兩個玉米人工合成群體選系的配合力分析

秦燕　郭泓鋆　楊新梅等

摘要 以4個自交系為測驗種，采用不完全雙列雜交設計，對2個玉米人工合成群體新選的20個自交系的配合力及雜種優勢進行了研究。結果表明，新選自交系P26、P11、P15和P27產量及相關性狀一般配合力表現優良，K169×P25是產量性狀SCA表現較好的組合。與對照比較，雜種優勢大于8%的組合多為新選系與測驗種K169和南789-2的組配方式。

關鍵詞 玉米；群體；自交系；配合力；雜種優勢

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）20-082-03

Abstract In order to investigate the breeding potentiality of 20 newly inbred lines obtained from 2 synthetic corn populations named P1 and P2， which were testcrossed with 4 local normal maize inbred lines in a NCII mating design. Combining ability and heterosis of 20 newly inbred lines were analyzed in this test. The results showed that the inbred lines P26， P11， P15 and P27 had a good performance in GCA of yield and related traits， which should have high use potential in maize breeding programs. The cross K169×P25 had the highest SCA effects. Most of hybrids with control heterosis>8%for yield were the crosses between newly inbred lines and the testers K169 and Nan 7892， which suggested that it was more possible to obtain high field hybrid combinations.

Key words Maize； Groups； Inbred lines； Combining ability； Heterosis

回顧育種歷史可以看出，優良種質資源的占有與否從根本上決定了育種成效。長期以來我國基礎材料的改良和創新研究滯后，人們大多采用系譜和回交改良的育種方法，育種素材集中在極少數的材料上，導致育種遺傳基礎變得十分狹窄，因而在高產育種上表現缺乏新的雜優類群和雜優利用模式，抗病育種上表現出缺乏新的多樣性的抗病強的育種素材[1]。對玉米育種來說，就是要以豐富的種質資源為基礎，充分發揮雜種優勢的作用，而雜種優勢利用的關鍵是合理選擇親本，親本的應用潛力關鍵是配合力[2]。張建輝[3]、秦燕[4]、茍才明[5]分別對四川農業大學5個人工合成群體的育種潛勢、S2代配合力、群體選系的配合力進行了系統的分析，為5個群體選系的利用提供了理論依據。由此可見，通過構建玉米人工合成群體，并對群體選系的配合力進行分析，對提高育種效率具有十分重要的意義。為此，成都市農林科學院選用優良雜交種及地方品種，通過不斷的遺傳重組，合成了一批新的玉米種質群體。該研究以從2個玉米人工合成群體選育的20個自交系為供試材料，通過配合力分析，研究其主要農藝、經濟性狀的配合力表現，分析2個群體選系的應用價值，為新選系的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

群體P1、P2為成都市農林科學院2007～2008年合成，每個群體均為10個單交組合經2次隔離重組合成的遺傳平衡群體。采用半同胞輪回選擇法對2個群體進行了5輪改良，并從P1、P2中各選育出10個自交系。從P1中選出的10個自交系編號分別為P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P18、P19、P110，從P2中選出的10個自交系編號分別為P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28、P29、P210。4個測驗種分別為R08、K169、南7892、RP128。

以新選育的20個自交系為父本，以4個骨干系為母本，按照不完全雙列雜交設計，2013年在成都市農林科學院崇州羊馬科技試驗園區配制供試80個組合。2014年在崇州羊馬科技試驗園區進行80個組合的田間試驗。試驗采用隨機區組設計，3次重復，單行區，行距0.85 m，窩距0.40 m，雙株種植，每行12株，對照品種為成單30，田間管理同大田生產。取中間10株調查獲取數據資料。

1.2 考察性狀

田間調查株高、穗高，室內考察穗長、禿尖長、穗粗、軸粗、子粒深度、穗行數、行粒數、穗重、軸重、出子率、百粒重、單株產量等。

1.3 統計分析

以小區均數為單位，利用DPS軟件，將數據進行方差分析；對組合間差異顯著的性狀，按明道緒[6]、高之仁[7]的不完全雙列雜交模型作配合力分析。

2 結果與分析

2.1 各性狀方差分析

對80個雜交組合14個農藝、經濟性狀進行配合力方差分析，可以看出14個性狀組合間差異均達極顯著水平，表明這些性狀在各雜交組合間遺傳差異真實存在。14個性狀的GCA和SCA差異均達顯著或極顯著水平，表明這些性狀的GCA和SCA在親本和組合間存在真實的差異。

2.2 一般配合力分析

一般配合力（GCA）是指某一親本的性狀對雜交組合影響的平均表現，它主要決定于基因的加性效應，是可以遺傳的部分[7]。從表1可以看出，不同自交系同一性狀的GCA相對效應值有很大差異，同一自交系不同性狀的GCA相對效應值也有很大差異。對各自交系的利用應根據具體試驗結果進行分析，如株高、穗位高GCA相對效應值為負值的自交系依次為P28、P23、P13、P110、P24、P29，利用它們可能降低所配組合的株高、穗位高。穗長、行粒數GCA相對效應值為正，同時禿尖長GCA相對效應值為負的自交系有P15、P11、P14、P26、P12，利用它們可能選育長穗的組合。穗粗、穗行數、子粒深度GCA相對效應值為正，同時軸粗GCA效應值為負的自交系僅有P18和P21，利用它們可能組配出大穗組合。穗重、出子率GCA相對效應值為正，軸重GCA值為負的有P14、P21、P19，利用它們可能提高組合的出子率。百粒重GCA相對效應值較高的有P27、P29、P19、P11、P26、P15、P12，利用它們可能組配出大粒組合。產量GCA相對效應值較高的有P26、P11、P15、P27，利用它們可能組配出高產組合。

分析產量GCA相對效應值較高的4個自交系的其余性狀可知，P26的穗位高、穗粗、軸粗、子粒深度、穗行數、行粒數、穗重、軸重、百粒重GCA相對效應值均為正值，出子率GCA相對效應值為負，表明由P26所配的組合產量因子綜合性狀較好，缺點是穗位偏高，穗軸較大，出子率偏低。P11的株高、穗位高、穗長、子粒深度、行粒數、穗重、出子率、百粒重GCA相對效應值均為正值，穗粗、軸粗GCA相對效應值為負，表明由它所配的組合穗行數多，結實性好，穗位偏低，抗倒力強，缺點是穗小，穗位較高。P15株高、穗長、行粒數、穗重、出子率、百粒重GCA相對效應值均為正值，禿尖長、軸粗、穗行數GCA相對效應值均為負，表明由它所配的組合穗長、行粒數、出子率偏高，但穗行數偏低。P27的禿尖長、穗粗、軸粗、穗重、百粒重GCA相對效應值均為正值，出子率GCA相對效應值均為負，表明由它所配組合穗子較粗，百粒重較重，缺點是出子率偏低，禿尖長較長。由此可見，一個優良的自交系也不是十全十美的，優良是相對而言的，是在目標或某性狀上表現出較高的配合力，根據育種目標進行恰當組配，便可獲得高產的優良雜交組合[8]。

通過對4個測驗種的GCA分析可知，在穗長、穗粗、子粒深度、穗行數、行粒數、穗重、出子率、百粒重和單株產量9個性狀中，K169有7個性狀具有正向配合力效應值，而南789-2有6個性狀具有正向配合力效應值，表明K169和南789-2與被測系組配具有較大的利用潛勢。

2.3 特殊配合力分析

特殊配合力（SCA）是雜交組合與雙親一般配合力預期結果的偏差，它的高低決定于親本基因型的非加性基因效應，不能穩定遺傳[7]。將SCA效應值按正向、負向進行組合歸類 （表2）。可見各性狀SCA效應值為正向和負向的雜交組合個數相當，正向、負向效應值變幅較大。效應值最大（株高、穗位高、禿尖長、軸粗、軸重按負向最大的計）的組合中，P29分別在百粒重、軸粗、穗行數等3個性狀中出現，從表1可知，P29的這3個性狀GCA效應值依次為10.99、3.11、-7.01，由此可見，SCA 高的組合，其親本GCA未必高，反之GCA高的親本組配的組合SCA未必一定高，這與張華等[9]的研究結果基本一致。K169×P25是產量性狀SCA表現最好的組合。RP128×P13是產量性狀SCA表現較差的組合。由表1可知， K169的產量GCA相對效應值為正，而P25的GCA相對效應值為負，RP128 和P13的GCA相對效應值均為負，表明SCA高的組合，其雙親或者1個親本的GCA也較高，SCA低的組合，其雙親的GCA也較低。因此對群體自交后代的利用，在GCA選擇基礎上還應注重SCA選擇。

2.4 高產組合的組配方式

將對照優勢大于8%的14個組合的單株產量均數列于表3，可以看出對照優勢大于14%的雜交組合有2個，對照優勢大于10%小于14%的雜交組合有6個，對照優勢小于10%而大于8%的雜交組合有6個。在這些組合中，被測系P11出現2次，P14出現2次，P15出現2次，P26出現2次，P27出現2次，P13出現1次，P16出現1次，P28出現1次，P210出現1次。測驗種K169和南789-2分別出現5次，R08和RP128分別出現2次。結合前面產量一般配合力分析，進一步表明P11、P15、P26和P27具有較大的育種潛力，與測驗種K169和南789-2組配獲得高產組合的可能性較大。

3 結論與討論

（1）配合力是自交系的一種內在特性，它不是通過自交系自身的農藝、經濟性狀表現可以確定的，而是由其所配雜交組合各性狀表現來體現[10]。一般配合力的研究結果表明， P28、P23、P13、P110、P24、P29等自交系在株高、穗位高性狀上表現較好，而P15、P11、P14、P26、P12等自交系在穗長、行粒數及禿尖長性狀上表現較好，因而在對群體后代自交系的利用上，應首先測定各自交系的配合力，再根據不同的育種目標進行合理的組配。同時也可以根據配合力測定的結果對已有自交系進行有針對性的改良，以提高育種效率。

（2）該試驗所配的80個組合中， K169×P25是產量性狀SCA表現最好的組合， K169×P14是雜種優勢最強的組合，而產量GCA表現較好的4個自交系為P11、P15、P26和P27。由此可見，產量SCA最高的組合并非都是由產量GCA最高的自交系所組配的，而SCA最高的組合也并非一定最高產。因此，一個雜交組合雜種優勢的高低是親本GCA效應和組合SCA效應共同作用的結果，同時用GCA、SCA效應來評估自交系的應用潛力，更能反映出自交系的利用價值。

參考文獻

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