玉米品種F2∶3群體主要農藝性狀的遺傳分析

師亞琴 徐淑兔 孟慶立 楊少偉 張宇文

摘 要：采用機收玉米品種陜單650的親本KA105和KB024組配衍生的236個F2：3群體作為性狀評價群體，分析了株高、穗位高、花期莖稈強度、成熟期莖稈強度、穗粗、行長、穗行數、行粒數等與產量和倒伏密切相關的8個性狀的變異及其相關性。結果表明：花期莖稈強度、株高和成熟期莖稈強度的變異最大;12對性狀的相關性達到極顯著水平，2對達到顯著水平。8個性狀的頻數分布均呈正態分布，表現為數量性狀遺傳特點，是一個較為理想的作圖群體。F2∶3群體可用于進一步QTL定位及相關基礎研究。

關鍵詞：玉米;F2∶3群體;主要性狀;遺傳分析

中圖分類號 S513文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）11-0026-04

玉米子粒機械收獲是轉變玉米生產方式，降低生產成本，提高生產效率的重要舉措。適宜機收的玉米品種應滿足早熟、籽粒脫水快、高產、耐密植、抗倒伏的要求。玉米穗粒重與穗部性狀存在相關性，明確玉米穗部性狀的遺傳規律，是實現高產目標的關鍵;此外，倒伏也是影響玉米產量的重要因素。對機收玉米品種，倒伏不僅影響產量，也對收獲過程造成一定的障礙，同時降低收獲質量。因此，對機收玉米品種進行抗倒伏相關性狀和穗部性狀的遺傳變異研究具有重要的意義。

本研究采用機收玉米品種陜單650的親本KA105和KB024組配衍生的236個F2∶3群體作為性狀評價群體，通過分析8個與產量和倒伏相關農藝性狀的表現及其分布特點，評價該群體的構建效果，以期為玉米群體后續研究、目標性狀的間接選擇、相關性狀的QTL定位和分子標記輔助育種提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 以機收玉米品種陜單650的親本KA105和KB024組配衍生的236個F2：3群體作為性狀評價群體。F2∶3群體材料由西北農科技大學農學院提供。

1.2 試驗設計 2019年4月，將F2：3群體種植于寶雞市農業科學研究院劉家塬試驗基地，單行隨機播種，行長3m，行距60cm，株距18.5cm，不設重復。群體內混合授粉，其他管理同常規大田。

1.3 測定項目與方法 在拔節期（7葉展）選擇生長一致的5株玉米植株掛牌標記葉齡和植株，按照生育進程進行調查。吐絲期和成熟期用植物莖稈強度測定儀（M391942）測定地上第3節節間中部莖稈穿刺強度（rind penetration strength，RPS），每份測定5株，取平均值。授粉結束后，測量株高和穗位高，調查單株綠葉數，每份調查5株，取平均值。收獲期收獲小區全部果穗，隨機選取5個果穗進行考種，測定穗粗、穗長，計數穗行數和行粒數。

1.4 數據處理 用Microsoft Excel 2007進行數據整理并對個性狀進行描述性統計，Spss 19.0繪制各性狀的次數分布圖，統計群體內性狀次數分布的偏度和峰度。

2 結果與分析

2.1 親本和F2：3群體株型性狀比較 從表1可以看出，自然條件下群體的2個親本KA105和KB024在株高、穗位高、花期和成熟期莖稈穿刺強度等4個株型性狀上表現出較大的差異，證明其遺傳背景存在較大差異。從F2∶3群體株型性狀來看，除花期莖稈穿刺強度外，其余3個株型性狀的平均值高于高值親本，說明這些性狀高值為顯性，低值為隱性，存在正向超親優勢，表現為雜種優勢;花期莖稈穿刺強度的平均值介于雙親之間，說明其表現為不完全顯性。F2∶3群體的5個株型性狀變異范圍均超過雙親值的范圍，變異系數范圍為5.13%～20.44%，其中成熟期莖稈穿刺強度的變異系數最大（CV=20.44%）;變異最小的性狀是株高（CV=9.23%），株高、穗位高和花期莖稈穿刺強度變異系數居中。變異系數大和居中的3個性狀分離范圍廣，變異類型多，進行選育新品種的潛力較大。

2.2 F2∶3群體株型性狀分布及其特點 就偏度而言，除株高（-0.053）個體分布向小于平均數的方向偏斜外，其余4個性狀個體分布都是向大于平均數的方向偏斜;5個株型性狀的峰度均小于3，表明它們的分布比較平緩，總體分布比較分散。表2和圖1表明，株高呈負偏態連續分布，穗位高、花期莖稈穿刺強度和成熟期莖稈穿刺強度均呈正偏態連續分布，4個株型性狀呈典型數量性狀特征，受微效多基因控制。

2.3 親本和F2：3群體穗部性狀比較 從親本主要穗部性狀來看（表3），KA105的穗粗和穗長大于KB024，而KB024的穗行數和行粒數具有優勢。F2：3群體主要穗部性狀的均值均高于高值親本，表明這些產量性狀均存在正向超親優勢。從變異系數看，變異最大的性狀是穗行數（CV=10.72%），變異范圍在12～21行;變異最小的性狀是穗粗（CV=6.51%），變異范圍在3.5～5.5cm。各性狀的變異大小依次為穗行數>行粒數>穗長>穗粗。

2.4 F2∶3群體穗部性狀分布及其特點 從表4和圖5可以看出，F2∶3群體的穗粗、穗長和穗行數3個產量性狀的偏度>0，峰度<3，說明其個體分布呈正偏態，且曲線比較平坦。性狀行粒數的偏度<0，峰度<3，表明其個體分布呈負偏態，且曲線比較平坦。由此可見，穗粗、穗長、穗行數和行粒數4個穗部性狀呈典型數量性狀特征，受多基因控制。

2.5 F2：3群體株型和產量性狀的相關分析 從表5可以看出，F2：3群體株型和穗部性狀間具有復雜的相關性。28對性狀中，有12對達到了極顯著水平，2對達到顯著水平。其中，相關性排名前4位的有：穗長與行粒數（0.730）>株高與穗位高（0.637）>穗粗與穗行數（0.546）>花期莖稈穿刺強度與成熟期莖稈穿刺強度（0.490）。株高與穗位高、花期莖稈穿刺強度、成熟期莖稈穿刺強度、穗粗、穗行數，穗位高與穗粗、穗行數，穗粗與穗長、穗行數、行粒數，穗長與行粒數之間呈極顯著正相關;穗位高與行粒數，成熟期莖稈穿刺強度與穗長呈顯著正相關。這表明合適的株高穗位比，較高的莖稈穿刺強度，可以有效降低玉米生育后期植株的倒伏率，進而保證灌漿的持續進行，這對于穩定玉米產量具有重要的意義。因此，選擇合適的株高穗位比，植株堅挺、抗倒伏，果穗較粗的植株，有利于提高產量。

3 結論

本試驗測定了236份F2∶3群體的株高、穗位高等8個主要農藝性狀，探討了其主要性狀變異分布和相關性。結果表明，成熟期莖稈強度、穗位高和花期莖稈強度的變異最大，說明在該群體中莖稈強度和穗位高這2個性狀的選擇空間最大。所有性狀的頻率分布均成正態分布，且分布較平緩，峰態不明顯，總體變數的分布比較分散。相關分析表明，穗長與行粒數（0.730）、株高與穗位高（0.637）、穗粗與穗行數（0.546）、花期莖稈穿刺強度與成熟期莖稈穿刺強度（0.490）之間的相關性最大，且相關性極顯著。這表明合適的株高穗位比，較高的莖稈穿刺強度，可以有效降低玉米生育后期植株的倒伏率，進而保證灌漿的持續進行，這對于穩定玉米產量具有重要的意義。因此，選擇合適的株高穗位比，植株堅挺、抗倒伏，果穗較粗的植株有利于總產量的提高。

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（責編：張宏民）

作者簡介：師亞琴（1991—），女，陜西渭南人，農藝師，從事玉米遺傳育種與栽培工作。? 收稿日期：2020-04-20