美國玉米種質X64 選系穗部性狀及產量配合力評價分析

李方明 謝文錦 楊海龍 付 俊 張中偉 高旭東

（丹東農業科學院 遼寧鳳城 118109）

玉米種質資源是玉米生產和新品種選育的遺傳物質基礎[1]，加強研究玉米種質資源對其育種生產具有極其重要的意義[2]。 引進與應用外來種質是改良現有地方玉米種質、 拓寬玉米種質遺傳基礎及創造高雜種優勢后代的常用方法。

選育高配合力的優良自交系是充分利用玉米雜種優勢的基礎工作， 也是玉米育種工作環節中的關鍵和重點。 在玉米育種過程中，將隸屬不同雜種優勢類群自交系組配形成具備高雜種優勢模式能夠快速有效地選育優質品種， 而這要求雜種優勢群間必須具有高的配合力。 由此可知，自交系各性狀的配合力是雜交種選育過程中親本選擇的重要依據。 因此做好玉米自交系各性狀鑒定和配合力分析， 對提高玉米育種效率和育種水平具有重要意義[3]。

本試驗以美國玉米種質X64 與丹東農業科學院的5 個不同類群自交系配制雜交組合。 旨在分析和研究新選自交系穗部性狀和產量的配合力， 為育種工作者選育優良自交系、 組配雜交種提供一定的參考和理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以5 個X64 選系X6411、X6421、X6431、X6441、X6451 為母本，選取PH6WC、9352 、DH34 、丹599 和昌7-2 作為父本，采取不完全雙列雜交（5×5）配成25 個雜交組合（表1）。

表1 親本自交系的名稱及來源

1.2 試驗方法

試驗于2020 年5 月4 日在鳳城市玉米試驗地播種25 個雜交組合，采用隨機區組設計， 3 次重復，種植密度為4 000 株/畝，5 行區， 行長4 m、 行距0.6 m、株距0.25 m。在玉米收獲期測量果穗長、穗粗、行粒數、穗行數、百粒重、粒長、軸粗、禿尖長、出籽率及單株產量、小區產量。

1.3 統計方法

利用Excel 2010 對試驗數據進行初步處理后，再利用DPS 7.5 按照莫惠棟等方法進行試驗數據的方差分析、配合力的計算。

2 結果與分析

2.1 穗部性狀及單株產量配合力方差分析

對雜交組合不同穗部性狀和單株產量進行配合力方差分析。 結果表明（表2），除軸粗的P1 組GCA外，其余各性狀組合間及其GCA 和SCA 差異均達到顯著或極顯著水平。 表明各穗部性狀在各基因型間存在真實的遺傳差異，其差異是由遺傳因素引起的，是可遺傳的變異，因而可作進一步分析。

表2 穗部性狀及小區產量配合力方差分析

2.2 穗部性狀配合力分析

2.2.1 穗部性狀一般配合力分析 利用DPS 7.5 對親本不同穗部性狀的GCA 相對效應值進行估算，估算結果列于表3。 從表3 可以看出，同一自交系不同性狀間的GCA 效應值差異很大；同一性狀不同自交系間的效應值也有很大差異。

表3 親本農藝性狀一般配合力效應值

通過穗部性狀配合力分析篩選出3 個優良新選系。 X6411：穗長、行粒數、百粒重、出籽率、穗粗和粒長GCA 效應值正向較高，穗行數GCA 為負值，且禿尖長和軸粗的GCA 負向較小，用其組配有望獲得長穗、短禿尖、長粒形、多行粒、百粒重高、出籽率高的高產組合。 X6421：穗行數GCA 正向值最大，穗長、穗粗、粒長和出籽率GCA 正向值較大或居中，且禿尖長負向效應值較大，在組配組合時對增加穗行數、減小禿尖有較大作用，對提高穗長、穗粗方面有一定作用。 X6431：穗長、穗行數、穗粗、粒長、百粒重GCA 正向值較大，軸粗負向效應值最大，用于組配組合時有望獲得果穗粗、粒長、籽粒大的組合。 X6431 是以穗粗、軸細、粒長為突出優勢的優良自交系。

2.2.2 穗部性狀特殊配合力分析 特殊配合力(SCA)高低取決于親本自交系基因型的非加性效應， 其受環境條件影響較大，不能夠穩定遺傳，但可以用來指導雜種優勢的利用， 為雜交組合的選配提供理論依據[2]。25 個雜交組合不同穗部性狀的特殊配合力效應值見表4。 穗長最大效應值為X6431×PH6WC，穗粗SCA 正向值最大的組合為X6421×9352，軸粗SCA 負向值最大的組合為X6431×丹599，禿尖長SCA 負向值最大的組合為X6451×DH34。 粒長SCA 最大的組合是X6451×昌7-2， 行粒數SCA 最大的組合是X6411×昌7-2， 穗行數SCA 最大的組合是X6431×PH6WC，百粒重SCA 最大的組合是X6421×PH6WC，出籽率SCA 最大的組合是X6411×昌7-2。

表4 穗部性狀特殊配合力效應值

2.3 小區產量配合力效應分析

小區產量的配合力效應值見表5。不同自交系的產量一般配合力相對效應值有很大的差異。 P1 組親本的一般配合力，9352 的GCA 最高， 昌7-2 的GCA最低。 在P2 組親本的一般配合力相對效應值中，X6411 的GCA 最高，GCA 最小的是X6451。 X6431、X6421、X6441 的GCA 效應值依次居中。25 個組合的特殊配合力變動幅度較大，其變動范圍在-5.19～8.45之間， 其中，11 個組合的SCA 為正值，14 個組合的SCA 為負值，XY6482×DH34 的SCA 值最大，XY6485×9352 的SCA 值最小。 產量的TCA 變動幅度較大，范圍為-18.97~21.78，XY6481×丹599、XY6481×9352、XY6483×9352 為排名前三的組合。 分析TCA 的3 個組成部分，TCA 較高的組合， 大致可分為4 種類型：第一類是雙親GCA 和組合SCA 均高， 如組合XY6481×9352、XY6483×9352； 第二類是一個親本的GCA 高，一個親本的GCA 低，組合SCA 中等，如組合XY6481×PH6CW； 第三類是一個親本的GCA 高，一個親本的GCA 中等，組合的SCA 中等或較高，如組合6481×DH34 和XY6483×9352；第四類是雙親GCA效應值中等，SCA 效應值高，如組合6482×DH34。 而TCA 低的組合其母本GCA、父本GCA、組合SCA 往往均較低。

表5 小區產量一般配合力、特殊配合力和相對效應值

3 討論與結論

根據穗部性狀一般配合力結果篩選出X6411、X6421 和X6431 3 個 優 良 選 系，X6411 多 數 性 狀GCA 為正向效應值， 用X6411 作母本， 在組配長穗型、禿尖較短、多行粒、百粒重高、出籽率高的高產組合有較大潛力。 X6421 穗行數、穗粗、粒長GCA 效應值正向較大， 且禿尖長負向效應值較大， 用于組配可增加穗行數、 減小禿尖， 在提高穗粗、 粒長方面有一定作用。 X6431 是以穗粗、 軸細、 粒長為突出優勢的自交系， 但X6431 的禿尖較為明顯， 應選擇在減少禿尖上有高配合力的親本組配， 有望獲得果穗粗長、 籽粒長的組合。 根據產量配合力分析結果可知， X6411 和X6431 具有較高的一般配合力， 用其組配易獲得高產組合。 產量的特殊配合力相對效應值的變動范圍在-5.19～8.45 之間， 其中， 11 個組合的SCA 為正值， 14 個組合的SCA 為負值。 SCA相對效應值居前5 位的是XY6482×DH34、XY6483×9352、XY6485×PH6CW、XY6484×丹599 和XY6485×昌7-2。TCA 綜合了雙親GCA 和組合SCA，可以較全面地反映組合的表現， 是玉米雜交種選育中的一個重要遺傳參數。 TCA 值變幅在-18.97～21.78 之間，排名 前 三 的 是XY6481× 丹599、XY6481×9352 和XY6483×9352， 綜合考慮穗部性狀和小區產量配合力，在供試的5 個新選系中，X6411 和X6431 是表現比較理想的自交系， 從其組合中篩選到高產組合的可能性大，應充分利用。 其余各自選系各有其優良的特性，可根據育種目標適當加以利用。 X6411×9352、X6431×9352 和X6411×丹599 是產量較高、農藝性狀比較理想的組合。