玉米自交系主要数量性状的配合力分析与利用

2016-04-25刘志雄

北方农业学报 2016年5期

赵猛，刘志雄，陈强

（1.铁岭郁青种业科技有限责任公司，辽宁铁岭 112000；2.内蒙古农牧业科学院玉米研究所，内蒙古呼和浩特 010031；3.杭锦后旗农牧业技术推广中心，内蒙古陕坝 015400）

玉米作为主要的农作物，它集粮食、饲料和工业原料于一身。在我国玉米已成为第一大作物，近年种植面积稳定在0.367亿hm2左右,2014年种植面积达到0.371亿hm2；玉米总产从2004年的1160多亿kg，增加到2014年的2160多亿kg。随着我国对玉米需求量的增加，每年都从国外进口玉米，2014年进口量达到25.57亿kg。根据《国家十三五规划》到2020年，粮食总产量达到6000亿kg，其中玉米总产量的增长要占很大的份额。

在玉米的增产因素中，优良杂交种的推广对提高玉米单产起着不可替代的作用。玉米新品种选育工作中围绕配合力的问题前人已做了很多工作[1]。在玉米育种中，选育出性状优良的强优势杂交种，首先要选育出主要经济性状符合育种要求的自交系。自交系经济性状的配合力是决定杂交种产量表现的主要因素，因此，进行自交系的配合力分析，就为玉米杂交种的组配提供主要依据[2]。

本研究以9个玉米自交系（其中：478为外引系，其余8个为自选系）为试材，研究和分析了亲本自交系及其组配的杂交组合的主要数量性状的配合力及其相对效应值，试图为选育优良自交系和强优势杂交种指明方向。

1 材料和方法

供试材料为 P1（母本）：478、S108、AS201、S104四个自交系；P2（父本）：N04、FS5-4311、N21、N28、N315个自交系，采用NC-II不完全双列杂交设计于2013年冬季在海南组配成20个杂交组合。

2014年春季种植于铁岭郁青种业有限公司试验基地。试验地土壤为棕壤土，地势平坦，地力均匀。肥料为一次性控释肥奥磷丹40 kg/667m2，播后苗前进行除草剂土壤封闭防田间杂草，玉米生育期间无浇灌和追肥。

20个杂交种采用随机区组法排列，3次重复，1行区，每小区定植13株，成熟后取中间5株收获果穗，1 d内收完。果穗在烘干箱里烘干至14%水后，在室内对穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重等经济性状进行考种，产量用单株粒重表示。

应用NC-II不完全双列杂交的原理和分析方法进行方差分析及配合力分析，应用分析软件为DPS。

2 结果与分析

2.1 主要性状的配合力方差分析

所测主要经济性状的配合力方差分析（表1）表明：对F1杂交种来说，穗粗的均方不显著，其余性状的均方都达极显著水平，表明这些性状在杂种间存在显著差异。把F1杂交种方差分解成P1组和P2组亲本的一般配合力（GCA）方差以及P12特殊配合力（SCA）方差分析。对P1组亲本来说,穗粗、秃尖长、行粒数的均方不显著，单株粒重、穗长、穗行数、千粒重的均方均达显著水平，表明穗粗、秃尖长、行粒数的一般配合力在P1组的自交系间不存在显著差异；单株粒重、穗长、穗行数、千粒重的一般配合力在P1组的自交系间均存在显著差异。对P2组亲本来说，穗粗的均方不显著，单株粒重、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重的均方达到极显著差异，表明只有穗粗的一般配合力在P2组的自交系间不存在显著差异，单株粒重、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重的一般配合力才在P2组自交系间存在极显著差异水平。除穗长、穗粗、行粒数外，其余性状的特殊配合力均方（P12）达显著水平，表明这些性状在F1杂种中的表现还受双亲特殊配合力的影响[3]。

2.2 各性状的一般配合力相对效应值分析与利用

自交系主要经济性状的一般配合力相对效应值列于表2。从表2可知，单株粒重（产量）的一般配合力相对应值较高的有 S108、S104、FS5-4311、N28，用这4个自交系测配易获得单株粒重（产量）较高的组合，而用 AS201、N04、N21、N31 反而有明显降低单株粒重（产量）的作用，不易采用；就穗长而言，S108、S104、N04、FS5-4311一般配合力相对效应值较高，用其测配易增加F1的穗长，而AS201、N21、N31有减小穗长的作用，不易利用；就穗粗、穗行数而言，AS201、S104、FS5-4311、N21 一般配合力相对效应值较高，用其测配易增加穗行数，而S108、N04、N28、N31只有减小穗行数的作用，不宜选用；行粒数一般配合力相对效应值高的有478、S108、N21、N31，而明显降低行粒数的有 AS201、S104、N04，不利于生产；秃尖长不利增产，因此，我们选此性状时要选用易减小F1秃尖的自交系。从表3可知，478、S108、N04、N31都有显著减少F1秃尖的作用，易用于生产，而AS201、S104、N28都有显著增加F1秃尖的作用，不利于生产；就千粒重而言，S108、N04、FS5-4311、N28一般配合力相对效应值高，用其测配易增加千粒重，而478、N21、N31一般配合力相对效应值低，用其测配易降低千粒重，因此不宜直接使用[4-5]。

综合9个自交系来看，FS5-4311最有利于F1的综合性状的提高，S108、S104、N28比较有利于F1的综合性状的提高。

表2 所测性状一般配合力（GCA）相对效应值

2.3 各性状特殊配合力相对效应值分析与利用

表3是按不完全双列杂交法配制的20个组合7个性状特殊配合力的相对效应值。由于性状和亲本不同，组合间特殊配合力相对效应值差异很大。

2.3.1 单株产量组合S108×FS5-4311的产量特殊配合力相对效应值最高，S104×N28的产量特殊配合力相对效应值次之，组合478×FS5-4311最低。由表 3 可知高产组合有 S108×FS5-4311、S104×N28、S108 ×N21、S104×N31、AS201×N04、478 ×N31、478 ×N04；低产组合有 478×FS5-4311、S108×N28、S104×N21、S108×N31、S104×N04。

2.3.2 穗长 S108×FS5-4311特殊配合力相对效应值最高，S104×N28特殊配合力相对效应值次之，478×N28特殊配合力相对效应值最低。

2.3.3 穗粗 S108×FS5-4311特殊配合力相对效应值最高，AS201×N28特殊配合力相对效应值次之，S108×N28特殊配合力相对效应值最低。

2.3.4 穗行数 S108×N04特殊配合力相对效应值最高，AS201×FS5-4311特殊配合力相对效应值次之，AS201×N04特殊配合力相对效应值最低。

2.3.5 行粒数 S108×FS5-4311特殊配合力相对效应值最高，AS201×N04特殊配合力相对效应值次之，478×FS5-4311特殊配合力相对效应值最低。

2.3.6 秃尖 S108×N21的秃尖最短，478×N21秃尖最长。

2.3.7 千粒重 AS201×N04特殊配合力相对效应值最高，S104×N28次之，S108×N04特殊配合力相对效应值最低。

综上所述，可得最优组合有S108×FS5-4311、S104×N28、S108×N21、S104×N31、AS201×N04、478×N31[6]。

3 讨论与结论

配合力是玉米杂交育种中选择测验种和杂交亲本的重要依据，只有一般配合力和特殊配合力相对效应值都高的亲本组配，才可能同时发挥两种配合力的作用，从而有较大可能育成强优势杂种。

从本试验来看，FS5-4311是综合性状最好的亲本自交系，如果用FS5-4311有可能配制出理想的杂交种，是选育强优势杂交组合的优良自交系。此外，N28、S108、S104 的产量 GCA 效应值也较高，也是具有很大潜力的优势亲本，但要注意在使用N28和S104这两个自交系时易导致杂交种的秃尖加大，应注意克服。