冀東地區(qū)玉米自交系配合力及遺傳參數(shù)分析

郭 強(qiáng)， 于玲玲

(1.唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 河北 唐山 063001； 2.唐山市農(nóng)作物種子管理檢驗(yàn)站， 河北 唐山 063001)

冀東地區(qū)玉米自交系配合力及遺傳參數(shù)分析

郭 強(qiáng)1， 于玲玲2*

(1.唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 河北 唐山 063001； 2.唐山市農(nóng)作物種子管理檢驗(yàn)站， 河北 唐山 063001)

為分析冀東地區(qū)自育玉米自交系在生產(chǎn)上的應(yīng)用潛力，按照NCⅡ設(shè)計(jì)原理，以冀東地區(qū)自育的8個(gè)玉米自交系為母本，以Reid、Lancast、旅大紅骨和唐四平頭4大類群的代表系掖478、Mo17、丹340和黃早四為父本，進(jìn)行主要穗部性狀和產(chǎn)量的配合力研究。結(jié)果表明，3769和LBFU在產(chǎn)量和其他穗部性狀上具有較高的一般配合力，Dai1、Sku次之；Dai1×黃早四、LBFU×478具有較高的產(chǎn)量特殊配合力；產(chǎn)量特殊配合力較鄭單958(當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上主栽品種)高的組合有8個(gè)，占所配制組合的25%。產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)和行粒數(shù)等性狀可根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行早代選擇，軸粗和百粒重受環(huán)境等因素影響較大，不宜進(jìn)行早代選擇。

冀東地區(qū)； 玉米自交系； 配合力

玉米是冀東地區(qū)種植的主要作物，長(zhǎng)期以來，該地區(qū)玉米育種一直強(qiáng)調(diào)引育結(jié)合。由于冀東地區(qū)自育玉米種質(zhì)資源在親緣關(guān)系等方面錯(cuò)綜復(fù)雜，種質(zhì)資源間存在差異，因此要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)自育種質(zhì)材料產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的配合力等進(jìn)行研究[1]。國(guó)內(nèi)關(guān)于玉米多種性狀的遺傳力和雜種優(yōu)勢(shì)群的劃分很多學(xué)者進(jìn)行了較為深入的研究[2-13]，但對(duì)冀東地區(qū)玉米自交系主要農(nóng)藝性狀遺傳力等相關(guān)研究在國(guó)內(nèi)比較少。本試驗(yàn)主要針對(duì)冀東地區(qū)自育玉米自交系進(jìn)行配合力的研究，利用Reid、Lancast、唐四平頭和旅大紅骨的代表系作為測(cè)驗(yàn)種，按照NCⅡ設(shè)計(jì)，進(jìn)行不完全雙列雜交試驗(yàn)，測(cè)定產(chǎn)量以及穗長(zhǎng)、穗粗等主要穗部性狀配合力。通過配合力的分析，研究不同類群之間的雜種優(yōu)勢(shì)關(guān)系，為培育出適合冀東地區(qū)種植的玉米新品種提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉米三室自育的8個(gè)玉米自交系(Lg1，H98，3769，A210，Sku，LBFU，Dai1，LW)作母本，以Reid、Lancast、旅大紅骨和唐四平頭4大類群的代表系(掖478，Mo17，丹340，黃早四)為父本，進(jìn)行不完全雙列雜交(NCⅡ)獲得的32個(gè)F1代為研究材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年對(duì)獲得的32個(gè)F1代材料和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上主栽品種鄭單958進(jìn)行田間種植，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每區(qū)種植4行，行距0.6 m，株距0.3 m，行長(zhǎng)5 m，小區(qū)面積12 m2。生產(chǎn)管理同大田。從中間2行隨機(jī)取10株進(jìn)行考種，測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗等主要穗部性狀，每小區(qū)收取中間2行進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用DPS軟件和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,按照NCⅡ(不完全雙列雜交)設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行一般配合力和特殊配合力分析,并估算群體遺傳相似參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)組及組合性狀方差

對(duì)參試組合依據(jù)不完全雙列雜交試驗(yàn)進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表1)表明，供試組合產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒重間均存在極顯著差異。說明，32個(gè)組合在所研究的6個(gè)性狀上均存在真實(shí)的遺傳差異，有必要對(duì)其進(jìn)行配合力效應(yīng)的分析。

2.2 父本一般配合力相對(duì)效應(yīng)值

從父本各性狀的一般配合力相對(duì)效應(yīng)值(表2)可以看出，丹340在產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗粗及穗行數(shù)的一般配合力(GCA)較大，而Mo17在行粒數(shù)上的一般配合力表現(xiàn)比較突出，掖478在百粒重上一般配合力表現(xiàn)突出，黃早四僅在百粒重上一般配合力表現(xiàn)稍高，其他性狀的一般配合力表現(xiàn)一般。所選擇的4個(gè)父本間表現(xiàn)差異較大，能代表旅大紅骨、Reid、Lancaster和唐四平頭等主要類群間的差異。

2.3 母本一般配合力相對(duì)效應(yīng)值

從表2看出，參試的8個(gè)冀東地區(qū)自育玉米自交系的產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗粗等的一般配合力表現(xiàn)差異比較大。3769、LBFU和Dail產(chǎn)量一般配合力效應(yīng)值較高；在穗長(zhǎng)上，3769、LBFU和Dail具有較高的一般配合力；在穗粗上，3769和LBFU具有較高的一般配合力；在穗行數(shù)上，H98和LBFU具有較高的一般配合力；在行粒數(shù)上，Sku、LW和Dai1的一般配合力較高；在百粒重上，3769、LBFU和Dail具有較高的一般配合力。因此，從各性狀一般配合力的分析得出：玉米自交系的選育應(yīng)注重產(chǎn)量和穗部性狀的選擇，通過協(xié)調(diào)穗部性狀來達(dá)到產(chǎn)量的一般配合力最大。

表1 參試玉米自交系區(qū)組和組合間性狀方差分析結(jié)果

Table 1 Analysis results of character variance between block and combination of maize inbred lines

注(Note)：F0.01(31,62)=1.98，F(xiàn)0.01(7,62)=2.46，F(xiàn)0.01(3,62)=2.85，F(xiàn)0.01(21,62)=2.35.

表2 參試玉米自交系父本、母本的一般配合力效應(yīng)值

2.4 特殊配合力的效應(yīng)值

各組合在穗部性狀上的特殊配合力表現(xiàn)出一定的差異，主要是由于各親本自交系間的交互作用引起的基因型差異，包括顯性作用引起的非加性基因型方差以及上位性作用引起的大部分非加性的基因型方差。表3為產(chǎn)量較對(duì)照鄭單958(當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上主栽玉米品種)增產(chǎn)或產(chǎn)量比較接近的各個(gè)組合性狀特的殊配合力效應(yīng)值。從表3看出：產(chǎn)量特殊配合力較對(duì)照(鄭單958)大的組合共8個(gè)，占參試組合的25%，說明，冀東地區(qū)在現(xiàn)有育種材料下，選育出高產(chǎn)新品種的可能性較大，但也要拓寬現(xiàn)有種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)，進(jìn)一步篩選和引進(jìn)新的玉米自交系，是冀東地區(qū)玉米育種的關(guān)鍵。同時(shí)也注意到，如3769和LBFU等新育成的玉米自交系在特殊配合力上具有較大的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)在冀東地區(qū)玉米新品種選育中重點(diǎn)應(yīng)用。

2.5 各性狀的遺傳參數(shù)

從表4看出，產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)的廣義遺傳力和狹義遺傳力均大于50%，在玉米育種實(shí)踐中針對(duì)以上性狀可進(jìn)行早代選擇；軸粗和百粒重的狹義遺傳力低于50%，說明該性狀除了受遺傳作用外，還受到環(huán)境等其他非遺傳因素的影響，不宜進(jìn)行早代選擇。

表3 參試玉米自交系各組合的特殊配合力效應(yīng)值

注：表中數(shù)據(jù)為產(chǎn)量性狀值高于或接近鄭單958的組合。

表4 參試玉米自交系各性狀遺傳參數(shù)估計(jì)

3 結(jié)論與討論

1) 根據(jù)對(duì)產(chǎn)量等6個(gè)性狀的一般配合力效應(yīng)值的估算，得出參試的8個(gè)冀東地區(qū)自育玉米自交系的產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒重的一般配合力，3769、LBFU和Dail的產(chǎn)量一般配合力較高，說明可以培育出產(chǎn)量潛力高的雜交種，所以3769、LBFU和Dail這3個(gè)自交系在玉米育種上具有較高的利用價(jià)值。在穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)和百粒重上，3769和LBFU具有較高的一般配合力；而在行粒數(shù)上，Sku具有較高的一般配合力。

2) 產(chǎn)量的特殊配合力較對(duì)照(鄭單958)大的組合共有8個(gè)，占參試組合的25%，說明在現(xiàn)有的種質(zhì)材料下，選育出新品種的可能性較大，但同時(shí)也必須拓寬現(xiàn)有種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)，篩選和引進(jìn)新的玉米自交系，進(jìn)而提高冀東地區(qū)玉米育種的水平。

3) 在所研究的6個(gè)性狀中,產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)等廣義和狹義遺傳力都比較高,可以在低世代對(duì)這些性狀進(jìn)行選擇，而軸粗和百粒重的非加性效應(yīng)占的比重比較大,說明這些性狀除受遺傳因素影響外,也在很大程度上受環(huán)境等非遺傳因素的影響,因此不宜在早代對(duì)這些性狀進(jìn)行定向選擇。

[1] 王振華,趙英男,孫廣全,等.加拿大玉米群體與我國(guó)主要玉米種質(zhì)雜種優(yōu)勢(shì)關(guān)系分析[J].玉米科學(xué),2011,19(3):47-50,55.

[2] 張興瑞,霍仕平,向振凡,等.玉米梯度熱帶種質(zhì)群體主要經(jīng)濟(jì)性狀雜種優(yōu)勢(shì)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(27):79-85.

[3] 楊愛國(guó),張世煌,李明順,等.CIMMYT和我國(guó)玉米種質(zhì)群體的配合力及雜種優(yōu)勢(shì)分析[J].作物學(xué)報(bào)，2006,32(9):1329-1337.

[4] 馬燕斌,楊克誠(chéng).6個(gè)玉米人工合成群體的配合力分析[J].玉米科學(xué),2007，15(3):48-51.

[5] Vivek B S，Crossa J, Alvarado G． Heterosis and combining ability among CIMMYT S mid-altitude early to intermediate maturing maize (ZeamaysL) populaions[J].Maydica,2009,54(1):97-107.

[6] Jumbo M B, Carena M J. Combining ability，maternal,and reciprocal effects of elite early-maturing maize population hybrids[J].Euphytica,2008,162(3):325-333.

[7] Ruiz de Galarreta J I, Alvarez A. Breeding protential of early-maturing flint maize germplasm adapted to temperate conditions[J].Spanish Journal of Agricultural Research,2010,8(1):74-81.

[8] 李 嚴(yán)，董 玲，金 益，等．三個(gè)用CIMMYT種質(zhì)構(gòu)建的玉米半外來群體的改良和利用[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41(1):19-23.

[9] 葉雨盛，王曉琳，李月明，等．外來玉米群體選系的配合力及雜種優(yōu)勢(shì)研究[J].玉米科學(xué)，2012，20(1):48-52．

[10] 陳澤輝，高 翔，祝云芳．Suwan與我國(guó)四大玉米種質(zhì)的配合力和雜種優(yōu)勢(shì)分析[J].玉米科學(xué)，2005,13(1):5-9.

[11] Souza C L, Barrios S C L, Moro G V. Performance of maize sing-crosses developed from populations improved by a modified reciprocal recurrent selection[J].Scientia Agricola,2010,67(2):198-205.

[12] 閆飛燕，范繼征，周錦國(guó)，等．12個(gè)不同玉米熱帶種質(zhì)比例群體的產(chǎn)量配合力效應(yīng)及雜種優(yōu)勢(shì)分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011,24(2):471-477.

[13] 張前進(jìn)，張 新，王振華，等．8個(gè)熱帶、亞熱帶玉米群體的配合力和雜種優(yōu)勢(shì)分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008,24(9):109-113.

(責(zé)任編輯： 姜 萍)

Combining Ability and Genetic Parameters of Maize Inbred Lines in Jidong Region

GUO Qiang1, YU Lingling2*

(1.TangshanAcademyofAgriculturalScience，Tangshan，Hebei063000 ; 2.TangshanCropSeedManagementTestingStation,Tangshan，Hebei063000,China)

In order to analysis the potential to be applied in production of maize inbred lines in Jidong area, according to NC Ⅱ design principle, taking eight maize inbred lines in Jidong area as female parents, Ye 478, Mo17, Dan 340, Huangzaosi from Reid, Lancast，Lvdahonggu and Tangsipingtou as the male parent, the combining ability and main panicle traits were studied.Results: 3769 and LBFU had the high general combining ability in production and other panicle traits, followed by Dai1 and Sku; Dai1×Huangzao 4，LBFU×478 had the high special combining ability in yield. There were eight combinations which had higher special combining ability than Zhengdan958, accounting for 25% of all the combinations.All above indicated that maize inbred lines in Jidong area had the potential to be applied in production. yield, ear length, row number per ear, grain number per row could be selected in the early generation according to the breeding objectives, While ear axis diameter and 100 grain weight were influenced by the environment and other factors largely, which should not be selected in early generation.

Jidong area; maize inbred lines; combining ability

2015-05-15； 2016-01-08修回

唐山市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“早熟、耐密、宜機(jī)收糧飼兼用型玉米新品種的選育”(15120204B)

郭 強(qiáng)(1983-)，男，助理研究員，博士，從事玉米遺傳育種研究。E-mail:guoqiang8081@163.com

1001-3601(2016)01-0002-0005-03

S513

A