基于温热玉米F2∶3家系产量相关性状的遗传解析

王安贵， 赵 强， 涂 亮， 郭向阳， 刘鹏飞， 祝云芳， 吴 迅， 陈泽辉

(贵州省农业科学院旱粮研究所， 贵阳 550006)

玉米作为重要的粮饲以及能源原料作物，在食品、动物饲料和生物能源方面占有重要的地位。我国玉米种质主要以Reid、旅大红骨、塘四平头、Lancaster和P群的少数骨干自交系为主，导致我国种质基础相对狭窄。郭向阳等[1]研究表明，引用外来种质是解决这一问题的重要措施，温热玉米种质遗传差异大，基因的多态性与互补性较好，能够有效提高种质的遗传多样性、拓宽我国种质基础。自热带Suwan种质的引入以来，育种家筛选了一大批如T 32、QR 273、S 37等优良自交系，以及贵单8号、金玉506、会单4号、金玉818等优良杂交种，成为了我国西南地区不可替代的种质资源[2]。

玉米高产一直是育种工作者的不懈追求，引用热带种质在西南地区有了较大进展[3-4]，利用温热种质选育出高产高抗的优质玉米已成为目前研究的热点；玉米产量性状受穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长、百粒重等影响较大，解析玉米产量相关性状对实现高产至关重要，但不同的材料、环境等条件与产量相关性状的关系存在一定差异[5-6]。因此温热玉米产量相关性状间的遗传解析对进一步提高玉米产量与种资创新有很好的参考价值。

本试验采用热带种质T 32和温带种质齐319构建的128份F2∶3家系为材料，通过分析8个产量相关性状的表现及相关性差异，解析该温热群体构建效果，为进一步对温热种资的遗传改良以及选育优良杂交种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本研究以Suwan类群代表性自交系T 32和PB类群核心自交系齐319为亲本构建的128份F2∶3家系及其双亲为试验材料。T 32由Suwan群体选育出并引入我国，具有良好的抗叶部病害和较高的配合力，且组配出了优良玉米杂交种金玉818，在生产上得到广泛运用。齐319是由山东农科院从美国先锋公司的单交种78599连续自交选育出的高配合力、抗病虫、品质好的自交系[7-8]。本试验材料均由贵州省农业科学院旱粮研究所提供。

1.2 试验方法

1.2.1田间试验

2017年冬F1及亲本种植于海南三亚。2018年春，将128个F2∶3家系及两亲本种植于贵阳，采用完全随机区组设计，单行种植，设两次重复，行长4 m，每行18株，行距0.6 m。在材料四周种植保护行，大田管理与当地玉米种植管理一致。

1.2.2表型数据考察

2018年玉米成熟后，从第2株开始，每行连续收获10株。果穗自然风干后进行室内考种，人工测量穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖等产量相关性状；将以上收获的果穗混脱并将破损籽粒挑选出后利用万深考种仪进行粒长、粒宽、粒重等产量相关性状考察。

1.3 数据处理

利用Excel软件进行数据初步整理，SPSS 23.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 亲本间的差异性分析

从亲本产量相关性状的平均值可以看出，双亲之间的穗长、行粒数、秃尖长、百粒重、粒宽差异明显，齐319的穗长、行粒数、百粒重、粒宽明显高于T 32，秃尖长低于T 32；在穗粗和10粒长两个性状上有一定差异，其中穗行数双亲之间差异不明显(图1)。

2.2 F2∶3家系产量相关性状表现

由表1可看出，后代中的8个产量相关性状均存在极大差异，穗粗、行粒数、秃尖长、粒长的均值均高于亲本；穗长、穗行数、粒宽的均值间于亲本之间，但发现百粒重均低于亲本。群体中变异系数最高的性状是秃尖，最大变异系数为49.47%，变异范围0.21%～3.81%；其次是行粒数，变异系数为21.51%，变异范围为14.82～33.22粒；其余性状的变异系数都小于20%；产量性状的变异依次为：秃尖长>行粒数>穗长>百粒重>穗粗>粒长>粒宽>穗行数。

表1 亲本与F2∶3家系的群体表现情况

2.3 产量相关性状正态分析

从表1和图2中可以看出，峰度均小于1，偏度来看，只有穗行数和秃尖长的个体分布呈大于平均数的方向偏斜，呈正偏态分布；而穗长、穗粗、行粒数、百粒重、粒长、粒宽的个体分布是向小于平均数的方向偏斜，图形呈负偏态分布；各性状分布较平缓,总体变数分布比较分散。从偏度和峰度总体来看，F2∶3家系个体分布均呈近似正态分布。

2.4 F2∶3家系产量相关性状的相关性分析

从表2中可知，8个产量相关性状存在一定的相关关系，其中穗长与穗行数、行粒数呈显著正相关；穗粗与秃尖呈显著负相关，与百粒重呈显著正相关；穗行数与粒宽呈极显著负相关；行粒数与秃尖呈显著负相关，百粒重与粒长、粒宽呈极显著正相关。8个产量相关性状之间的相关系数绝对值都没有超过0.5，百粒重与粒长之间相关系数最大为0.404。

表2 F2∶3家系产量性状相关系数

3 结论与讨论

西南地区是我国山地玉米主要种植地区，由于地形生态环境的特殊性，大多数在其它地区表现良好的种质在本区无法表现出优异的抗逆性和适应性，而本研究T 32与齐319都有较好的抗逆性与适应性，这使得后代中拥有较好的抗逆性，同时其组配的F2∶3家系的产量相关性状分析对进一步选育高抗和高产的种质提供了一定的参考。本研究中两亲本在8个产量相关性状上，除穗行数以外的7个性状之间都有较明显的差异，在F2∶3家系中，8个性状都有一定的变异，变异依次为：秃尖长>行粒数>穗长>百粒重>穗粗>粒长>粒宽>穗行数，秃尖在F2∶3家系中变异最大这结果与邢吉敏等[9]、王楠等[10]和李燕等[11]研究结果一致，穗行数在F2∶3家系中变异最小，因为双亲的穗行数差异不明显，同时有关研究表明，穗行数在玉米的遗传中比较稳定，主要受几个主效QTL控制[12-14]。在相关性分析中，得出百粒重与粒长、粒宽呈极显著正相关，百粒重与秃尖长呈显著负相关。梁晓玲等[15]、朱永兴等[16]的研究表明，玉米粒重对产量的贡献值最大，粒长、粒宽与百粒重有较高的正相关关系。向道权等[17]、杨俊品等[18]的研究认为，秃尖长与单产之间呈负相关关系，因此在后续选育过程中应把粒重改良作为一个重点，尽可能的避免有秃尖的家系。