玉米自交系宜機收的農藝性狀配合力分析

賈恩吉，張東升，李雨澤，2，高華洋，韓智慧

(1.吉林農業大學農學院，吉林長春 130118；2.吉林省參茸辦公室，吉林長春 130062；3.吉林省農安縣伏龍泉鎮綜合服務中心，吉林農安 130213)

玉米作為我國糧食增產的主力軍，種植面積已超過3 333萬hm2，成為種植面積最大、總產最多的作物[1]。玉米作為糧食作物、飼料作物、工業原料具有不可替代的作用[2-3]。隨著農村“空心化”、城鎮化發展，農村勞動力短缺，玉米種植產業化、規模化勢在必行。目前，玉米育種目標不僅要保證玉米雜交種的高產優質、耐密抗病，還要考慮是否適宜機械化粒收[4-5]，而且，為適應我國人口老齡化的國情，機械化也是現代農業發展的必經之路[6]。

近年來，吉林農業大學玉米遺傳育種團隊對玉米育種目標進行了重大調整，重點選育耐密植、抗性好、宜機收的優良玉米自交系和雜交種，并育成了以吉農大607等為代表的一批宜機收的優良玉米新品種。這些新育成的品種和親本自交系將在生產中逐漸發揮較大作用。本研究通過對宜機收性狀的篩選和鑒定后，選取其中的10份玉米自交系作母本(B群)，3份自交系作父本(A群)，按NCII設計，組配成30個組合，并對其進行機收性狀分析，期望對機收玉米品種的選育提供借鑒和思考[7]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料及編號見表1。

1.2 試驗方法

2021年5月，在吉林農業大學教學科研基地種植，采用隨機區組設計，重復3次，4行區，行長4 m，行距0.65 m。授粉45 d后測量株高、穗位高和雄穗分枝數，秋季收獲后立即測定籽粒含水量，晾曬風干后選取5個有代表性的果穗進行考種，記錄穗粒質量、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒質量等數據并對宜機收性狀的一般配合力、特殊配合力及遺傳參數進行分析[8]。

表1 13個自交系編號及類群

1.3 數據分析

以各性狀考種數據為基礎，先用Microsoft Excel 2013軟件進行數據的初步處理，而后采用DPS 7.1軟件進行數據處理和分析[9]。

2 結果與分析

2.1 宜機收性狀方差分析

由表2可知，除測驗種(父本，A群)的穗粗和穗行數F值未達顯著水平外，其他組合均達到顯著或極顯著水平，說明這10個性狀在親本和組合間存在真實性的差異，需繼續對其配合力進行分析。

表2 10個機收性狀的方差分析結果

2.2 宜機收性狀一般配合力分析

由表3可知，自交系JS116、JS128、JS131、JS135和JN88的株高與穗位高GCA相對效應值均為負值，利用其可降低雜交后代的株高與穗位高，增強F1代的抗倒伏能力。

自交系JS111、JS113、JS120、JS124、JS135、JS139、JS145、JN44和JN55的穗粒質量GCA相對效應值均為正值，JS111的GCA相對效應值最高，為5.61。利用其組配的雜交組合能提高雜交種產量。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS124、JS135、JS139、JS145、JN44、JN55和JN88的穗長GCA相對效應值均為正值，利用其組配的雜交組合能增加雜交后代的穗長，其中JS124尤為明顯。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS128、JS139、JS145、JN44、JN55和JN88的穗粗GCA相對效應值均為正值，利用其組配的雜交組合能增加雜交種的穗粗。

自交系JS111、JS113、JS116、JS124、JS135、JS139、JS145、JN55和JN88的穗行數GCA相對效應值均為正值，利用其組配的雜交組合能增加雜交后代的穗行數。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS124、JS128、JS139、JN44、JN55和JN88的行粒數GCA相對效應值均為正值，利用其組配的組合能增加雜交后代的行粒數，其中JS124最為明顯。

自交系JS111、JS113、JS116、JS120、JS124、JS131、JS139、JN44、JN55和JN88的百粒質量GCA相對效應值均為正值，利用其組配的組合能增加雜交后代的百粒質量，其中JS124的GCA相對效應值最高。

自交系JS113和JS135的雄穗分枝數GCA相對效應值最低，雄穗分枝數最少，利用其組配的組合能減少雜交后代的雄穗分枝數。

自交系JS124收獲時含水量的GCA相對效應值最大，利用其組配的組合能增加雜交后代收獲時的含水量，不利于玉米機械粒收。需要利用籽粒脫水快的優良玉米自交系對其改良后加以利用。

表3 玉米自交系10個機收性狀的GCA相對效應值

綜合來看，JS124在穗長、行粒數、百粒質量等方面表現最好，但其籽粒脫水較慢，經改良后作為親本具有較好的應用前景。

2.3 宜機收性狀特殊配合力分析

由表4可知，各性狀的不同組合間SCA效應值變幅較大，組合JS131×JN88株高的負向效應值最大，組合JS128×JN88穗位高的負向效應值最大，株高、穗位高的負向效應值越大越利于抗倒。組合JS111×JN44穗粒質量的正向效應值最大，組合JS120×JN55穗長的正向效應值最大，組合JS120×JN88的穗粗正向效應值最大，組合JS124×JN88的穗行數和收獲時含水量正向效應值最大，組合JS124×JN55行粒數、百粒質量和雄穗分枝數正向效應值最大。

JS131×JN88、JS128×JN88、JS111×JN44、JS120×JN55、JS120×JN88、JS124×JN88、JS124×JN55組合相對具有較高的正向或負向效應，應繼續進行脫水速率等相關性狀研究，育成適合機收的新品種。

表4 10個機收性狀SCA效應分析結果

2.4 遺傳參數分析

由表5可知，株高、雄穗分枝數、收獲時含水量、穗行數、行粒數和百粒質量的一般配合力方差大于特殊配合力方差，且差距明顯，這6個性狀主要受加性基因調控；穗位高的一般配合力方差小于特殊配合力方差，且差距明顯，主要受非加性基因影響；穗粒質量、穗長和穗粗的一般配合力方差大于特殊配合力方差，差距較小，該性狀受加性與非加性基因共同作用，其中加性基因影響稍大[11-12]。

株高、穗行數、收獲時含水量和百粒質量的廣義遺傳力數值較高，其最主要受加性基因影響，適宜在自交系選育后期進行篩選；穗位高、穗粗、雄穗分枝數、行粒數的廣義遺傳力較低，適宜在自交系選育前期進行篩選。

表5 10個機收性狀遺傳參數估值

3 結論與討論

我國是農業大國，玉米作為我國第一大糧食作物，在保障國家糧食安全方面具有重要作用[13]。目前宜機收品種的篩選指標研究還處于不斷發展的階段，明確宜機收指標，不斷改進玉米品種試驗技術，選育高產、早熟、抗逆、抗倒、適宜機收的玉米新品種，有助于實現玉米生產全程機械化的戰略[14-18]。

本研究通過對吉林農業大學近年來新育成的10個母本自交系和3個測驗自交系的配合力進行分析發現，玉米自交系JS131的株高和穗位高的GCA效應值最低，可以用來降低后代的株高與穗位高；JS120穗粒質量、穗長和百粒質量等性狀的GCA效應值均較高，且能組配出多組優良組合，是具有較高育種價值的自交系。

JS111在穗粒質量上的一般配合力最高，可用來增加雜交后代的穗粒質量，但其行粒數與百粒質量一般配合力較低，可改良后進行雜交選育優良新品種；JS113在穗長和穗行數上一般配合力較高，但在其他方面表現一般，通過改良后可增加雜交后代的產量。

JS124在穗長、行粒數、百粒質量、雄穗分枝數等方面表現較好，但在株高、穗位高、穗粒質量、穗粗等方面表現一般。幾個突出的優良性狀組合也與該自交系有關，表明該親本自交系的一般配合力以及特殊配合力均較強，是具育種價值的親本自交系，下一步可以以此自交系為親本增加雜交后代的穗長、行粒數與百粒質量，減少其收獲時的含水量，以便有針對性地進行選擇育種目標，育成適宜機械收獲的玉米新品種。