玉米新品種安玉308產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢分析

張盼 李永江 宋俊喬 董文恒 張瑩瑩 孫海潮 牛永鋒 張曉輝 盧道文

摘要?對玉米新品種安玉308產(chǎn)量性狀及其雜種優(yōu)勢進(jìn)行分析。結(jié)果表明，安玉308具有較高增產(chǎn)潛力，與對照鄭單958和先玉335相比分別增產(chǎn)7.85%和10.08%。雜種優(yōu)勢分析結(jié)果顯示，安玉308的多數(shù)產(chǎn)量性狀均具有較高雜種優(yōu)勢水平，其中相對雜種優(yōu)勢在-12.02%～68.12%，平均21.42%;中親優(yōu)勢在-0.73%～213.71%，平均52.49%;雜種優(yōu)勢指數(shù)在89.27%～313.71%。各性狀中產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢最高，收獲時含水量最低，其他性狀雜種優(yōu)勢由低到高依次為出籽率、百粒重、軸粗、穗粗、穗行數(shù)、穗長、行粒數(shù)、禿尖長。

關(guān)鍵詞?玉米;安玉308;產(chǎn)量;性狀;雜種優(yōu)勢

中圖分類號?S?513文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）23-0039-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.014

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Analysis on the Yield Traits and Heterosis of New Maize Variety Anyu 308

ZHANG Pan， LI Yong?jiang， SONG Jun?qiao et al

（Anyang Academy of Agricultural Sciences， Anyang，Henan 455000）

Abstract?The yield traits and heterosis of new maize variety Anyu 308 were analyzed. The results showed that Anyu 308 had high yield potential. Compared to Zhengdan 958 and Xianyu 335， the yield of Anyu 308 increased by 7.85% and 10.08%， respectively. Heterosis analysis showed that the most yield heterosis of Anyu 308 had high level. Relative heterosis ranged from -12.02% to 68.12%， with an average value of 21.42%. Mid?parent heterosis ranged from-0.73% to 213.71% with an average value of 52.49%. Heterosis index ranged from 89.27% to 313.71%. Among all traits， the yield traits had the highest heterosis and the water content was the lowest， the heterosis of other traits from low to high were in the order of seed yield， 100-kernel weight，cob diameter， ear diameter， ear row， ear length， kernel per row， and bald tip length.

Key words?Maize;Anyu 308;Yield;Traits;Heterosis

玉米是重要的糧食、飼料、纖維和燃料作物，對人類生活和生產(chǎn)至關(guān)重要。雜種優(yōu)勢是生物界的一種普遍現(xiàn)象，可以大幅增加作物產(chǎn)量、抗逆性等，玉米是利用雜種優(yōu)勢最早和最成功的作物之一，玉米雜交種的普及極大推動了世界糧食的生產(chǎn)和發(fā)展。1908年Shull和East研究了玉米自交導(dǎo)致衰退，雜交產(chǎn)生優(yōu)勢的遺傳現(xiàn)象后，揭示了雜種優(yōu)勢的奧秘，從而奠定了近代玉米雜交育種方法的基礎(chǔ)[1]。專家認(rèn)為近30年來美國玉米產(chǎn)量的提高，40%～50%應(yīng)歸因于雜交種的推廣應(yīng)用[2]，我國通常則以30%～40%作為諸種增產(chǎn)因素中雜交種的所占比重[3-4]。可見玉米雜交種的應(yīng)用在玉米生產(chǎn)的發(fā)展中起到了巨大作用。

安玉308由安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育，2017年通過河南省審定，并在河北、山東引種成功。該品種具有產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、淀粉含量高等特點，具有較高推廣價值。前人已經(jīng)在品種特性、栽培措施、種植密度等方面進(jìn)行了研究[4-5]，但尚未對其雜種優(yōu)勢進(jìn)行分析。鑒于此，筆者對安玉308的產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢進(jìn)行分析，以期揭示其高產(chǎn)機理。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

試驗材料為安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育品種安玉308及其親本自交系（A74C為母本，A1052為父本），對照品種為本地市場主推品種鄭單958和先玉335。

1.2?試驗方法

1.2.1?不同品種產(chǎn)量性狀比較試驗。

試驗于2018年在安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院永和試驗基地進(jìn)行。安玉308、鄭單958、先玉335采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，8行區(qū)，行長5 m，密度67 500株/hm2，田間管理同大田。成熟后，取小區(qū)中間4行全部收獲，將果穗脫粒，測定收獲時含水量并稱重，折算統(tǒng)一含水量（14%）和產(chǎn)量;其余4行果穗晾曬風(fēng)干后，選取代表性的10個果穗進(jìn)行產(chǎn)量性狀測定，包括穗長、穗粗、軸粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重。

1.2.2?安玉308產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢分析。

試驗材料為安玉308及其親本自交系，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，8行區(qū)，行長4 m，密度67 500株/hm2，田間管理同大田，測定性狀及方法同上。

1.3?數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel和DPS軟件進(jìn)行分析。雜種優(yōu)勢分析分別計算以下數(shù)值：絕對雜種優(yōu)勢、相對雜種優(yōu)勢、中親優(yōu)勢、超高親優(yōu)勢、超低親優(yōu)勢、雜種優(yōu)勢指數(shù)[7]，公式如下：

絕對雜種優(yōu)勢（kg/hm2）=F1-MP，MP=（P1+P2）/2

相對雜種優(yōu)勢=（F1-MP）/F1×100%

中親優(yōu)勢=（F1-MP）/MP×100%

超高親優(yōu)勢=（F1-HP）/HP×100%

超低親優(yōu)勢=（F1-LP）/LP×100%

雜種優(yōu)勢指數(shù)=F1/MP×100%

其中F1為雜交種，P1、P2為親本，MP為親本平均值，HP為高值親本、LP為低值親本。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同玉米品種產(chǎn)量性狀的比較

對安玉308、鄭單958和先玉335這的相關(guān)產(chǎn)量性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明多數(shù)產(chǎn)量相關(guān)性狀在3個品種間存在顯著或極顯著差異。其中，安玉308的產(chǎn)量最高，比鄭單958和先玉335分別增產(chǎn)7.85%和10.08%。其他性狀方面，與鄭單958相比，安玉308的穗長、行粒數(shù)、出籽率、百粒重均有明顯增長，分別高出6.18%、4.88%、1.50%、1.68%，收獲時安玉308含水量比鄭單958下降5.32%。與先玉335相比，安玉308在穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、和出籽率上有明顯優(yōu)勢，分別高出1919%、2.10%、8.43%、3.04%和2.00，禿尖長下降1026%。

2.2?安玉308產(chǎn)量相關(guān)性狀雜種優(yōu)勢分析

2.2.1?產(chǎn)量性狀分析。

相關(guān)產(chǎn)量性狀方差分析表明，除百粒重和收獲時含水量外，安玉308與其2個親本自交系間其他性狀均達(dá)顯著差異水平（表2）。除百粒重低于1個親本A74C、禿尖長高于2個親本外，其他性狀均優(yōu)于2個親本自交系。

2個親本自交系中，A74C白軸，籽粒半馬齒型，高抗穗腐病。A1052紅軸，籽粒硬粒型，抗穗腐病，品質(zhì)優(yōu)良。二者的穗粗、穗行數(shù)、軸粗、禿尖長、出籽率、百粒重存在顯著差異，在產(chǎn)量、穗長、行粒數(shù)、收貨時含水量方面差異不大。

2.2.2?產(chǎn)量相關(guān)性狀雜種優(yōu)勢分析。

對安玉308的各相關(guān)性狀的雜種優(yōu)勢進(jìn)行分析表明，除禿尖長外，其余各性狀均具有明顯雜種優(yōu)勢。其中絕對雜種優(yōu)勢在-3.75～7 826.66，平均786.26;相對雜種優(yōu)勢在-12.02%～68.12%，平均21.42%;中親優(yōu)勢值在-0.73%～213.71%，平均52.49%;雜種優(yōu)勢指數(shù)在89.27%～313.71%，平均151.50%（表3）。所有性狀中，產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢最高，收獲時含水量最低。其他性狀由高到低排序分別為禿尖長、行粒數(shù)、穗長、穗行數(shù)、穗粗、軸粗、出籽率、百粒重。

安玉308也具有明顯的超親優(yōu)勢。其中超高親優(yōu)勢在-9.07%～195.78%，平均39.02%。產(chǎn)量的超高親優(yōu)勢最高，收獲時含水量、百粒重?zé)o超高親優(yōu)勢，其他性狀由高到低分別為行粒數(shù)、穗長、禿尖長、穗粗、穗行數(shù)、軸粗、出籽率。超低親優(yōu)勢在-12.34%～233.95%，平均90.79%，性狀由高到低排序為禿尖長、產(chǎn)量、行粒數(shù)、穗長穗行數(shù)、穗粗、百粒重、軸粗、出籽率、收獲時含水量。

3?結(jié)論與討論

該研究證實，安玉308在產(chǎn)量相關(guān)性狀上優(yōu)于當(dāng)前市場主推品種鄭單958和先玉335，具有高產(chǎn)潛力，適宜在安陽地區(qū)生產(chǎn)和推廣。雜種優(yōu)勢分析證實，安玉308在產(chǎn)量等性狀上具有較高雜種優(yōu)勢水平，其中產(chǎn)量的雜種優(yōu)勢最大，在所有雜種優(yōu)勢數(shù)值分析中，只有禿尖長和百粒重這2個性狀無超高親優(yōu)勢。因此，安玉308在產(chǎn)量等性狀明顯優(yōu)于其雙親，表明其親本自交系具有較高配合力，可能適宜于與不同自交系組配優(yōu)質(zhì)雜交種。

玉米是利用雜種優(yōu)勢最成功的的作物之一，盲目組配雜交組合，通過鑒定雜交組合的表現(xiàn)來獲得高產(chǎn)雜交種需要時間較長，結(jié)果也不盡如人意[8-9]。因此，評價不同類群的多樣性自交系之間的雜交組合的表現(xiàn)對發(fā)掘潛在雜種優(yōu)勢模式非常重要[10]。

前人研究證實，玉米籽粒產(chǎn)量雜種優(yōu)勢可能是顯性基因作用的結(jié)果，雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)強度通常取決于2個親本品種間的遺傳差異[11]。安玉308在產(chǎn)量上具有較高雜種優(yōu)勢，這可能是因為雙親自交系基因組遺傳距離較遠(yuǎn)，多數(shù)功能基因存在較大的遺傳差異，來自一個親本的顯性基因可以遮蓋另一個親本的隱性基因，導(dǎo)致F1中對生長有利的顯性基因產(chǎn)生互補作用，從而增加F1代雜合子的生長勢，最終導(dǎo)致產(chǎn)量的增加[12-13]。

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