九個玉米自交系株型性狀的配合力分析

摘 要：9個玉米自交系按不完全雙列雜交配成20個組合，對其主要株型性狀的一般配合力和特殊配合力和遺傳參數進行估算和分析。結果表明：330、515、Px、Mo17和獨紫是綜合性狀較優的自交系，330×Px、330×獨紫、Mo17×貞367、Mo17×大黃132、330×大黃132、515×貞367是綜合性狀較優的雜交組合。株高受加性基因控制和非加性基因控制的作用相當；莖粗、雄穗分枝數、葉面積、穗位高4個性狀主要受加性基因控制。雄穗分枝數宜在早代選擇，莖粗、葉面積、穗位高、株高等宜在晚代選擇。

關鍵詞：玉米；株型性狀；配合力；遺傳參數

1研究背景

配合力是作物的主要遺傳特性，是確定玉米自交系優劣的主要依據。因此對自交系配合力的研究和篩選，對促進玉米育種進程將會起到十分積極的作用。自交系是玉米雜種優勢利用的遺傳基礎，而玉米株型育種是近幾年來國內外育種家研究的重點。近代株型育種強調雜交優勢、形態、生理生態幾方面的協調作用，緩解減低群體間競爭矛盾，盡力使群體協調效應達到最大。

在生物技術和遺傳工程迅速發展的今天，玉米育種的許多理論和方法均得到了完善和更新，但雜交育種和雜交優勢利用很長時間內依然是最基礎和最常用的手段。在選育自交系時，原始單株配合力要高，在組配雜交種時親本自交系配合力要高，這樣才能選育出高配合力的自交系和強優勢的雜交種，自交系配合力的高低決定雜交育種的工作效率，因此系統的配合力測定、分析是育種工作中必不可少的一個環節。配合力的分析方法有很多種，如頂交法、測交法、天然授粉群體后代的測驗、雙列雜交法等。目前配合力分析的常用方法是雙列雜交法，優點在于能運用一種適宜的統計模型估算一般配合力和特殊配合力，而且能在一定假設下將一些有關配合力的參數轉化為遺傳參數，對群體的遺傳特性有一個大致的了解。

配合力分析在我國玉米育種中被廣泛應用，為選育優良自交系和雜交種提供有力的理論依據和具體的操作方法，豐富和完善了現有的理論和方法。今后，根據配合力和各地土壤、氣候條件，如何提高選育優良雜交種的準確率，如何與現代生物技術相結合擴大配合力分析的使用范圍是該領域發展的方向。

2研究目的

親本配合力是決定雜種優勢的主要因素，是選配親本的重要依據。在玉米育種中，只有選育出配合力高的自交系，才有可能組配出強優勢雜交種。隨著育種水平的不斷提高，測定玉米自交系的配合力越來越重要。本研究旨在探索9個西南地區常用玉米自交系的主要株型性狀的配合力，為選擇優良親本及組配強優勢雜交組合提供依據。

3材料與方法

供試材料P1（母本）330、黃早四、515、Mo17；P2（父本）Px、獨紫、大黃132、貞367、7922。試驗采用完全隨機區組設計，單行區3次重復，行距1.0米，窩距0.4米，每穴雙株定苗。灌漿期后，每區隨機選取10株測量株高、穗位高、莖粗、穗三葉平均葉面積（以下簡稱為葉面積）和雄穗分枝數。按劉來福介紹的方法進行配合力分析和遺傳參數的估算。

4結果分析

4.1 所測性狀配合力方差分析

對所測各性狀的配合力方差分析結果表明（表1）從表中可以看出各組合所測性狀F值除了莖粗外均達到顯著水平，表明這些性狀在F1間存在極顯著差異。將F1雜種方差分解成P1組和P2組親本的GCA方差及P1×P2的SCA方差進行F測驗后發現：P1組親本的F測驗值雄穗分枝數達到了極顯著水平，穗位高、株高、葉面積均達到了顯著水平；P2組親本雄穗分枝數達到了極顯著水平。SCA方差分析中穗位高、雄穗分枝數和葉面積的F測驗值均達到顯著水平，表明SCA在這幾個性狀的組合間存在極顯著差異。

4.2親本的一般配合力效應分析

一般配合力是指一個純育親本在一系列雜交組合中的平均產量或其他性狀表現，他主要決定于基因的加性效應，是可以遺傳的部分，其值的大小和方向表示各個性狀加性基因遺傳作用的大小和方向。

由表2可知穗位高一般配合力表現為負效應值的有330、大黃132、貞367和7922，它們有降低F1代雜交種穗位高的作用；穗位高中表現為正效應值的依次為Px、Mo17、獨紫和515，它們有增大F1代雜交種穗位高的作用；黃早四對穗位高的影響較小。株高的一般配合力表現為負效應值的有330、黃早四、Px、大黃132、貞367，它們能降低F1代雜交種的株高，其中黃早四的一般配合力的負效應值絕對值最大，其次為貞367；表現為正向效應值的有Mo17、獨紫和7922，它們能增加F1代的株高，其中效應值最大的是Mo17；515對F1代株高影響較小。莖粗一般配合力表現為正效應值的有330、515、Px、獨紫、貞367，其中330的效應值最大，515次之，它們對F1代莖粗有增效作用；為負效應值的依次為黃早四、7922、515和大黃132，它們對F1代莖粗有減效作用，有些親本對莖粗的增減作用不是很明顯，例如大黃132和貞367。雄穗分枝數的一般配合力表現為正效應值的有黃早四、Px，它們的效應值很突出，能夠增加F1代雜交種的雄穗分枝數，其他親本均表現為負效應值。葉面積一般配合力表現為正效應值的有330、Px和7922，其中值最大的為330，其次為Px和7922，表明它們對F1代葉面積有增效作用，其中7922的作用不明顯；其余各親本均表現為負效應值。綜上所述：330的莖粗和葉面積的一般配合力最高；515莖粗的正向值最高，穗位高、株高的正向值較高；Mo17的穗位高、株高的正向值較高；Px的雄穗分枝數的正向值最高，葉面積的正向值最高；獨紫的莖粗、穗位高、株高具有較高正向值。

4.3組合的特殊配合力效應

特殊配合力指的是某一組合F1的實測值與其由雙親一般配合力的預測值之差，是指兩親本所組配的雜交種的水平是由基因的非加性效應決定的，是不能遺傳的部分，受外界環境條件影響較大，它可以指導雜種優勢的利用和雜交種選育。5個性狀的特殊配合力的相對效應值由表3可知：株高的SCA相對效應值最大的是Mo17×貞367、其次為330×Px、330×獨紫、最低的是330×貞367。穗位高的SCA相對效應值最大的是330×Px、其次為515×貞367、Mo17×7922，最低的是Mo17×Px。莖粗的效應值中正值最大的為黃早四×貞367，其次為330×獨紫、515×7922，最小的為330×貞367.雄穗分枝數的效應值中正值最大的為330×獨紫，其次515×7922和黃早四×貞367，最小的為330×貞367，。葉面積的效應值中正值最大的為Mo17×貞367，其次為330×大黃132，最小的為330×貞367。

4.4遺傳力的估算

分析玉米主要株型性狀的遺傳參數，對玉米自交系選擇和雜交組合選育具有重要指導意義，遺傳參數估算結果表明（表4）：株高的一般配合力基因型方差與特殊配合力基因型方差相近，說明該性狀受加性基因控制和非加性基因控制的作用相當；莖粗、雄穗分枝數、葉面積、穗位高4個性狀的一般配合力的基因型方差均大于特殊配合力基因型方差，說明這幾個性狀主要受加性基因控制，而受非加性基因的作用較小。因此在組合選配上應該注意選擇雙親均表現優良的親本，這樣才能發揮基因的加性效應，即說明一般配合力對莖粗、雄穗分枝數、葉面積、穗位高4個性狀的影響更為重要。廣義遺傳力=遺傳方差/表型方差×100%，而表型方差=遺傳方差+環境方差，遺傳方差又分為加性方差和非加性方差。加性方差是可以固定的遺傳變異量，它可以在上下代間傳遞，而非加性方差是不固定的遺傳變異量。所以加性方差占表型方差的比值稱為狹義遺傳力，即狹義遺傳力=加性方差/表型方差×100%。

廣義遺傳力中：穗位高>株高>雄穗分枝數>葉面積>莖粗。雄穗分枝數的狹義遺傳力大于50%，說明其受環境影響較小，其變異由遺傳引起的比重較大，易在早期選擇。莖粗、葉面積、穗位高、株高的狹義遺傳力都低于50%，說明它們受環境影響較大，不易在早代選擇。可見，不同性狀遺傳力大小差異明顯，在組配雜交種親本選配時，要充分考慮各性狀的遺傳力，以期達到育種目標。

5結果討論

①配合力方差估算表明：株高受加性基因控制和非加性基因控制的作用相當；莖粗、雄穗分枝數、葉面積、穗位高4個性狀主要受加性基因控制。遺傳力估算表明：雄穗分枝數的狹義遺傳力大于50%，易在早期選擇。莖粗、葉面積、穗位高、株高的狹義遺傳力都低于50%，說明它們受環境影響較大，易在晚代選擇。

②同一性狀不同自交系間一般配合力有很大差異，通過對9個自交系的GCA分析，初步獲得綜合性狀優良的自交系分布是330、515、Px、Mo17和獨紫。通過SCA分析，選出綜合性狀較優的組合分別是515×貞367、330×Px、330×獨紫、330×大黃132、Mo17×貞367、Mo17×大黃132等。從這些組合看出，綜合性狀優良的組合其親本的一般配合力一定較高，但特殊配合力最高的組合在產量綜合性狀上未必是最好的。

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作者簡介：

王晉雄（1982—），男，漢族，助理研究員。主要從事油菜育種栽培研究工作。

（作者單位：西藏自治區農業研究所）