向振凡，等.欧洲玉米种质BC8241Ht改良系主要经济性状的配合力分析［J］.玉米科学，2006，14（1）：40－42，45.

［2］祁志云，杨华，李淑君，等.玉米种质杂种优势群划分及主要性状相关性与通径分析［J］.西南农业学报，2013，26（4）：1 316－1 321.