玉米抗粗縮病材料產量性狀的配合力分析

衛曉軼 魏鋒 丁微 魏芳 王向陽 張學舜

摘要：采用NCII遺傳交配設計方法，以鄭58、昌7-2、PH6WC、PH4CV為測驗種，通過田間試驗，分析了7份新引抗粗縮病材料的穗部性狀和產量配合力。結果顯示，由7份新引材料穗部性狀和產量一般配合力（GCA）綜合分析來看，Y7和Y4易組配出高產組合，Y6易組配出穩產組合；從產量特殊配合力（SCA）分析得知，產量SCA效應值較大的組合有Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58，其產量分別為11.3、11.4、11.2、11.1 t/hm2，均極顯著地高于對照鄭單958和先玉335。綜合來看，Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58等組合表現較好。

關鍵詞：玉米；產量；一般配合力；特殊配合力

中圖分類號：S513.034文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）10-0020-04

玉米是我國種植面積最大的糧食作物，玉米的產量直接關系著國家的糧食安全[1]。然而，現在我國存在著玉米種質資源缺乏和遺傳基礎狹窄問題，這已成為玉米生產可持續發展的首要限制因素[2-4]。引進外來種質可以豐富現有種質的遺傳多樣性，可以拓寬玉米雜交種的遺傳模式[5-7]。在作物雜交育種中，配合力是至關重要的[8-10]。配合力的高低是衡量一個玉米自交系優劣的重要條件之一[11-13]。雜交種選育的主要步驟，其一是自交系的選育，其二是選擇適合的自交系親本來組配優良的雜交種[14]。因此，在雜交種的選育過程中，選擇高配合力的自交系作為親本至關重要。

玉米粗縮病是由灰飛虱傳播粗縮病毒（MRDV）引起的病毒病。近年來，該病在我國東北、華北、西北、華中及長江以南部分地區蔓延流行，并有逐年加重的趨勢，是一種嚴重的玉米病害，給玉米生產帶來了巨大的損失[15-17]。由于目前大面積種植的玉米品種多數表現感或高感玉米粗縮病，缺乏抗病品種，生產上主要采用化學農藥來防治此病，不僅成本高、污染重，而且防治效果較差[18]。因此，在拓寬玉米種質基礎的前提下，充分挖掘抗病基因，培育高抗粗縮病的玉米新品種是減輕產量損失最經濟有效的措施[19]。

為了分析新引抗粗縮病材料與我國生產中主要應用種質之間的雜種優勢潛力及遺傳關系，本研究利用NCII遺傳交配設計方法，以國內目前大面積推廣的雜交種鄭單958和先玉335雙親本（鄭58、昌7-2、PH6WC、PH4CV）為測驗種，對7份新引抗粗縮病材料進行配合力鑒定，以明確其產量性狀的一般配合力效應（GCA）和特殊配合力效應（SCA），旨在從供試材料中篩選強優勢組合和一般配合力較高的自交系，并對新引材料進行遺傳分析、評價，以了解新引材料的性狀表現及產量潛力。

1材料與方法

1.1試驗材料

以7份新引自交系材料Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7為被測系，以國內骨干自交系鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV為測驗種組配出28個組合。以鄭單958和先玉335作對照種。

1.2試驗設計

試驗于2015年在新鄉市農業科學院試驗基地（輝縣）進行。6月14日播種，10月11日收獲。采用隨機區組試驗設計，鄭單958（CK1）和先玉335（CK2）作對照。每個組合2行區，行長5 m，行距0.6 m，株距0.25 m，種植密度為6.75萬株/hm2。重復3次。按常規大田措施進行田間管理。

1.3調查項目

于每個小區內選擇有代表性的10個果穗進行考種，測量穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重，同時測定籽粒含水量。收獲小區鮮穗，計算折合14%水分后的產量[20]。

配合力分析采用Griffing IV分析方法計算[21]，方法如下：

一般配合力效應值：GCAgi=（nTi-2T）/n（n-2）；

特殊配合力效應值：SCAsij=Yij -（Ti+Tj）/（n-2）+2T/（n-1）（n-2）。

式中，n為待測群體數，Ti、Tj分別為第i、j個群體的所有組合的總和，T為所有參試雙列雜交組合之總和，Yij為第i和第j群體的組合值。

2結果與分析

2.1一般配合力效應分析

對7份新引材料一般配合力進行分析，結果見表1。從中可以看出，Y7產量的一般配合力效應值最高（0.931），Y4次之（0.816），Y5最低（0.574）。

穗長的一般配合力效應：Y5、Y1的GCA較高，分別為1.395和1.372；Y3最低（1.241）。

穗粗的一般配合力效應：Y7的GCA最高（0.408）；Y3、Y4次之，分別為0.385和0.380；Y5最低（0.345）。

穗行數的一般配合力效應：Y7的GCA最高（1.222），Y6次之（1.211），Y5最低（1.084）。

行粒數的一般配合力效應：Y5的GCA最高（2.641），Y1、Y3、Y4的GCA較低。

百粒重的一般配合力效應：Y7的GCA最高（2.899），Y4次之（2.603），Y5最低（2.337）。

2.2產量特殊配合力效應分析

對28個組合產量特殊配合力效應結果（表2）進行分析可知，7份新引材料之間相比，Y7的特殊配合力最高，Y4次之，Y5最低。其中，Y7與鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV四個測驗種組配組合的產量SCA效應值分別為7.623、7.831、6.996、7.046。Y4與鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV四個測驗種組配組合的產量SCA效應值分別為6.438、7.146、5.512、7.862。Y5與鄭58、PH6WC、昌7-2、PH4CV四個測驗種組配組合的產量SCA效應值分別為5.881、6.088、5.854、3.804。

對28個組合的產量性狀進行方差分析，結果見圖1。其中，PH6WC×Y7的產量為11.4 t/hm2，比對照鄭單958產量高33.5%，比先玉335產量高33.8%，且差異均達極顯著水平。PH4CV×Y4的產量為11.3 t/hm2，比鄭單958產量高32.8%，比先玉335產量高33.1%，且差異均達極顯著水平。PH4CV×Y5的產量為7.0 t/hm2，比對照鄭單958產量低17.6%，比先玉335產量低17.3%，且差異均達極顯著水平。

3討論與結論

配合力主要分為一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）。其中，一般配合力是由加性效應引起的，特殊配合力是由非加性效應引起的[22-24]。一個自交系的GCA是根據該自交系作為親本所組配的所有雜交種的平均表現來衡量的。一個組合的SCA是在已知雙親的GCA的基礎上根據雜交種的表現差異來衡量的[25]。

對穗部性狀和產量來說，它們的GCA 相對效應值越大越好，有利于改善雜交組合的穗部性狀和產量，比較容易組配出高產雜交組合[26]。對7份新引抗粗縮病材料的穗部性狀和產量一般配合力綜合分析可以看出，由Y7配出的組合穗粗，穗行數多，百粒重高，小區產量高，易組配出高產組合。由Y4配出的組合穗較粗，百粒重高，小區產量高，也易組配出高產組合。由Y6配出的組合穗較長而粗，穗行數、行粒數較多，百粒重和小區產量較高，易組配出穩產組合。

特殊配合力是指兩親本所組配組合的水平，它的高低決定于親本基因型的非加性基因效應，是雜交組合與其雙親平均表現基礎上的預期結果的偏差，受外界環境條件的影響較大，不能在上下代間穩定遺傳，但它可以指導雜種優勢的利用和雜交種的選育[26]。本研究中，在組配的28個雜交組合中，產量SCA效應值變化范圍是3.804～7.862。其中，效應值較大的組合有Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58，其效應值分別為7.862、7.831、7.781、7.623。同時，Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58的產量分別為11.3、11.4、11.2、11.1 t/hm2，均極顯著地高于對照鄭單958和先玉335。

雜交組合的優劣，不僅取決于親本自交系的GCA相對效應值的大小，還取決于其組配的雜交組合的SCA相對效應值的大小，GCA和SCA的綜合表現是玉米雜交種選育中的一個重要參數。在組配的組合中，至少要有一個親本的一般配合力相對效應值高，而且特殊配合力相對效應值也比較高，才能組配出強優勢的組合。本試驗結果顯示28個雜交組合中，從GCA和SCA效應值來看，Y4×PH4CV、Y7×PH6WC、Y6×PH4CV、Y7×鄭58等組合表現較好。

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