玉米自交系宜机收的农艺性状配合力分析

贾恩吉，张东升，李雨泽，2，高华洋，韩智慧

(1.吉林农业大学农学院，吉林长春 130118；2.吉林省参茸办公室，吉林长春 130062；3.吉林省农安县伏龙泉镇综合服务中心，吉林农安 130213)

玉米作为我国粮食增产的主力军，种植面积已超过3 333万hm2，成为种植面积最大、总产最多的作物[1]。玉米作为粮食作物、饲料作物、工业原料具有不可替代的作用[2-3]。随着农村“空心化”、城镇化发展，农村劳动力短缺，玉米种植产业化、规模化势在必行。目前，玉米育种目标不仅要保证玉米杂交种的高产优质、耐密抗病，还要考虑是否适宜机械化粒收[4-5]，而且，为适应我国人口老龄化的国情，机械化也是现代农业发展的必经之路[6]。

近年来，吉林农业大学玉米遗传育种团队对玉米育种目标进行了重大调整，重点选育耐密植、抗性好、宜机收的优良玉米自交系和杂交种，并育成了以吉农大607等为代表的一批宜机收的优良玉米新品种。这些新育成的品种和亲本自交系将在生产中逐渐发挥较大作用。本研究通过对宜机收性状的筛选和鉴定后，选取其中的10份玉米自交系作母本(B群)，3份自交系作父本(A群)，按NCII设计，组配成30个组合，并对其进行机收性状分析，期望对机收玉米品种的选育提供借鉴和思考[7]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料及编号见表1。

1.2 试验方法

2021年5月，在吉林农业大学教学科研基地种植，采用随机区组设计，重复3次，4行区，行长4 m，行距0.65 m。授粉45 d后测量株高、穗位高和雄穗分枝数，秋季收获后立即测定籽粒含水量，晾晒风干后选取5个有代表性的果穗进行考种，记录穗粒质量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒质量等数据并对宜机收性状的一般配合力、特殊配合力及遗传参数进行分析[8]。

表1 13个自交系编号及类群

1.3 数据分析

以各性状考种数据为基础，先用Microsoft Excel 2013软件进行数据的初步处理，而后采用DPS 7.1软件进行数据处理和分析[9]。

2 结果与分析

2.1 宜机收性状方差分析

由表2可知，除测验种(父本，A群)的穗粗和穗行数F值未达显著水平外，其他组合均达到显著或极显著水平，说明这10个性状在亲本和组合间存在真实性的差异，需继续对其配合力进行分析。

表2 10个机收性状的方差分析结果

2.2 宜机收性状一般配合力分析

由表3可知，自交系JS116、JS128、JS131、JS135和JN88的株高与穗位高GCA相对效应值均为负值，利用其可降低杂交后代的株高与穗位高，增强F1代的抗倒伏能力。

自交系JS111、JS113、JS120、JS124、JS135、JS139、JS145、JN44和JN55的穗粒质量GCA相对效应值均为正值，JS111的GCA相对效应值最高，为5.61。利用其组配的杂交组合能提高杂交种产量。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS124、JS135、JS139、JS145、JN44、JN55和JN88的穗长GCA相对效应值均为正值，利用其组配的杂交组合能增加杂交后代的穗长，其中JS124尤为明显。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS128、JS139、JS145、JN44、JN55和JN88的穗粗GCA相对效应值均为正值，利用其组配的杂交组合能增加杂交种的穗粗。

自交系JS111、JS113、JS116、JS124、JS135、JS139、JS145、JN55和JN88的穗行数GCA相对效应值均为正值，利用其组配的杂交组合能增加杂交后代的穗行数。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS124、JS128、JS139、JN44、JN55和JN88的行粒数GCA相对效应值均为正值，利用其组配的组合能增加杂交后代的行粒数，其中JS124最为明显。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS124、JS131、JS139、JN44、JN55和JN88的百粒质量GCA相对效应值均为正值，利用其组配的组合能增加杂交后代的百粒质量，其中JS124的GCA相对效应值最高。

自交系JS113和JS135的雄穗分枝数GCA相对效应值最低，雄穗分枝数最少，利用其组配的组合能减少杂交后代的雄穗分枝数。

自交系JS124收获时含水量的GCA相对效应值最大，利用其组配的组合能增加杂交后代收获时的含水量，不利于玉米机械粒收。需要利用籽粒脱水快的优良玉米自交系对其改良后加以利用。

表3 玉米自交系10个机收性状的GCA相对效应值

综合来看，JS124在穗长、行粒数、百粒质量等方面表现最好，但其籽粒脱水较慢，经改良后作为亲本具有较好的应用前景。

2.3 宜机收性状特殊配合力分析

由表4可知，各性状的不同组合间SCA效应值变幅较大，组合JS131×JN88株高的负向效应值最大，组合JS128×JN88穗位高的负向效应值最大，株高、穗位高的负向效应值越大越利于抗倒。组合JS111×JN44穗粒质量的正向效应值最大，组合JS120×JN55穗长的正向效应值最大，组合JS120×JN88的穗粗正向效应值最大，组合JS124×JN88的穗行数和收获时含水量正向效应值最大，组合JS124×JN55行粒数、百粒质量和雄穗分枝数正向效应值最大。

JS131×JN88、JS128×JN88、JS111×JN44、JS120×JN55、JS120×JN88、JS124×JN88、JS124×JN55组合相对具有较高的正向或负向效应，应继续进行脱水速率等相关性状研究，育成适合机收的新品种。

表4 10个机收性状SCA效应分析结果

2.4 遗传参数分析

由表5可知，株高、雄穗分枝数、收获时含水量、穗行数、行粒数和百粒质量的一般配合力方差大于特殊配合力方差，且差距明显，这6个性状主要受加性基因调控；穗位高的一般配合力方差小于特殊配合力方差，且差距明显，主要受非加性基因影响；穗粒质量、穗长和穗粗的一般配合力方差大于特殊配合力方差，差距较小，该性状受加性与非加性基因共同作用，其中加性基因影响稍大[11-12]。

株高、穗行数、收获时含水量和百粒质量的广义遗传力数值较高，其最主要受加性基因影响，适宜在自交系选育后期进行筛选；穗位高、穗粗、雄穗分枝数、行粒数的广义遗传力较低，适宜在自交系选育前期进行筛选。

表5 10个机收性状遗传参数估值

3 结论与讨论

我国是农业大国，玉米作为我国第一大粮食作物，在保障国家粮食安全方面具有重要作用[13]。目前宜机收品种的筛选指标研究还处于不断发展的阶段，明确宜机收指标，不断改进玉米品种试验技术，选育高产、早熟、抗逆、抗倒、适宜机收的玉米新品种，有助于实现玉米生产全程机械化的战略[14-18]。

本研究通过对吉林农业大学近年来新育成的10个母本自交系和3个测验自交系的配合力进行分析发现，玉米自交系JS131的株高和穗位高的GCA效应值最低，可以用来降低后代的株高与穗位高；JS120穗粒质量、穗长和百粒质量等性状的GCA效应值均较高，且能组配出多组优良组合，是具有较高育种价值的自交系。

JS111在穗粒质量上的一般配合力最高，可用来增加杂交后代的穗粒质量，但其行粒数与百粒质量一般配合力较低，可改良后进行杂交选育优良新品种；JS113在穗长和穗行数上一般配合力较高，但在其他方面表现一般，通过改良后可增加杂交后代的产量。

JS124在穗长、行粒数、百粒质量、雄穗分枝数等方面表现较好，但在株高、穗位高、穗粒质量、穗粗等方面表现一般。几个突出的优良性状组合也与该自交系有关，表明该亲本自交系的一般配合力以及特殊配合力均较强，是具育种价值的亲本自交系，下一步可以以此自交系为亲本增加杂交后代的穗长、行粒数与百粒质量，减少其收获时的含水量，以便有针对性地进行选择育种目标，育成适宜机械收获的玉米新品种。