从不同源杂交种选育玉米二环系的配合力研究

， (贵州省旱粮研究所， 贵阳 550009)

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从不同源杂交种选育玉米二环系的配合力研究

潘敏娜，郑常祥
(贵州省旱粮研究所， 贵阳 550009)

在玉米育种中以GCA，SCA为指标选择玉米二环系的源杂交种作为基础材料来选系，从而选择优良的玉米自交系和杂交组合，本研究结果表明，这种选育玉米自交系的方法是可行和有效的。

玉米自交系； 二环系； 配合力； 玉米产量

中国的玉米栽培面积和总产量均居世界第2位，随着我国玉米产业化的发展，需要优质高产的玉米杂交种，而提高杂交种产量的前提是选育出优良的自交系(配合力高、产量高、抗病、抗逆较强、农艺性状好)。在玉米杂交种育种中，亲本自交系的配合力对于组配出强优势的杂交组合有着重要的意义，现代玉米育种都围绕杂种优势利用开展工作，改良玉米自交系，组配强优势组合也是其中的关键，主要是改良选育自交系的基础材料，目前选育自交系的基础材料主要是窄基杂交种和宽广基础群体，在美国玉米育种中，76%的力量来自自交系的选育，其中利用二环系方法选育的自交系占80%，我国近20年的玉米育种的实践证明：如选育8112，5003，478等二环系在组配优良组合中发挥着重要作用。

玉米种质扩增改良与创新利用离不开自交系本身的改良，自交系一般配合力的提高是玉米产量提高的基础，玉米自交系配合力测定成为育种过程中必不可少的环节，可以判断自交系的优劣和杂交种选育，玉米杂交种选育工作难在选系，重在组配、中心是配合力问题[1]，配合力是评价玉米自交系利用价值的重要指标，明确玉米自交系效应对杂交种组配、自交系的改良有着十分重要的意义[2]。本研究基于利用玉米育种以一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)为指标来选择自交系组配玉米二环系的源杂交种，将其作为基础材料进行选系，从而选育优良的玉米自交系和组配优良的杂交组合，旨在通过本研究提出选育玉米自交系的方法，为玉米育种提供优良的高配合力自交系和高产优质的玉米杂交种。

1 材料与方法

1.1 供试材料

较好的组配二环系的源杂交种的方法(有3种)：

第1种方法：选产量GCA高，相互间SCA大小适中的2个自交系组配获得源杂交种，自交得到二环系：

Ⅰ(1)08 D 301×X 936

Ⅰ(2)08 D 186×QET

第2种方法：选一个产量GCA高，另一个产量GCA中等，相互间SCA很大的2个自交系组配获得源杂交种，自交得到二环系：

Ⅱ(2)08 D 305×J 106-1、08 D 305×J 106-2、08 D 305×J 106-3、08 D 305×J 106-4

Ⅱ(1)08 D 170×QET

Ⅱ(4)SD 14×X 941

表3 超出对照组合产量

组合名称产量(kg/667m2)比对照增产(%)小区产量(kg/3．5m2)位次Ⅰ(1)(08D301×X936)×973141294．6356．801Ⅱ(2)(08D305×J106⁃3)×973141203．4266．322Ⅱ(2)(08D305×J106⁃2)×973141202．1266．313Ⅱ(1)(08D170×QET)×112731177．8236．184Ⅰ(2)(08D186×QET)×QA1021169．1226．145Ⅱ(2)(08D305×J106⁃4)×QA1021146．0206．026Ⅱ(2)(08D305×J106⁃1)×973141121．2175．897Ⅱ(1)(08D170×QET)×973141106．2165．818Ⅱ(2)(08D305×J106⁃4)×973141089．7145．729Ⅲ(1)(08DC28×C171)×973141062．4115．5810Ⅱ(2)(08D305×J106⁃2)×EBQ1040．295．4611Ⅱ(2)(08D305×J106⁃2)×112731026．575．3912Ⅰ(2)(08D186×QET)×EBQ1012．565．3213Ⅲ(1)(D2206×C171)×973141006．855．2914Ⅰ(2)(08D186×QET)×11273991．645．2115Ⅰ(1)(08D301×X936)×QA102985．935．1816Ⅲ(3)(08D107×C171)×97314984．635．1717Ⅱ(2)(08D305×J106⁃30×11273964．915．0718Ⅱ(2)(08D305×J106⁃4)×EBQ958．405．0319对照(黔单16号)955．505．0220

第3种方法(作为对照)：选一个产量GCA高，另一个产量GCA中等，相互间SCA很小的2个自交系组配获得源杂交种，自交得到二环系：

Ⅲ(3)08 D 107×C 171Ⅲ(2)10 DB 118×B 25Ⅲ(1)08 DC 28×C 171Ⅲ(1)D 2206×C 171。

表1 母本材料及编号

编号母本名称1Ⅲ(3)08D107×C1712Ⅲ(2)10DB118×B253Ⅱ(2)08D305×J106⁃14Ⅱ(1)08D170×QET5Ⅲ(1)08DC28×C1716Ⅱ(2)08D305×J106⁃27Ⅱ(4)SD14×X9418Ⅲ(1)D2206×C1719Ⅱ(2)08D305×J106⁃310Ⅰ(1)08D301×X93611Ⅰ(2)08D186×QET12Ⅱ(2)08D305×J106⁃4

上述12份材料2013年冬稳定，用上述材料12份作为母本，选用本课题组常用4份自交系作为父本(测验自交系)，97314(热带血缘)、EBQ(热带血缘)、QA 102(温带 )、11273(苏湾)。

1.2 试验设计

以3种方法获得的二环系12份作为母本，

以4份骨干自交系作为测验自交系，按NC-Ⅱ杂交模式于2013年冬组配48个玉米杂交组合，为便于产量比较，加入黔单16号作对照，共49个组合，2014年春在贵州省农科院旱粮所玉米试验地进行试验，采用随机区组设计，3个重复，单行区，行长5 m，行距0.7 m，株距0.25 m，小区面积3.5 m2，单株留苗20株。玉米成熟后收小区测产，晒干脱粒称重。

1.3 数据分析

采用DPS 7.5统计分析，对所测定小区产量进行方差分析和配合力效应值的分析。

2 结果与分析

2.1 组合试验数据分析

数据分析见表2、表3。

从表3可以看出，组配产量较高组合19份的自交系中，第1种方法获得源杂交种选育的二环系组配的组合占5/19，第1位的产量是第1种方法获得的，第2种方法获得源杂交种选育的二环系组配的组合占11/19，产量较高是第2种方法获得的，16份高产组合多属于第1种和第2种方法选育二环系组配的，第3种方法获得的高产组合有3个。

表2 方差分析

变异来源平方和自由度均方F值p值重复间295547．32147773．75．95∗∗0．0037组合间34700594872292．912．911∗∗0．0001误差23841829624835．23总变异6149789146

注：重复间的差异达0.01水平差异显著，组合间的差异达0.01水平极显著。

2.2 方差分析及配合力分析

方差分析及配合力分析见表4。

2.3 配合力的分析

一般配合力方差=67.42%，特殊配合力方差=32.58%，广义遗传力=41.70%，狭义遗传力=28.12%。从表6看出，自选的玉米自交系一般配合力效应值最高的是6自交系(13.788)，以下依次是12(11.357)、4(8.94)、10(8.09)、11(7.18)、9(4.5)、3(0.292)、5(-5.380 2)、2(-8.191 1)、8(-13.267 7)、1(-10.595)、7(-16.702 1)。作为测验自交系的一般配合力97314(13.803 2)最高，以下依次是11273以下依次是4×11273(20.398 3)、12×QA 102(19.835 6)、10×97314(18.245 7)，最低的是11×97314(-35.768 9)、8×QA 102(-16.985)。10×97314组合产量最高(6.8 kg)，其10和97314的小区产量一般配合力(GCA)的效应值分别为8.085 2和13.803 2，组合的特殊配合力(SCA)效应值(18.245 7)，亲本(GCA)效应值较高，组合(SCA)效应值一般，其产量也较高，表明在亲本一般配合力和特殊配合力效应值相对较高的条件下组配玉米杂交种组合可获得较高的产量水平。8×QA 102组合产量最低(3.04 kg)，其8和QA 102的小区产量一般配合力(GCA)的效应值分别为-13.267 7和-7.143 5，组合的特殊配合力(SCA)效应值(-16.985 4)，亲本(GCA)效应较低，组合(SCA)效应值也低，其产量水平也低，表明在亲本一般配合力和特殊配合力效应值相对低的条件下组配玉米杂交种组合产量水平也低。玉米组合产量水平的高低取决于亲本间的加性方差与非加性方差的共同作用。

表6 小区产量一般配合力和特殊配合力效应值

编号母本/父本97314EBQQA10211273p2．(GCA)1Ⅲ(3)08D107×C1713．3715-9．27521．32844．5753-10．5952Ⅲ(2)10DB118×B25-7．07551．89445．10170．0794-8．19113Ⅱ(2)08D305×J106⁃17．27193．7464-6．2744-4．7440．2924Ⅱ(1)08D170×QET-3．0054-8．5822-8．810720．39838．93965Ⅲ(1)08DC28×C1716．57313．27490．8632-10．7112-5．38026Ⅱ(2)08D305×J106⁃22．53383．623-5．3343-0．822513．7887Ⅱ(4)SD14×X941-5．3455-0．5831-9．141315．0699-16．70218Ⅲ(1)D2206×C1718．448510．8094-16．9854-2．2724-13．26779Ⅱ(2)08D305×J106⁃311．958-0．8811-12．87591．7994．499110Ⅰ(1)08D301×X93618．2457-8．46255．7722-15．55548．085211Ⅰ(2)08D186×QET-35．76897．23626．52092．0127．175112Ⅱ(2)08D305×J106⁃4-7．2072-2．799919．8356-9．828511．357p1．(GCA)13．8032-4．8111-7．1435-1．8485

(-1.848 5)、EBQ(-4.811 1)、QA 102(-7.143 5)。特殊配合力效应值最高的组合为11×QA 102(20.398 3)，

表4 方差分析

变异来源自由度平方和均方F-值p值重复20．02020．01015．7955∗∗0．0042组合470．2390．00512．9232∗∗0．0001P1110．08470．00772．60470．0165P230．05680．01896．40450．0015p1xp2330．09750．0031．6990．0249误差940．16350．0017合计1430．4226

注：重复间的差异达0.01水平差异极显著，组合间的差异达0.01水平极显著。可对亲本进行配合力的分析。

表5 各组合小区产量(kg/3.5 m2)

编号母本/父本97314EBQQA10211273母本均值1Ⅲ(3)08D107×C1715．173．654．054．474．342Ⅲ(2)10DB118×B254．784．314．354．374．453Ⅱ(2)08D305×J106⁃15．894．814．214．554．864Ⅱ(1)08D170×QET5．814．634．516．185．285Ⅲ(1)08DC28×C1715．584．524．293．984．596Ⅱ(2)08D305×J106⁃26．315．464．915．395．527Ⅱ(4)SD14×X9414．453．783．254．684．048Ⅲ(1)D2206×C1715．294．503．044．014．219Ⅱ(2)08D305×J106⁃36．324．794．105．075．0710Ⅰ(1)08D301×X9366．804．605．184．405．2411Ⅰ(2)08D186×QET4．135．326．145．215．2012Ⅱ(2)08D305×J106⁃45．725．036．024．845．40父本均值5．524．624．504．76

3 结果和讨论

3.13种选系方法的比较：产量比对照黔单16号增产的16份组合的自交系多属于第1、2种方法获得的自交系，第3种方法获得的高产组合有3个。可以通过进一步的试验筛选出可参加试验的组合。

3.23种方法获得的自交系的一般配合力为Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-2gt;Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-4gt;Ⅱ(1) 08 D 170×QETgt;Ⅰ(1)08 D 301×X 936gt;Ⅰ(2)08 D 186×QETgt;Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-3gt;Ⅱ(2) 08 D 305×J 106-1gt;Ⅲ(1)D 2206×C 171gt;Ⅲ(2)10 DB 118×B 25gt;Ⅲ(1)D 2206×C 171gt;Ⅲ(3)08 D 107×C 171gt;Ⅱ(4) SD 14×X 941，表明在选育自交系的方法中获得的二环系一般配合力效应是正值的是第1种和第2种方法，其中第2种方法选育出一般配合力高的频次较多，其中08 D 305×J 106选育出的不同穗行的自交系配合力较高。第3种方法获得的二环系一般配合力效应值为负值也较低。

第1种方法，选产量GCA高，相互间SCA大小适中的2个自交系组配获得源杂交种，自交得到二环系；第2种方法，选一个产量GCA高，另一个产量GCA中等，相互间SCA很大的2个自交系组配获得源杂交种，自交得到二环系，第1、2种方法获得的源杂交种产量就比较高，多代自交获得自交系的一般配合力较高，表明一般配合力(GCA)作用的加性效应可以稳定遗传并发生重组累加的组份，而特殊配合力作用的非加性基因效应是由特定的基因的互作决定的。一个自交系的GCA大，则表明该自交系拥有的优良基因多，利用价值高。

第3种方法(作为对照)：选一个产量GCA高，另一个产量GCA中等，相互间SCA很小的2个自交系组配获得源杂交种，自交得到二环系，SCA反映了自交的遗传差异小，近似于一个纯合的自交系自交，不能产生较多的遗传变异，也就无从选择了，没有杂种优势模式，自交得到二环系的配合力较低，但有些组合的特殊配合力还是较高的，可加以利用。

比较3种选系的方法，在玉米育种中以GCA，SCA为指标选择玉米二环系的源杂交种作为基础材料来选系，从而选择优良的玉米自交系和杂交组合，旨在通过本研究提出选育玉米自交系的方法，获得优良玉米自交系，获得高产组合，这种方法是可行的。

3.3结果分析：本试验只比较3种选系方法选育的自交系的一般配合力，第1种和第2种为较好的方法，获得玉米自交系配合力较高，配出的高产组合也多，从结果分析看，获得自交系B 253 (08 D 305×J 106)、08 D 170×QET、08 D 186×QET是配合力较好的自交系，获得产量较高的组合(08 D 170×QET)×11273、(08 D 305×J 106-4)×97314等组合，第3种方法除配了几个高产组合，一般配合力较低，(D 2206×C 171)×EBQ和(D 2206×C 171)×97314两组合特殊配合力较高, 可利用其特殊配合力。本试验中第2种方法有一组自交系Ⅱ(4) SD 14×X 941(-16.702 1)一般配合力效应值最低，但组合(SD 14×X 941)×11273的特殊配合力还是较高的，为何会产生这样的结果，值得进一步试验研究和思考。3种方法获得的玉米二环系的2个亲本及其自交系本身的配合力比较还有待进一步深入研究，选出的二环系的配合力是优于还是低于两个亲本，还是介于两者之间，各种方法获得的二环系之间的配合力的比较，有待进一步研究，为此就本试验获得的材料和亲本之间，及其各种方法获得的自交系之间进行25×25的双列杂交，进一步分析配合力的效益值，更能完善研究。

3.4通过分子标记对各组自交系进行标记，更能有效深入研究玉米高产配合力。

[1]吴渝生,刘敏惠.我国玉米育种双列杂交和配合力分析的研究进展[J].云南农业学报,1999(2):229-232.

[2]李小琴,刘级麟,熊秀珠,等.玉米自交系产量配合力综合评定方法的探讨[J].华中农业大学学报,1996(3):205-209.

[3]高之仁.数量遗传学[M].成都:四川大学出版社,1992.

[4]任洪,郑常祥,郭大维,等.11个常用玉米自交系主要数量性状配合力分析[J].贵州农业科学,1993(3):19-24.

(本栏目责任编辑：周介雄)

Study on the Combining Ability of Maize Ring Lines from Different Sources

PANMinna,ZHENGChangxiang
(Guizhou Institute of Upland Crops，Guiyang 550009,China)

In maize reeding in GCA SCA as the index choice source hybridization of the ring line of maize as material foundation to selection, and selection of excellent maize inbred lines and hybrid combinations, and through this study proposed the maize inbred line breeding method is feasible and effective.

combining ability of maize inbred lines; two rings; combining ability ; maize yield

2016-10-13

贵州省科技农业攻关项目“高配合力玉米自交系和高产玉米杂交种的选育”(黔科合NY字[2011]3086号)。

潘敏娜(1973—)，女，副研究员，主要从事玉米育种研究；

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.02.041

S 513

A

1001-4705(2017)02-0041-04