18個玉米自交系配合力及雜種優勢群分析

秦家友　嚴康　劉霞

摘要[目的]研究玉米自交系及其組合性狀的配合力，確定其應用和改良方向。[方法]采用NCⅡ設計，以3個強優勢組合的親本自交系為測驗種，與12個新選系配制72個雜交組合，分析18個玉米自交系的配合力和雜種優勢群。[結果]N045、N1150、內自268和N303的單株產量一般配合力較高，易配制出高產組合；N98、779-1、N1150、Z544、內自N36、內自268和濟533在降低株高和穗位高方面應用潛力較大；N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可歸為內自N36、4011和F15所在的A群，N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可歸為內自268、濟533和F06所在的B群。[結論]該研究可為自交系的改良與應用提供參考。

關鍵詞玉米；自交系；配合力；雜種優勢群

中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）20-0034-03

Abstract[Objective] Combining ability of maize inbred lines and their combinations were studied to determine the application and improvement direction .[Method]Combining ability and heterotic groups of 18 maize inbred lines were analyzed based on the data of NCⅡdesign，in which 12 new lines were crossed with parental inbred lines of 3 high heterosis combinations，72 hybridized combinations were established. [Result] Inbred lines N045， N1150， Neizi 268 and N303 had higher GCA for yield per plant， they were more likely to produce high yield combinations.Inbred lines N98， 779-1， N1150， Z544， Neizi N36， Neizi 268 and Ji 533 had great potential for decreasing plant and ear height. Inbred lines N303， 1F1-1， 779-1， 779-3 and N33 were classified into the heterotic group A as Neizi N36， 4011 and F15， while N98， C38012， G-3， N1150， N045， SU17 and Z544 were clustered into the heterotic group B with Neizi 268， Ji 533 and F06.[Conclusion]The research could give reference for improvement and application of inbred line.

Key wordsMaize；Inbred lines；Combining ability；Heterotic group

玉米育種中配合力高低是自交系篩選和親本選配的重要依據，對自交系及其組合各性狀進行配合力測定，可了解其利用潛力，進而明確其應用和改良方向。雜種優勢的利用是玉米高產的主要技術手段，將遺傳多樣的種質資源劃分為不同的雜種優勢群，形成自己的雜種優勢模式，并結合配合力表現對種質進行有目的地改良和創新，易于選育出優良的自交系和配制出強優勢組合，提高育種效率。該研究以組合雜種優勢較強的3對親本自交系為測驗種，分析18個自交系各性狀的配合力表現，并劃分雜種優勢群，為自交系的進一步改良和應用提供參考。

1材料與方法

1.1材料

以近年育成的12個自交系N98、N303、1F1-1、779-1、779-3、C38012、G-3、N1150、N045、N33、SU17、Z544為被測系，3對自交系內自N36和內自268、濟533和4011、F06和F15為測驗種。3對測驗種代表了不同的雜種優勢模式，組合內自N36×內自268在四川平壩丘陵地區綜合性狀優良，產量表現突出，推廣利用價值高；濟533×4011在四川省有較大面積的推廣；F06×F15即正大615在云南推廣面積較大。

1.2試驗設計

2015年冬在海南樂東縣九所鎮按NCⅡ設計，以被測系為母本，測驗種為父本，組配72個組合。2016年春季在四川內江種植雜交組合，采用隨機區組設計，3次重復，單行區，行長3.7 m，行距0.9 m，每行種8窩16株，種植密度4.8萬株/hm2，每行選取中間10株測定株高、穗位高，室內考種穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重和單株產量。

1.3數據統計方法

按NCⅡ設計的原理和方法，利用DPS 7.05進行數據處理和分析，估算一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）相對效應值。根據單株產量SCA相對效應值劃分雜種優勢群，在測驗種固定的情況下，SCA較低的劃入同一雜種優勢群。

2結果與分析

2.1配合力方差分析

各性狀方差分析表明（表1），所測8個性狀組合間方差均極顯著，說明不同組合間各性狀存在極顯著差異。進一步進行配合力方差分析，結果表明，被測系的行粒數和單株產量一般配合力（GCA）方差達顯著水平，其余性狀達極顯著水平；測驗種的穗長、行粒數和單株產量一般配合力（GCA）方差顯著，其余性狀極顯著；各性狀的特殊配合力（SCA）方差均達極顯著水平。

2.2一般配合力相對效應分析

各性狀GCA相對效應分析表明（表2），N98、779-1、N1150、Z544、內自N36、內自268和濟533株高和穗位高GCA相對效應值均為負，用它們配制的組合可有效降低株高和穗位高；779-3、C38012、G-3、N045、SU17、4011、F06和F15株高和穗位高GCA相對效應值均為正，配制的組合株高和穗位較高的幾率大；N303和1F1-1株高GCA相對效應值為負、穗位高為正；N33株高GCA相對效應值為正、穗位高為負，所配組合抗倒性可能較差。

單株產量GCA方面，N045、N1150、內自268和N303相對效應值較高，依次為17.14、16.04、15.01和12.97，其配制的組合增產的可能性大；779-1的相對效應值最低為-20.57。穗部其他性狀，G-3穗長、N544穗粗、N1150行粒數、內自268的穗行數和百粒重GCA相對效應值最大，分別為9.53、9.74、11.23、13.64和8.67；Z544穗長、F06穗粗、C38012穗行數、779-1行粒數、F15百粒重GCA相對效應值最小，分別是-6.63、-7.99、-10.14、-10.59、-8.32。N303、N1150、N045和4011穗部性狀GCA相對效應值均為正，內自268除穗長GCA相對效應值為負外，其余穗部性狀為正向較大值，用這5個自交系配制的組合穗部綜合性狀較優概率大，有利于增加產量；1F1-1、779-1和779-3穗部性狀GCA相對效應值均為負。

2.3單株產量特殊配合力相對效應分析

組合單株產量SCA相對效應分析表明（表3），72個組合中有39個組合SCA相對效應值為正，33個組合為負，其中，N33×內自268、779-1×F06、Z544×4011、G-3×內自N36、779-3×內自268、G-3×濟533、SU17×內自N36、N33×F06和N98×F06表現較好，單株產量SCA相對效應值依次為30.61、29.72、25.55、24.69、24.17、23.99、21.79、21.61和20.81；G-3×內自268、N045×F06、N33×濟533、Z544×濟533、779-1×內自N36、G-3×F06和779-1×4011表現較差，單株產量SCA相對效應值分別為-39.54、-33.70、-30.39、-28.30、-24.69、-21.08和-20.33。

2.4雜種優勢群分析

以3對測驗種為參照分析雜種優勢群，在測驗種固定的情況下，分別估算被測系與每對測驗種之間的單株產量SCA相對效應值，SCA較低的劃入同一雜種優勢群。結果表明（表4），以內自N36和內自268為參照，N303、1F1-1、779-1、779-3、N1150、N33和Z544可劃入內自N36一群；N98、C38012、G-3、N045和SU17可劃入內自268一群。以濟533和4011為參照，N98、C38012、N1150、N33和Z544可歸為濟533一群；N303、1F1-1、779-1、779-3、G-3、N045和SU17可歸為4011一群。以F06和F15為參照，N303、C38012、G-3、N1150、N045和Z544可與F06劃為一群；N98、1F1-1、779-1、779-3 、N33和SU17可與F15劃為一群。

以上分析表明，1F1-1、779-1和779-3無論以哪一對被測系為參照均可劃入同一雜種優勢群，為減少雜種優勢群，提高育種效率，將與1F1-1、779-1和779-3同群的內自N36、4011和F15歸為A群，內自268、濟533和F06歸為對應群B群。利用被測系與A群和B群各測驗種的測交組合單株產量平均值估算SCA相對效應值，并根據SCA劃分雜種優勢群，結果表明，N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可歸為A群，N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可歸為B群。系譜分析表明，內自N36與N33、779-1與779-3為姊妹系，且所含Reid血緣比重較大，血緣關系近；F06、G-3、N045和Z544含熱帶血緣比重較大；這些自交系都劃入對應的雜種優勢群中，說明該劃群方法有較大的合理性。

3結論與討論

配合力高低是評價育種材料應用潛力的重要指標，玉米自交系配合力的測定常利用代表幾大雜種優勢群的標準測驗種進行[1-6]。該研究以強優勢組合的3對親本自交系為測驗種，分析了12份新選自交系與其配合力的表現，結果顯示，N045、N1150、內自268和N303單株產量GCA相對效應值較高，用其配制的組合增產的可能性大；N303、N1150、N045、4011和內自268穗部性狀GCA表現較好，用這5個自交系配制的組合穗部綜合性狀較優的概率大；N98、779-1、N1150、Z544、內自N36、內自268和濟533株高和穗位高GCA相對效應值均為負，用它們配制的組合可有效地降低株高和穗位高。

通過合理劃分雜種優勢群和建立雜種優勢模式，使自交系的組配方向更加明確，可避免選配的盲目性，增加篩選出強優勢組合的幾率。目前，我國玉米種質主要分為Reid、四平頭、旅大紅骨、Lancaster、P群和熱帶種質群等[7-12]，形成了多個雜種優勢模式。過多的雜種優勢群和雜種優勢模式，在育種基礎材料的創建和雜交組合的組配過程中會帶來困惑，盡量簡化雜種優勢群和模式，才能高效利用雜種優勢，提高玉米育種效率。王建軍等[13]根據組合的產量SCA和中親優勢將12個外來群體劃分為A、B和D群，建議在改良外來群體適應性的基礎上，可以我國A、B、D類群種質為核心，利用群體內種質構建復合種質并進行改良，逐步拓寬我國玉米種質。李明順等[14]根據系譜和產量SCA分析，對22個來自CIMMYT的亞熱帶QPM自交系進行雜種優勢群劃分，認為來源于群Poo132、UWO417、WOMTA、CYO、Poo133的自交系可劃為QA群；來源于群體Poo134和UYO的自交系可劃為QB群；Pob67和Pob68遺傳基礎比較豐富，尚不能確定屬于哪一類群。

該研究先以3對測驗種為參照，在測驗種固定的情況下，利用單株產量SCA相對效應值劃分雜種優勢群，結果發現，1F1-1、779-1和779-3無論以哪一對被測系為參照均可劃入同一雜種優勢群；后將與1F1-1、779-1和779-3同群的內自N36、4011和F15歸為A群，內自268、濟533和F06歸為對應群B群，利用被測系與A群和B群各測驗種的測交組合單株產量平均值估算SCA相對效應值，最終根據SCA將18個自交系劃分為A、B 2個雜種優勢群，并結合系譜分析驗證了該方法劃分雜種優勢群具有一定的可靠性。

參考文獻

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