玉米Lancaster种质及其改良系单株产量遗传研究

金成洛+关贵祥+刘丽坤

[摘 要] 以6个Lancaster自交系PH4CV及其改良系为母本，5个其它骨干自交系为父本按照不完全双列杂交组配30个杂交组合。对PH4CV及其改良系进行遗传研究。杂种优势分析结果表明：30个杂交组合总平均优势84.45%，平均优势范围41.49%-134.73%，其中杂种优势最强组合为T-3×PH5AD，为134.73%，杂种优势最弱的组合为T-2×Mo17，为41.49%。配合力分析结果表明：母本中T-3、单株产量一般配合力最高，为7.26，T-5单株产量一般配合力较低，为-9.80；父本中PH5AD单株产量的一般配合力最高，为7.10，PHB1M的单株产量一般配合力最低，为-6.21。30个杂交组合中共有18个杂交组合的特殊配合力效应值为正值，T-5×PHB1M的特殊配合力效应值最高，为8.71，T-5×S122特殊配合力效应值最小，为-9.24。分析表明PH4CV及其改良系一般配合力较高，易于组配出单株产量较高的杂交种。遗传参数分析表明，单株产量的遗传变异不仅受遗传引起还会由环境引起。

[关键词] 玉米 杂种优势 配合力 单株产量 遗传参数

Genetic Analysis of Yield Per Plant of Maize Lancaster Germplasm and Its Improved

Jin Cheng-luo1，Guan Gui-xiang1，Liu Li-kun2

1Tonghua City Academy of Agricultural Sciences 2Mei he kou city A town of yi zuo ying agricultural extension center

Abstract objective： In 6 Lancaster inbred line PH4CV and its improved lines as female parent and 5 other inbred lines as male parent in accordance with incomplete diallel cross of 30 hybrid combinations. Genetic studies on PH4CV and its improved lines. Heterosis analysis showed that the 30 crosses the total average heterosis was 84.45% and the average heterosis range 41.49%-134.73%， the strongest combination of heterosis is T-3×PH5AD， up to 134.73%， the weakest heterosis is T-2×Mo17， 41.49%.Combiningability analysis results showed that the female parent T-3， the highest General combining ability of the yield was 7.26.The yield of T-5 general combining ability is low， -9.80； general with PH5AD yield the highest male force， 7.10， general plant yield PHB1M force is lowest， -6.21. The special combining ability of 18 hybrid combinations of the 30 hybrid combinations was positive， and the special combining ability of T-5 ×PHB1M was the highest， which was 8.71， and the T-5×S122 special combining ability effect was the smallest， which was -9.24. The analysis showed that the PH4CV and its modified system had high general combining ability， and it was easy to produce high yield hybrids. Genetic parameter analysis showed that the genetic variation of yield per plant was not only caused by genetic but also by environment.

Key words：Maize， heterosis， combining ability， yield per plant， genetic parameter

[中圖分类号] S513 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1650 （2016）12-0142-03

玉米是世界重要的粮食作物之一，随着世界的进步，科技的发展，玉米的用处越来越广，这也对玉米的产量要求也越来越高，所以在耕地面积有限的前提下，提高玉米产量迫在眉睫[1]。玉米育种关键在于优良玉米自交系的选育和对杂种优势充分的利用，只有充分认识到其重要性，我国玉米育种事业才可以快步前进[2，3]。只有通过不断的改良优良玉米自交系来获得产量的提升是很有效的方法。PH4CV从PH7V0×PHBE2杂交组合选育而成，来源于Lancaster种群。Lancaster种质在温带地区起着非常重要作用，并且抗性强品质优，同时适应性具有丰产性等优良特点[4]。自引进Lancaster种质，对其进行了广泛的应用及改良，起着极为重要的作用[5]。目前Lancaster优势类群遗传基础复杂，具有选择潜力和应用价值。PH4CV作为Lancaster典型的自交系，同时也是先玉335的父本被广泛关注以及利用。本实验通过对PH4CV改良获得PH4CV改良系，并对PH4CV及其改良系与其他骨干自交系杂种优势表现即遗传作用特点进行研究，主要目的是为玉米育种产量研究提供一定的参考。

1 材料和方法

1.1 供试材料

材料名称及来源如表1所示。

1.2 试验设计

2014年以PH4CV为父本，分别以郑58、PH09B、昌7-2、丹340、M5972为母本获得PH4CV改良系T-1、T-2、T-3、T-4、T-5。

2015年以PH4CV及其改良系为母本，Mo17、PH5AD、PHB1M、PH12TB和S122为父本，按照不完全双列杂交组配30个杂交组合。

2016年，在通化市农业科学研究院科研基地将组配的30个杂交组合及其11个亲本按照6万/hm2的密度进行随机区组设计，即增广Ⅱ设计，3次重复，3行区，行长10米，行距0.65米，田间管理同大田。玉米成熟时，以小区中间一行中部连续选10株进行田间测量，收获其对应的果穗进行室内考种。

1.3 统计方法

杂种优势分析是在Excel中利用平均优势法对各主要农艺性状的杂种优势进行分析[6]。计算公式为：平均优势（%）=

100（ - ）/ 。 是F1代某一性状均值， 为父本和母本某一性状平均值。

配合力分析利用刘来福[7]和莫惠栋[8]等人的方法对不完全双列杂交组合进行配合力测定。

遗传参数分析利用刘来福和莫惠栋等人的计算方法对遗传力和配合力基因型方差以及环境方差等进行计算。运算过程在Excel中进行。

2 结果分析

2.1 杂种优势分析

以PH4CV及其改良系做母本，Mo17、PH5AD、PHB1M、PH12TB和S122做父本进行杂交，杂种优势表现如表2。30个杂交组合总平均优势84.45%，平均优势范围41.49%-134.73%，表明以PH4CV及其改良系作为母本，Mo17、PH5AD、PHB1M、PH12TB和S122做父本组配的杂交组合具有较强的杂种优势。其中杂种优势最强组合为T-3×PH5AD，达134.73%。杂种优势最弱的组合为T-2×Mo17，为41.49%。

2.2 方差分析

对30个杂交组合及其亲本的单株产量方差分析结果表明，亲本间、杂交种间以及亲本对杂交种间差异均达到极显著水平如表3所示，说明所选用的亲本及其组配的杂交组合遗传差异普遍存在，可作进一步分析。

注：*和**分别表示0.05和0.01显著水平

2.3 配合力分析

2.3.1 一般配合力分析

11个供试亲本的一般配合力（GCA）效应值见表4。其中T-3、PH4CV和T-1单株产量一般配合力较高，分别为7.26、5.72和4.47。T-4、T-2和T-5单株产量一般配合力较低，分别为-3.75、-3.91和-9.80；父本中PH5AD、PH12TB和Mo17单株产量的一般配合力较高，PHB1M和S122的单株产量一般配合力较低。

2.3.2 特殊配合力分析

30个杂交组合的单株产量特殊配合力（SCA）效应值见表5。由表5可知，30个杂交组合中，T-5×PHB1M的特殊配合力效应值最高，为8.71；T-2×S122、PH4CV×PH12TB、PH4CV×PH5AD、T-5×Mo17的特殊配合力效应值次之，分别为8.12、6.80、6.80、6.63；T-5×S122特殊配合力效应值最小，为-9.24。其中，共有18个杂交组合的特殊配合力效应值为正值，说明PH4CV及其改良系易于组配出单株产量较高的杂交种。

2.4 遗传参数分析

为了更进一步的了解所组配的各组合的遗传表现，对单株产量进行遗传参数分析。根据方差分析结果计算单株产量的遗传参数如表6所示。一般配合力遗传方差（Vg）与特殊配合力方差（Vs）均极显著存在。一般配合力方差远远要大于特殊配合力方差，表明单株产量杂种优势的表现主要是以加性基因效应起主导作用，亲本对杂种后代的作用较大。单株产量的广义遗传率较大而狭义遗传率相对较小，说明该单株产量加性效应大于非加性效应，但不是很明显，所以单株产量的变异主要是由遗传引起的，但同时也会受到环境影响，所以对其选择一定要考虑全面。尤其是，对单株产量的选育不宜在早代进行选育。

3 结果与讨论

玉米是我国三大粮食作物之一，占据着极为重要的地位，随着科技的发展对玉米的用途也更为广泛。同时，随着人口的增加对粮食的需求也在急剧的增加，这就需要提高单产来达到这一目标。而现在的工作重点是要培育出在高密度下单株产量仍然可以高产的玉米品种，也就是说通过提高密度来完成高产。Lancaster类群是我国主要类群种质之一[*]，在育种历史中起着举足轻重的作用。随着我国玉米种质资源的不断引进与不断地创新，同时我国玉米育种的方向也有所改变，从而导致了对Lancaster类群的利用越来越少，和它组配产生的稀植大棒的玉米品种被耐密的玉米品种所逐渐取代了[10]，但是PH4CV一直被不断的应用。

本研究以6个Lancaster自交系PH4CV及其改良系为母本，5个其它骨干自交系为父本按照不完全双列杂交组配30个杂交组合。对PH4CV及其改良系进行遗传研究。结果表明30个杂交组合总平均优势84.45%，平均优势范围41.49%-134.73%，其中杂种优势最强组合为T-3×PH5AD，达134.73%，杂种优势最弱的组合为T-2×Mo17，为41.49%。母本中T-3、单株产量一般配合力最高，为7.26。T-5单株产量一般配合力较低，为-9.80；父本中PH5AD单株产量的一般配合力最高，为7.10，PHB1M的单株产量一般配合力最低，为-6.21。30个杂交组合中共有18个杂交组合的特殊配合力效应值为正值，T-5×PHB1M的特殊配合力效应值最高，为8.71，T-5×S122特殊配合力效应值最小，为-9.24。分析表明PH4CV及其改良系一般配合力较高，易于组配出单株产量较高的杂交种。遗传参数分析表明，单株产量的遗传变异不仅受遗传引起还会由环境引起。所以，对单株产量的选育不宜在早代进行选育。

参考文献

[1]翁凌云.我国玉米生产现状及发展对策分析[J] .中国食物与营养，2010（1）：22-25.

[2]王鹏文，高大翔.玉米种质类群划分和利用研究对天津市玉米育种的启示[J].天津农业科学，2004（4）：1-5.

[3]田军.玉米育种的现状及内蒙玉米育种的策略[J].中国农业信息，2014（3）：51.

[4]陈泽辉，朱云芳，王安贵等. 玉米 Tuxpeno-Reid 和 Suwan-Lancaster

合成群体相互轮回选择效果及杂种优势研究[J].玉米科学，2013，21（4）：1-5，10.

[5]郑大浩，李艳茹，金峰学等.中国玉米 Lancaster 杂种优势群自交系

的系谱、种质基础分析[J].中国农业科学，2002，35（7）：750-757.

[6]华南农业大学、广东农林学院编.植物遗传育种学[M].科学出版社，1976.

[7]刘来福等.作物数量遗传[M].北京：农业出版社. 1984.206-250

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[9]衣洪坤，李继竹，梁雨娟等.吉林省玉米杂交種主要农艺性状演变趋势[J].吉林农业大学学报，2011，33（5）：473-477，484.

[10]张野，孙贵星，杨巍等.玉米Mo17及其改良系单株产量遗传研究[J].吉林农业大学学报.2014，36（3）：265-270.