15份玉米自选系与国内主要种质的杂种优势研究

袁海洋　高树仁

摘要 以哈尔滨市农业科学院玉米自选系Y001-Y015为被测系，采用NCⅡ（不完全双列杂交）设计的原理和方法，以mo17、B73、昌7-2、丹340为测验系进行杂交，对由此组配的杂交种进行配合力分析，以确定优良的杂交组合。结果表明：具有较高的杂种优势的组合为 Y001、Y013与旅大红骨种质；Y001、RY008、Y009、Y010、Y013、Y014与 reid种质；Y013 与Lancaster种质；Y009、Y013和Y014与唐四平头种质。自交系中产量综合性状较优为 Y014、Y015和Y001，在育种工作中可以优先选配。

关键词 玉米；自交系；配合力；杂种优势

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）08-0044-04

Abstract This experiment took corn customize Y001 - Y015 in Harbin Academy of Agricultural Sciences as measured series， a total of 15 for using NC Ⅱ（incomplete diallel cross design principle and method） to mo17， B73， chang 7-2， brigade 340 combining ability analysis of the equipping of hybrid， to determine the excellent cross combinations. Results showed that： Y001， Y013 journey with red bone germplasm with high heterosis； Y001， RY008， Y009， Y010， Y013， Y014 with reid germplasm with high heterosis； Y013 and Lancaster germplasm with high heterosis； Y009， Y013 and Y014 and tang four flat germplasm with high heterosis.15 servings of inbred lines in yield better synthetical properties of Y014， Y015 and Y001 could priority selection in breeding work.

Key words corn； inbred lines； combining ability； heterosis

在玉米育种中，只有筛选出性状优良、一般配合力高的自交系，并在此基础上着重筛选高特殊配合力，才能获得具有较高产量潜力且较大利用价值的优势杂交组合[1]。众所周知，玉米育种工作难在选系，重在组配。许多玉米育种工作者依据不完全双列杂交设计，对自选供试自交系利用价值和潜力进行了综合的评价。但是，由于材料、地点等各项因素，即使同一产量和性状，在不同地点表现也不尽相同，比如大庆种植的15个玉米杂交种在4个不同地点进行品种试验，结果表明：试验地点、品种和地点×品种存在显著差异[2-3]。本试验的主要目的是通过数量遗传学的方法确定哈尔滨市农业科学研究院自选15份自交系的配合力与国内主要种质的关系，在玉米的特征及其产量性状上，对玉米品质性状的配合力及其效应值同时进行分析研究，为黑龙江省进一步改良玉米品质育种工作提供科学依据，同时确定从Y群体中选育的自交系是否具有使用价值，为育种实践提供指导及理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料和方法

采用NCⅡ的方法，以哈尔滨市农业科学院玉米自选系Y001-Y015共15份为被测系，以lancaster种质mo17，reid种质B73，唐四平头种昌7-2，旅大红骨种质丹340等为测验系进行杂交，共配制组合60份，进行杂种优势的研究。利用数量遗传学的方法研究15份自交系的配合力水平。

1.2 试验设计

田间试验于2015年在黑龙江省哈尔滨市农业科学院松北试验基地进行。该试验地位于哈尔滨的松北区，属于黑龙江省的第一积温带，土壤为黑土，前茬为玉米。3次重复，随机区组设计，行长5 m，双行区，垄距 0.67 m，小区面积6.7 m2。

1.3 调查项目

对于田间性状和室内考种性状均按《玉米种质资源描述规范和数据标准》進行调查研究，如表1所示。

1.4 统计学分析

对 15个玉米自交系的8个性状进行方差分析，按NCⅡ（不完全双列杂交）设计的原理和方法，用DPS数据处理系统分析杂交组合的8个主要性状。

2 结果与分析

2.1 各性状配合力方差分析

如表2所示，对穗长、穗粗、轴粗、粒长、粒宽、粒厚、百粒重、产量 8 个性状按不完全双列杂交法进行配合力方差分析，结果表明，测验种除百粒重F检验达显著水平外，其余7个性状均达极显著水平，说明不完全双列杂交的 60个组合在所研究的 8 个性状上存在显著或极显著真实差异，其差异主要是由遗传因素引起的。测验种×自交系的特殊配合力（SCA）方差分析结果表明，所测性状 SCA 在各组合间存在显著或极显著差异。供试群体各性状一般配合力（GCA）均高于SCA，说明在试验群体内，这些性状的一般配合力较重要，同时也说明这些性状上所表现出的杂种优势主要受基因加性作用的影响，而受非加性基因作用的影响相对较小，是可以稳定遗传的，因此，在实际育种工作中，选择这些性状双亲均表现优良的亲本进行组配，才能充分发挥基因的加性效应。综上所述，可以进一步对 15 个自交系的一般配合力和特殊配合力效应值进行分析。

2.2 各性狀的一般配合力分析

如表3、4所示，不同自交系同一性状的一般配合力效应有很大差异，表现正向和负向2类效应。百粒重GCA较高的Y005，Y012、Y014和Y013，因此在利用这部分选系的时候可以增加百粒重。穗长GCA较高的选系Y014、Y013、Y001、Y002，穗粗GCA较高的选系Y005、Y011、Y004、Y012、Y010、Y009、Y001、Y014、Y013，轴粗GCA较低的选系Y015、Y007、Y008、Y006、Y012、Y011，粒长GCA较高的选系Y003、Y010、Y012、Y014、Y013、Y001、Y009，粒宽GCA较高的选系Y002、Y011、Y012、Y005、Y014、Y015、Y013、Y001、Y007、Y011，粒厚GCA较低的选系Y012、Y006、Y008、Y010、Y003。Y选系在与旅大红骨种质丹340组配时在穗粗、粒长、粒宽和粒厚对产量增加是有利的，在与唐四平头种质昌7-2组配时百粒重、穗粗、粒宽粒厚对产量增加有利，在与reid种质郑58、组配时百粒重、穗长、轴粗、粒长对产量增加有利，在与lancaster种质mo17组配时轴粗、粒长、粒厚对产量增加有利。

2.3 杂交组合的特殊配合力效应分析

对60个组合的8个性状的特殊配合力效应值进行估算，估算结果如表5所示。可以看出，同一性状不同组合的SCA效应值有明显差异。已知自选系与测验种性状特殊配合力高则不属于这个测验种所代表的种质类群。配合力为最大负值时，则归入此测验种所代表的种质类群。根据表4结果可以将15份玉米自交系归入国内4个玉米主要遗传种质类群：Y003、Y006和Y010与丹340聚为一类，说明它们性状近似于旅大红骨群种质；Y004、Y012和Y015与444和昌7-2聚为一类，说明它们含有唐四平头群的特性；Y002、Y008、Y009、Y011与mo17聚为一类，说明它们含有Lancaster遗传特性。Y001、Y005、Y013、Y014、Y007与B73聚为一类，说明它们与reid种质遗传差异小。

2.4 杂种优势分析

如表6所示，Y001、Y013与丹340具有较高的杂种优势，丹340属于旅大红骨种质，所以Y001、Y013与旅大红骨种质也应该具有较高的杂种优势；Y009、 Y013和Y014与昌7-2代表的唐四平头种质具有较高的杂种优势。Y001、RY008、Y009、Y010、Y013、Y014与B73所代表的Reid种质具有较高的杂种优势；Y013与mo17代表的lancaster种质具有较高的杂种优势。

3 结论与讨论

玉米自交系是玉米遗传育种的物质基础。评价一个自交系的优劣，除了看其产量、农艺和抗逆抗病性外，更要看其配合力的高低，优良自交系本身必然具有较高的一般配合力，而能否选育出高产优质杂交种，关键在于双亲是否具有较高的特殊配合力。因此育种上要组配出高产杂交种，需选用产量构成性状配合力高的亲本，有针对性地利用这些自交系的特点进行组配或改良。GCA是指一个亲本在一系列杂交组合中的平均产量或其他性状的表现，主要决定于基因的加性效应，是可以遗传的部分；SCA是指某一特定组合的实测值与其由双亲SCA得到的预测值之差。SCA高低取决于亲本基因型的非加性效应，受外界环境影响较大，不能稳定遗传。进行组配工作时，同时要兼顾GCA和SCA，即选择GCA 较高且SCA也较高的自交系组配，才能获得较好的效果[4-5]。

本研究选用近年来哈尔滨农业科学院玉米研究所选育的综合性状稳定的15个玉米自交系进行一般配合力测定和与国内主要种质的特殊配合力测定，其结果为今后杂交种选育和自交系改良提供一定的参考。

从本试验的研究结果可以看出：通过对 15 个自交系的 GCA 与 SCA 测定，初步 将15个自选系分为 4 个不同的类群，Y003、Y006和Y010属于旅大红骨群种质；Y004、Y012和 Y015与444含有唐四平头群的特性；Y002、Y008、Y009、Y011属于Lancaster种质。Y001、Y005、Y013、Y014、Y007为 reid种质。百粒重，穗长，穗粗，粒长和粒宽等性状与产量成正相关，轴粗和粒厚与产量成负相关。在杂交组合中，综合本研究对15个玉米杂交组合的配合力分析结果表明，15个玉米自交系的产量GCA效应存在较大差异，15个母本的产量GCA效应，有6个呈正效应，大小顺序为：Y014 （16.35）>Y015（6.17）>Y001（7.02）>Y012（4.59）>Y010（3.69）>Y013（1.36），其余9个呈负效应；4个父本的产量GCA效应，有2个呈正效应，2个呈负效应，大小顺序为：B73（9.35）>丹340（1.64）>MO17（-2.77）>昌7-2（-5.00），因此15个玉米自交系中Y014、Y015、Y001、Y012、Y010、Y013、B73、丹340用作亲本产量杂种优势显著，可以作为高产、稳产的杂交种加以开发利用。在60个测交组合中，15个组合的SCA效应为正值，45个组合的SCA效应为负值，按SCA效应值大小排列前5位的组合是Y7×丹340（29.62）>Y13×丹340（27.12）> Y10×昌7-2（24.62）>Y1×丹340（20.62）>Y4×mo17（10.62）。

综上所述，Y014 、Y015、Y001不仅产量的一般配合力效应高，而且组配的组合正效应个数最多，组配的组合亲本间遗传关系可能较远，在组配杂交种过程中可以利用其较强的杂种优势，它们所属的种质群可考虑作为杂种优势模式利用，结合杂交组合的表现，可以有针对性地对 4 个测验种和部分自选自交系进行相互改良。

4 参考文献

[1] 祝学刚，杨昌河，陈坤.16 个玉米自交系主要农艺性状配合力分析[J].贵州农业科学，2012，40（1）：1-4.

[2] 刘俊恒，何代元，张学舜，等.14个玉米自交系的一般配合力分析[J].山东农业科学，2009，34（12）：33-35.

[3] 鲁毛宁，高树仁，王霞，等.大庆地区玉米品种产量稳定性分析[J].八一农垦大学学报，2015，27（3）：10-13.

[4] 朱山戚.三个玉米自交系配合力测定和遗传力分析及其评价 [D].天津：天津农学院，2013.

[5] 周亚星，周 伟.不同玉米自交系主要农艺性状配合力研究[J].现代农业科学，2014（1）：16-17.