玉米自交系丹717及改良系的配合力分析

丰 光，刘 波

（丹东农业科学院，辽宁凤城118109）

改良Reid群是我国玉米育种中重要的杂种优势群之一，与Lancaster群、塘四平头群、旅大红骨群及PN群都有很强的杂种优势，在玉米育种中改良Reid群自交系应用最为广泛［1］。Reid群属外引种群，我国对Reid种群的改良和创新也经历了不同的历史阶段，20世纪80年代至21世纪初，辽宁各地科研单位对Reid种群的改良和利用做了大量工作，通过外引材料在二环法的基础上先后选育出沈5003、铁7922、C8605－2、丹9046及A801等一批高配合力的优异Reid自交系，利用这些骨干系组配了沈单7号、铁单10号、丹玉39号、丹玉26号、东单60等一批优良杂交种，为我国在该时期的玉米生产作出重要贡献［2－3］。随着应用周期的增加，这些品种逐渐表现出对灰斑病、大斑病、粗缩病等病害抗性水平的下降，为增强自交系抗叶斑病能力和创新种质资源，丹东农业科学院在Reid种群基础上导入热带资源，选育出优良自交系丹717，并组配出强优势玉米杂交种丹科2151，作为我国东华北玉米产区主栽品种广泛种植［4］。不同育种单位以丹717为骨干系又做了大量改良工作，先后选育出F787、丹1705和W8017等自交系，本试验通过测定丹717及其改良系主要农艺性状及产量的配合力，为自交系的利用和杂交种的选配提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以丹717及其改良系 F787、丹1705、W8017和铁0606这5个 Reid群自交系为母本系，以丹598、PH4VC、昌7－2、丹299和S121等不同杂优群骨干系为父本系（表1），采用NCⅡ不完全双列杂交法，于2014年冬在海南组配25个杂交组合。

表1 供试玉米自交系材料及来源

1.2 试验方法

试验于2015年在丹东农业科学院品种测试试验地进行，采用随机区组设计，3次重复，4行区，行长5 m，行距0.6 m，种植密度为52 500株／hm2。除去观察道前3株，选择小区中间2行具有代表性的连续10株进行性状调查和测产取样。调查项目包括株高、穗位、穗长、穗粗、穗轴粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒质量、产量。

1.3 统计分析

采用DPS数据分析软件进行植物遗传育种NCⅡ交叉试验配合力专业数据分析［5］。首先对数据结果作方差分析，将方差分析中显著的性状组合间方差分解为自交系的一般配合力（GCA）方差和杂交种的特殊配合力（SCA）方差，再计算出一般配合力和特殊配合力的相对效应值［6］。

2 结果与分析

2.1 方差分析

对产量等10个性状调查数据进行方差分析，从表2可以看出，各性状重复间方差均不显著，而组合之间在产量、株高、穗位、穗长、穗粗、穗轴粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒质量均达到极显著水平，说明不同处理间这些性状存在着真实的遗传差异，可以进一步将组合间的配合力方差分解为P1、P2组亲本的GCA和P1×P2的SGA方差。经F测验，除P1的穗粗、穗轴粗、百粒质量和P1×P2的行粒数差异不显著外，其他各个性状不同程度达到了差异显著和差异极显著。结果表明这些性状存在真实的遗传差异，有必要做进一步分析。

2.2 一般配合力效应分析

一般配合力（GCA）是指某一亲本与其他多个自交系杂交后遗传给子代性状的平均表现。在杂交亲本选配的研究中，一般配合力是一项非常重要的参考指标，它主要由基因的加性效应决定，能够稳定遗传。如果某个自交系一般配合力高，表示该系所含有的有利基因位点多，实际利用价值就高［7－8］。

由表3可知，同一玉米自交系的不同性状和不同自交系同一性状的一般配合力相对效应值都存在差异。其中，自交系丹717、丹1705和丹299产量效应值较高，说明利用这3个自交系组配的杂交种容易获得较高的产量；丹1705株高和穗位这2个性状的效应值为负值，说明利用其能够组配出株高和穗位较低的杂交种，有利于提高植株抗倒性；在穗长、穗粗、穗行数和行粒数方面，丹717的效应值最大，说明丹717组配的杂交种能够增加穗长和穗粗，获得较多的行数和行粒数，对增加单穗产量潜力具有很好的促进作用；丹717和W8017这2个自交系在穗轴粗和秃尖长这2个性状上效应值也较高，这对两系组配的杂交种在出籽率和外观品质方面带来不利影响，今后在对其改良上应该加以注意，从其他改良系效应值上分析，F787和丹1705改良效果较好；在百粒质量方面，丹717和F787的效应值较高，由它们组配的杂交种有利于促进百粒质量的增加。对上述10个自交系的10个不同性状一般配合力效应值进行综合比较，筛选出丹717、丹1705和丹299这3个相对优良的自交系。当然，在育种实践中还要根据具体的育种要求合理选择适宜目标要求的自交系。

表2 产量及不同性状配合力的方差分析（F值）

表3 产量及不同性状的GCA效应分析

2.3 特殊配合力效应分析

特殊配合力由基因的非加性效应决定，是基因间的显性、上位性互作效应以及基因与周围环境因素互作效应的综合结果，特殊配合力效应往往超出双亲平均表现的预期结果［9］。表4列出丹717及其改良系与其他杂优类群骨干系组配杂交种的特殊配合力（SCA）效应值，从中可以看出，10个性状的SCA效应差异较大。25个杂交种产量性状SCA效应值较大的组合为丹717×丹598和W8017×昌7－2；株高效应值正负区间变化为3.38～－2.65，效应值最大的组合为W8017×丹299，最小的组合为F787×PH4CV；穗位效应值正负区间变化为3.83～－2.13，效应值最大的组合为丹 717×PH4CV，最小的组合为丹1705×丹299；穗长效应值较大的组合为丹717×丹598、F787×丹299和W8017×丹598；穗粗效应值较大的组合为丹1705×PH4CV和铁0606×昌7－2；穗轴粗效应值较大的组合为丹717×S121和丹1705×丹598，较小的组合为丹1705×PH4CV、丹717×丹598和W8017×S121；秃尖长效应值较小的组合为丹717×丹598和W8017×S121；穗行数效应值较大的组合为丹717×S121和 W8017×PH4CV；行粒数效应值较大的组合为丹 717×丹 598和W8017×丹299；百粒质量效应值较高的组合为F787×昌7－2和铁0606×昌7－2。综合比较25个杂交组合的10个不同性状SCA效应值，认为W8017×昌7－2和丹717×丹598为相对优异的组合。

2.4 总配合力效应分析

对比各自交系一般配合力及其组配杂交种的特殊配合力效应值可以看出，GCA高的自交系其组配的杂交种特殊配合力不一定高，GCA较低的自交系其组配的杂交种特殊配合力也可能比较高。这说明杂种优势的表现是一般配合力和特殊配合力效应共同作用的结果，不但取决于自交系的加性效应，还取决于组合的非加性效应作用［10－11］。表5列出25个杂交种产量总配合力效应值，排在前5位的分别是丹717×丹299、丹717×丹598、丹1705×S121、丹717×S121和丹1705×丹299，这一结果与实际测产结果相近，说明总配合力效应值高的杂交种的实际表现也相对优异，能够对品种的表现进行准确率相对较高的预测。

表4 产量及不同组合各性状的SCA效应比较

表5 不同组合产量性状的总配合力效应值比较

3 结论与讨论

玉米生产最主要的追求目标是籽粒经济产量［12］，所以在对不同性状杂种优势进行研究时重点要抓住产量配合力效应。通过本试验研究，在一般配合力方面丹717、丹1705和丹299的效应值较高；在特殊配合力方面丹717×丹598和W8017×昌7－2的效应值较高；实际测产中，丹717×丹299、丹717×丹598、丹717×S121、丹1705×S121、丹1705×丹598和丹1705×丹299的产量较高。证明在一般配合力和特殊配合力的理论结果上存在一定误差，自交系S121和丹598产量一般配合力不高，特别是丹598表现为－5.20，但2个自交系与一般配合力较高丹717和丹1705组配杂交种实际产量确相对较高；杂交种W8017×昌7－2的产量特殊配合力较高，但实际产量数据并不高，这说明仅仅利用一般配合力或特殊配合力来衡量杂交种的产量和其他性状表现是不完全准确的。本试验总配合力结果与杂交种实际测产结果更为接近，说明杂交种的实际表现是亲本一般配合力和特殊配合力综合作用的结果，即性状的加性、显性和上位性效应的协同作用［13］，只单独考虑某个单一效应是片面的、不够准确的，利用总配合力效应来衡量杂交种综合性状的实际表现效果更为理想。

参考文献：

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