10个自选玉米自交系的穗部性状配合力及遗传参数分析

闫海霞，柳家友，付家锋，吴伟华，袁刘正，王会强，李腾，王蕊

(漯河市农业科学院，河南 漯河 462000)

玉米育种的核心是选育出配合力好、性状优良的自交系，以及如何合理利用亲本材料快速地组配出优良杂交种[1，2]。漯河市农业科学院2012—2013年接收国家玉米产业技术体系发放的美国解密自交系共170余份。通过观察鉴定，发现PHN66、PHPR5、904-1、PHJ90、29MIBZ、LIBC4和ICI441等自交系在漯河地区综合表现优良，继而利用它们改良了一批黄淮海区的核心种质，获得一批在漯河地区适宜生长的育种材料。现对其中10个含美国血缘自选玉米自交系的主要穗部性状进行配合力分析，旨在详细了解这些玉米自交系的配合力情况，并为下一步玉米新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为10902、10907、10913、10950、10964、11502、11520、11534、11567和11575共10个自交系，由漯河市农业科学院选育。6个测验种依次为昌7-2、新A3、PH4CV、郑58、9058和PH6WC。2015—2016年在海南按照不完全双列杂交NC-Ⅱ设计，配置60个杂交组合，进行配合力测定试验。2016年在漯河市农科院试验基地种植。随机区组排列，重复3次。4行区，行长4 m，行距66.7 cm，密度7 500株/hm2。

1.2 考察性状

收获后每小区取10个果穗进行室内考种。考察项目主要有穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率和单株粒重等主要穗部性状。

1.3 统计方法

采用刘来福和高之仁等[3,4]介绍的不完全双列杂交法进行。 运用DPS 15.10 和 Microsoft Excel 2007进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 自交系穗部性状的配合力分析

2.1.1 各性状的方差分析 对各性状的配合力方差进行分析，结果(表1)表明，区组间方差不显著，组合间方差均达到极显著水平，说明组合间各性状的配合力均达到极显著差异。而组合间方差是由亲本一般配合力方差和各组合特殊配合力方差组成，因此可以将组合间方差分解为P1组、P2组亲本的一般配合力方差及P1×P2的特殊配合力方差。经F测验发现， P2组亲本各性状均达到极显著水平；P1组亲本除单株粒重和百粒重外，其余5个性状均达到显著或极显著水平。因此可进一步估算亲本的一般配合力效应和双亲的特殊配合力效应。

2.1.2 各性状的一般配合力效应分析 一般配合力是指某一亲本(自交系)与其它亲本配成的几个F1的总平均值之差值，即某一亲本在其杂交后代中的平均表现。一般配合力由基因的加性效应决定，是可以遗传的，因而一般配合力高的自交系，其相应性状的遗传力强，对杂交种后代的影响也大。就穗部性状和产量来说，其一般配合力效应值越大，越有利于改善杂交组合的穗部性状和产量，越易组配出高产杂交组合[5，6]。

表1 各性状的方差

注：**、*分别表示在0.01和0.05水平差异显著。

7个穗部性状的一般配合力效应分析结果(表2)表明，相同自交系的不同性状GCA效应有很大差异，同一性状不同自交系间GCA效应也有很大差异。从单株产量的GCA效应来看，10902、10950和11502表现出较大的正效应，11567表现出较大的负效应。

从表2中可以看出，穗长一般配合力效应显著大于零的有10950、10902和11502，说明用其组配杂交组合，可以使杂交后代果穗变长。穗粗一般配合力效应显著大于零的有11502、11534和11567，说明用其组配杂交组合，可以使杂交后代果穗变粗，其余则作用相反。穗行数一般配合力效应较大的有11502、11534、10964和10950，说明用其组配杂交组合可以增加F1的穗行数。行粒数一般配合力效应较大的有10950、10902、11502、10907和11575，用其组配杂交组合易使F1的行粒数增加。11502、10950和10902百粒重一般配合力效应值较高，说明用其组配组合易使F1百粒重增加。10950、11502、10902和11520则易使F1的出籽率提高。

2.1.3 单株粒重的特殊配合力效应分析 特殊配合力是指两亲本所组配的杂交种表现水平，去除两亲本的一般配合力效应后的互作效应。一般来讲，由基因的非加性效应决定，受环境条件影响较大，上下代之间遗传不稳定，但它可以指导杂种优势的利用和杂交种的选育[5，6]。对被测系单株粒重的特殊配合力效应进行分析，结果(表3)表明，10902×PH4CV、10913×昌7-2、10950×昌7-2、10950×新A3、11502×郑58、11502×9058、11520×9058和11575×9058单株粒重均表现出较高的特殊配合力效应。

表2 各性状的一般配合力效应分析

表3 单株粒重的特殊配合力分析

2.2 各性状的群体遗传参数估算

从表4中可以看出，穗长、穗行数、百粒重和出籽率4个性状的加性方差大于显性方差，说明这些性状主要是加性基因效应起主导作用，非加性基因的作用相对较小。而穗粗、行粒数和单株粒重这3个性状的加性方差小于显性方差，说明这些性状主要是非加性基因效应起主导作用，加性基因作用相对较小。遗传力分析表明，各性状的广义遗传力大小依次是单株粒重﹥穗行数﹥百粒重﹥穗长﹥出籽率﹥行粒数﹥穗粗；各性状狭义遗传力的大小依次为出籽率﹥穗长﹥穗行数﹥百粒重﹥单株粒重﹥行粒数﹥穗粗。穗长、穗行数和出籽率的广义遗传力和狭义遗传力均大于50%，百粒重狭义遗传力接近50%，说明这些性状主要受遗传因素影响，所以在选育过程中，可在早代对这些性状进行选择，穗粗、行粒数和单株粒重狭义遗传力均小于50%，说明这些性状受环境影响较大，宜在晚代选择。

表4 各性状的群体遗传参数估算

3 讨论与结论

3.1 通过对10个玉米自交系的配合力分析可以看出，就综合性状而言，10902、10950和11502的表现较优，在育种中有较好的应用前景。其余被测系个别性状较优，可以在实际工作中根据育种目标有针对性的选择利用。

3.2 从各性状的特殊配合力效应值可以看出，10902×PH4CV、10913×昌7-2、10950×昌7-2、10950×新A3、11502×郑58、11502×9058、11520×9058和11575×9058单株产量均表现出较高的特殊配合力效应，说明这些组合具有较强的杂种优势，可进一步观察鉴定。

3.3 在研究的7个性状中，穗长、穗行数、百粒重和出籽率受遗传因素影响较大，在早代可进行选择；而穗粗、行粒数和单株粒重受环境影响大，宜在晚代选择。