早熟玉米自交系主要农艺性状配合力分析

蒙成　吴雅芳

摘要：[目的]测定8个早熟玉米自交系11个农艺性状的配合力，为广西早熟玉米优势组合选配提供理论依据。[方法]采用NCII遗传交配设计，对4个新育成早熟玉米自交系和4个已应用于生产的早熟玉米核心自交系11个农艺性状一般配合力及以其为亲本组配的16个杂交组合特殊配合力进行测定。[结果]16个杂交组合同期播种、同时出苗，吐丝期最长相差6 d，以南6047×M0502吐丝最早；成熟期最长相差5 d，以南6047×M0502成熟最早；平均生育期为99 d，以南31×M0340、南31×南方783、M12-—5×MVC5和M12-5×南783的生育期最长，均为101 d。不同杂交组合的单株产量、茎粗、穗长、秃尖长、穗粗、行粒数、穗行数和出籽率间存在极显著差异（P<0.01）。南31的11个农艺性状一般配合力效应最优，其株高、穗位高、茎粗、穗长、秃尖长、穗粗、行粒数、穗行数、百粒重、出籽率和单株产量的一般配合力效应值分别为0.42、4.95、-2.86、2.85、-22.36、6.13、7.68、5.58、6.15、4.60和12.02；M12-5和M0502单株产量的一般配合力效应值较高（3.48和113.43），以其为亲本可增加F₁代的单株产量，组配出高产杂交组合的可能性较大。杂交组合M12-5x南783的单株产量特殊配合力效应值最高（23.10），其次是杂交组合南31×M0502和南6047×MWC5，其单株产量特殊配合力效应值分别为13.45和13.16。[结论]南31、M0502和IM12-5可作为组配早熟高产杂交种的最理想亲本；M12-5、南31和南783的秃尖长一般配合力表现出较高的负向效应，可用来改良秃尖长。M12-5×南783、南31×M0502和南6047×MWC5为苗头组合，可经过多点试验鉴定后进行推广种植。

关键词：早熟玉米；自交系；农艺性状；配合力

中图分类号：S513.032 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）03-0424-07

0引言

[研究意义]玉米种质性状配合力评价是杂交育种工作的基础（陈彦惠等，2002；杨爱国等，2006），即杂交育种的前提是杂种优势鉴定，而亲本配合力是决定杂种优势强弱的主要因素，也是选配亲本的重要指标（张前进等，2008；刘念山和张智勇，2011；石海春等，2011；安汝东等，2014）。杂交组合利用潜力很大程度上取决于玉米自交系的配合力效应（韩登旭等，2010），故性状配合力测定是组配杂交组合的必要环节（盖钧益，2006；宋锡章和张宝石，2007；杨引福等，2008；杨雪等，2009；李洋等，2016）。近年来，广西新育成的早熟玉米自交系主要性状配合力尚不明确。因此，开展早熟玉米自交系一般配合力及特殊配合力评价分析对其杂交品种选育及自交系改良均具有重要意义。[前人研究进展]目前，配合力效应分析已广泛应用于玉米亲本自交系选择、杂种优势群划分和杂交组合评价等方面（马燕斌等，2007；杨引福等，2008；李新海等，2001；崔超等，2014；郭强和于玲玲，2016）。番兴明等（2002）研究了热带亚热带玉米自交系与温带玉米自交系的配合力，结果表明，来自suwanl和POP28的玉米自交系一般配合力效应较高，suwanl×瑞德是云南省主要的玉米杂种优势模式之一。韩登旭等（2010）采用NCII遗传交配设计（不完全双列杂交设计），对新疆育成的8个早熟玉米自交系进行配合力测定，结果表明，杂交组合问的单株产量、穗行数、行粒数、穗长、穗粗、秃尖和生育期差异均达极显著水平，JL02、新自3113、武314、98-174和0S87-24的一般配合力较高，新自4211×武314、JLD2×武314、HDl03×0S87-24、新自3113×0S87-24、新自3113×OS135-88和JL02×98-174单株产量的特殊配合力总效应值较高，是较优良的杂交组合。刘守渠等（2012）通过配合力效应分析对极早熟玉米单2号亲本的父母本进行定向改良，获得最佳杂交组合，选育出太特早28和太特早65自交系。刘丽丽和张帅（2014）采用不完全双列杂交法分析不同玉米自交系农艺性状配合力，结果表明，自交系T0229农艺性状的一般配合力均表现较高；T0229xM017、T0201×齐319和T0202×M017 3个杂交组合特殊配合力较高。李齐霞等（2016）采用NCII遗传交配设计对山西长治地区主栽的8个早熟玉米自交系进行主要农艺性状配合力分析，结果表明，自交系YZl41B农艺性状的一般配合力均较高，以其为亲本易组配出高产抗倒的优良杂交组合。[本研究切入点]在广西地区，早熟玉米与其他作物套种是一种重要种植模式，该模式会影响其产量，因此亟需選育出优质高产的早熟玉米新品种，但至今鲜见有关广西早熟玉米核心自交系主要性状配合力的研究报道。[拟解决的关键问题]采用NCII遗传交配设计对已应用于生产的广西早熟玉米核心自交系和近年新育成的早熟玉米自交系进行不同农艺性状配合力测定分析，为早熟玉米强优组合选配及亲本选择提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料为广西农业职业技术学院近年新育成的早熟玉米自交系MWC5、M0340、南783和M0502及育成并已应用于生产的早熟玉米核心自交系南6047、南3 1、M12-5和M12-8，其血缘来源见表1。

1.2试验方法

1.2.1试验设计 以早熟玉米自交系南6047、南3 1、M12-5和M12-8为母本，早熟核心玉米自交系MWC5、M0340、南783和M0502为父本，采用NCII遗传交配设计组配出16个杂交组合，于2016年在广西农业职业技术学院作物研究所玉米育种科研基地进行田间试验。试验采用随机区组设计，3次重复，2行区，行长3.5 m，大小行种植，大行距80 cm，小行距40 cm，株距27 cm，单株留苗，四周设保护行。3月5日播种，田间管理措施与大田管理相同。

1.2.2考察性状 分别记载播种期、出苗期、吐丝期和成熟期等不同生育期时问，抽雄散粉后测定株高、穗位高和茎粗（地上第2节），成熟后每小区随机取10株进行考种，包括穗长（cm）、穗粗（cm）、秃尖长（cm）、穗行数（行）、行粒数（粒）、百粒重（g）、出籽率（%）和单株产量（g）。

1.3统计分析

采用DPS7.0进行数据整理分析，参照李齐霞等（2016）的配合力分析方法进行性状配合力方差分析。

2结果与分析

2.1不同杂交组合生育期统计结果

由表2可知，16个杂交组合同期播种、同时出苗，吐丝期最长相差6 d，以南6047xM0502吐丝最早，以南31×南783和M12-5x南783吐丝最晚；成熟期最长相差5 d，以南6047xM0502成熟最早，以南3 1×M0340、南31×南783、M12-5xMWC5和M12-5x南783成熟最晚；平均生育期为99 d，以南31 xM0340、南3 1×南783、M12-5xMWC5和M12-5×南783的生育期最长，均为101 d，其次是南31xMWC5，生育期为100 d，以南6047×M0502生育期最短，为96 d。综上所述，8个早熟玉米自交系组配的16个杂交组合生育期相差不明显，均为早熟杂交组合。

2.2配合力方差分析结果

配合力方差分析结果如表3所示，不同杂交组合间的单株产量、茎粗、穗长、秃尖长、穗粗、行粒数、穗行数和出籽率均存在极显著差异（P<0.01，下同），表明不同杂交组合在这些性状上存在明显遗传差异，为可遗传变异。两组亲本11个性状的一般配合力方差均达显著（P<0.05，下同）或极显著水平；由两组亲本组配的杂交组合特殊配合力方差均达显著或极显著水平，因此可进一步估算亲本的一般配合力效应和杂交组合双亲本的特殊配合力效应。

2.3一般配合力效应分析结果

从表4看出，不同自交系同一性状的一般配合力效应存在明显差异，且作为亲本，各性状一般配合力表现出明显的正、负向效应，说明不同自交系的性状对组合的影响程度存在明显差异。其中株高一般配合力效应值为较大负数的是南6047和南783，说明以二者为亲本可降低F。代的株高；株高一般配合力效应值为较大正数的是MWC5、M12-5和M12-8，说明以其为亲本可增加F₁代的株高。穗位高一般配合力效应值为较大负数的是MWC5和M12-5，说明以其为亲本可降低F₁代的穗位高；穗位高一般配合力效应值为较大正数的是南6047、南31和M12-8，说明以其为亲本可增加F₁代的穗位高。茎粗一般配合力效应值为较大负数的是南6047、南31和南783，说明以其为亲本可减小F₁代的茎粗；茎粗一般配合力效应值为较大正数的是MWC5、M0340、M0502、M12-5和M12-8，说明以其为亲本可增大F₁代的茎粗；穗长的一般配合力效应值为较大负数的是南6047、M0340、南783和M0502，说明以其为亲本可减小F₁代的穗长。穗长一般配合力效应值为较大正数的有南31、MWC5、M12-5和M12-8，说明以其为亲本可增加F₁代的穗长。秃尖长一般配合力效应值为较大负数的是南6047、南31、MWC5、南783和M12-5，说明以其为亲本可减小F₁代的秃尖长；秃尖长一般配合力效应值为较大正数的是M0502、M12-8和M0340，说明以其为亲本可增加F₁代的秃尖长。穗粗一般配合力效应值为较大正数的是南6047、南31和M0502，说明以其为亲本可增大F₁代的穗粗；穗粗一般配合力效应值为较大负数的是M0340和南783，说明以其为亲本可减小F₁代的穗粗。行粒数一般配合力效应值为较大负数的是M0340和南783，说明以其为亲本可减少F₁代的行粒数；行粒数一般配合力效应值为较大正数的是南6047、南31、MWC5、M0502和M12-8，说明以其为亲本可增加F₁代的行粒数。穗行数一般配合力效应值为较大负数的是M0340、南783和M12-5，说明以其为亲本可减少F₁代的穗行数；穗行数一般配合力效应值为较大正数的是南6047、南31和M12-8，说明以其为亲本可增加F₁代的穗行数。百粒重一般配合力效应值为较大负数的是MWC5、M0340和M0502，说明以其为亲本可减少F₁代的百粒重；百粒重一般配合力效应值为较大正数的是南60407、南3 1和M12-8，说明以其为亲本可增加F₁代的百粒重。出籽率一般配合力效应值为较大负数的是MWC5、M0340、南783和M12-5，说明以其为亲本可降低F₁代的出籽率；出籽率一般配合力效应值为较大正数的是南6047、南31和M0502，说明以其为亲本可提升F。代的出籽率。单株产量一般配合力效应值为较大负数的是MWC5、M0340和南783，说明以其为亲本可减少F₁代的单株产量；单株产量一般配合力效应值为较大正数的是南31、M0502和M12-5，说明以其为亲本可增加F₁代的单株产量。综上所述，南31单株产量的一般配合力效应值最高，可作为组配早熟高产杂交种的最理想亲本。

2.4特殊配合力效应分析结果

由表5可知，同一性状不同组合的特殊配合力效应值存在明显差异。在16个杂交组合中，株高特殊配合力效应表现为负向效应的组合有9个，其中负向效应值最高的组合是M12-8xM0340（-5.25）；穗位高特殊配合力效应表现为负向效应的组合有9个，其中负向效应值最高的组合为南6047×M0340（-19.74）；茎粗的特殊配合力效应表现为正向效应的组合有10个，其中正向效应值较高的组合是南31×M0340（5.31）、M12-5x南783（4.90）和南6047xM0502（4.08）；穗长特殊配合力效应表现为正向效应的组合有7个，其中正向效应较高的组合是南M12-5×南783（16.66）、南6047xM0340（15.52）、南31xM0304（12.42）和M12-8×MWC5（6.41）；秃尖长特殊配合力效应表现为负向效应的组合有8个，其中负向效应值较高的组合是M12-8x南783（一38.40）、M12-8～M0502（-14.77）、M12-8xMWC5（-15-33）、M12-5～M0502（-16.46）、M12-5 xMWC5（-26.02）、南6047xM0502（-20.96）和南6047xM0340（-25.46）；穗粗特殊配合力效應表现为正向效应的组合有7个，其中正向效应值较高的组合是南6047×MWC5（5.31）、南6047×M0502（5.52）、南31×M0502（4.68）、M12-5×南783（5.93）和M12-8xM0340（10.30）；行粒数特殊配合力效应表现为正向效应的组合有10个，其中相对效应值较高的组合有南6047×MWC5（7.22）、南6047×M0340（16.65）、南31xM0340（16.05）、M12-5×南783（17.87）和M12-8×M0502（11.48）；穗行数特殊配合力效应表现为正向效应的组合有8个，其中效应值较高的组合是南6047xMWC5（6.46）、南6047xM0502（6.46）、南31 xMWC5（8.92）、南31×M0502（4.00）、M12-5×M0340（6.46）、M12-5×南783（10.15）和M12-8×南783（6.46）；百粒重特殊配合力为正向效应的组合有8个，其中效应值较高的组合是南6047×M0502（6.83）、南31xM0502（7.51）、M12-5xMWC5（5.07）、M12-5×南783（7.10）和M12-8xM0340（15.21）；出籽率特殊配合力为正向效应的组合有8个，其中效应值较高的组合是南6047xMWC5（6.20）、M12-8×南783（7.30）和M12-5xM0340（4.33）；单株产量特殊配合力为正向效应的组合有6个，其中效应值最高的组合是M12-5x南783（23.10），其次是南31xM0502（13.45）、南6047×MWC5（13.16）和南31×M0340（10.04），表明M12-5×南783的产量最高，其次是南31xM0502、南6047xMWC5和南31xM0340。

由表5还可知，在16个杂交组合中，M12-5×南783单株产量特殊配合力效应值最高，为23.10，穗长、行粒数、穗行数和百粒重的特殊配合力效应值均较高，分别为16.66、17.87、10.15和7.10，表明M12-5×南783为最优组合；其次是南31xM0502和南6047×MWC5，虽然其秃尖长特殊配合力效应值较高，分别为52.18和23.49，但单株产量特殊配合力效应值较高，分别为13.45和13.16，且南31xM0502的百粒重特殊配合力效应值为7.51，南6047xMWC5的穗位高特殊配合力效应值22.34。综合考虑，M12-5x南783、南31xM0502和南6047xMWC5具有较大的利用潜力。

2.5总配合力效应分析结果

总配合力等于双亲的一般配合力效应值之和再加上杂交组合的特殊配合力效应值（邵红雨等，2010）。由表6可知，16个杂交组合的单株产量特殊配合力由高到低排名依次为：M12-5×南783、南31×M0502、南6047×MWC5、南31 xM0340、M12-8×南783、M12-8×M0502、南6047×M0340、南6047×M0502、M12-8×MWC5、M12-8×M0340、M12-5×MWC5、南31×MWC5、M12-5×M0340、南6047×南783、M12-5xM0502、南31×南783；而单株产量总配合力由高到低排名依次为：南31×M0502、M12-5×南783、南31xM0340、南6047xMWC5、南31xMWC5、南6047×M0502、M12-5×MWC5、M12-8×M0502、M12—8xMWC5、南6047xM0340、M12-5xM0340、南31×南783、M12-5xM0502、M12-8×南783、M12-8×M0340、南6047x南783。可见，16个杂交组合的单株产量特殊配合力排名和总配合力效应排名基本一致，说明总配合力效应值与特殊配合力效应值均能反映组合的真实表现。

3讨论

产量是多个性状的加性效应、显性效应和上位性效应综合表现。本研究发现，M12-5和M0502的单株产量一般配合力较高，但其组配的杂交组合单株产量特殊配合力产量较低；M12-8和南783的单株产量一般配合力较低，但其组配的杂交组合单株产量特殊配合力较高，表明由单株产量一般配合力高的自交系组配杂交组合单株产量特殊配合力不一定高，但由单株产量一般配合力低的自交系组配杂交组合单株产量特殊配合力产量有可能较高，与叶雨盛等（2007）的研究结果一致。

本研究还发现，在自交系MwC5、M0340、南783和M0502中，M0502的单株产量一般配合力表现最高正向效应，以其为亲本可增加F₁代的单株产量，组配出高产的杂交组合可能性较大；MWC5的穗位高一般配合力表现较高负向效应，行粒数的一般配合力表现较高正向效应，以其为亲本可降低F₁代的穗位高、增加行粒数；南783的秃尖长一般配合力表现较高负向效应，以其为亲本可减小秃尖长，说明不同亲本间具有不同的组配能力，与前人研究结果（孔繁玲，2005；邵红雨等，2010；李齐霞等，2016）一致。在早熟核心玉米自交系南6047、南31、M12-5、M12-8中，南31和M12-5的单株产量一般配合力表现较高正向效应，秃尖长一般配合力表现较高负向效应，以其为亲本可增加F₁代的单株产量、减少其秃尖长，组配出高产且秃尖短的杂交组合可能性较大。此外，M12-8还能增加F₁代的茎粗、穗长和行粒数；南6047可增加F₁代的穗粗，但需对茎粗、穗长进行针对性改良，同时控制穗位高。本研究供试的8个早熟玉米自交系中，未发现11个农艺性状一般配合力效应值均较高的自交系，不同自交系同一性状的一般配合力效应值存在一定差异。可见，自交系作为杂交亲本的优势主要表现在某个主要性状或某些性状的配合力较高。在今后育种工作中，可根据育种目标进行合理组配获得理想的杂交组合。

4结论

南31、M0502和M12-5可作为组配早熟高产杂交种的最理想亲本；M12-5、南31和南783的秃尖长一般配合力表现出較高的负向效应，可用来改良后代秃尖长。M12-5×南783、南31×M0502和南6047×MwC5为苗头组合，可经过多点试验鉴定后进行推广种植。

（责任编辑 陈燕）