黔中山區(qū)5個糯玉米自交系主要農(nóng)藝性狀的配合力分析

趙艷花，唐 谷，任明剛，潘中濤，汪朝明

（安順市農(nóng)業(yè)科學院，貴州安順 561000）

糯玉米(Zea maysL.sinensisKulesh)是硬質玉米突變形成的一種特殊玉米類型，因具有較高的直鏈淀粉含量[1]，成為了蔬菜市場比較受青睞的優(yōu)質玉米品種。

自交系選育是糯玉米育種的基礎和難點，組配雜交組合是重點，配合力測定是自交系選育和雜交種組配的關鍵[2-3]。主要農(nóng)藝性狀配合力的強弱是判斷糯玉米自交系利用價值的主要評價指標，隨著各研究單位在特用玉米研究內容的不斷深入，對糯玉米自交系配合力的研究也逐步深入，并培育出一批新優(yōu)糯玉米品種[4-9]。近年來，貴州省大力發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)，作為特色蔬菜品種的鮮食糯玉米，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達到4.67 萬hm2[10]。貴州山區(qū)鮮食糯玉米產(chǎn)業(yè)迅猛的發(fā)展勢頭對新優(yōu)品種培育提出了更高要求，因而，加快選育和高效利用優(yōu)良糯玉米自交系具有十分重要的意義。安順市農(nóng)業(yè)科學院圍繞黔中山區(qū)大壩蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，大力開展糯玉米新品種培育，經(jīng)過多年選育，培育出了一批糯玉米自交系。為有效探索新育成糯玉米自交系在生產(chǎn)上的應用價值，本研究采用GriffingI完全雙列雜交法設計，對5 個新選育的糯玉米自交系的主要農(nóng)藝性狀及配合力進行比較分析，以期明確這些自交系配合力高低，找出遺傳差異，對其利用前景進行評價，為進一步合理利用種質資源，組配出優(yōu)良糯玉米雜交種提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2019 年，以AN-16（P1）、AN-61（P2）、AN-65（P3）、AN-2（P4）和AN-76（P5）等5個糯玉米自交系為材料（均為安順市農(nóng)業(yè)科學院新選育出的二環(huán)系），采用GriffingI完全雙列雜交法組配25 個雜交組合（含5個自交材料）。

1.2 試驗方法

2020 年，在安順市農(nóng)科院玉米試驗地實施田間測試。試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，3行區(qū)，行長3.5 m、行距0.8 m、株距0.26 m，密度為3 167株/667 m2。田間調查記載株高、穗位高、雄穗主軸長、雄穗一級分支數(shù)等4 個性狀，成熟后全部收獲計產(chǎn)，取樣室內風干后考察穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量等7 個性狀，并進行配合力分析。試驗數(shù)據(jù)利用EXCEL 2010 進行歸納整理，利用DPS 7.05軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同組合的11個農(nóng)藝性狀方差分析

根據(jù)單因素隨機區(qū)組設計方差分析方法，逐一對25個組合的11個農(nóng)藝性狀表現(xiàn)進行方差分析，結果見表1。結果顯示，25 個組合的11 個性狀在重復間差異不顯著，組合間差異達極顯著水平，由此說明，25個組合間遺傳差異真實存在，可以進一步分析一般配合力和特殊配合力，估計遺傳方差組成成分。

表1 不同糯玉米組合11個性狀方差分析表

2.2 不同組合的最主要農(nóng)藝性狀配合力方差分析

采用固定模型對11 個性狀的GCA 和SCA 進行方差分析，結果（見表2）顯示，11 個觀測性狀的GCA均達極顯著水平，說明親本的GCA 對F1株高、穗位高等11性狀的效應存在極顯著差異。正交SCA除禿尖長差異顯著外，其余10個性狀均達到極顯著水平，說明親本正交SCA對F1除禿尖長外的10性狀的效應存在極顯著差異，對F1禿尖長的效應存在顯著差異。穗行數(shù)、禿尖長反交效應差異不顯著，百粒重反交效應差異顯著，其余8個性狀反交效應差異極顯著。5個親本的11個性狀GCA、SCA 效應分析結果顯示，不同親本在不同性狀間的GCA、SCA效應各異。

表2 不同糯玉米組合11個性狀配合力方差分析表

2.3 一般配合力效應（GCA）分析

2.3.1 植株性狀

由表3 可知，5 個親本中，AN-61、AN-2、AN-76 具有增加株高的正效應，以AN-61 效應值最大；AN-65和AN-16具有降低株高的正效應，以AN-65的效應值最大。AN-61 和AN-2 具有增加穗位高的正效應，以AN-2 效應值最大；AN-76、AN-65 和AN-16具有降低穗位高的正效應，以AN-16 的效應值最大。除AN-61 的雄穗主軸長與分支數(shù)均為正效應外，其余4 個親本的雄穗主軸長與分支數(shù)都顯示為一正一負，其中，AN-76 和AN-65 的雄穗主軸長一般配合力效應值顯示為正效應，AN-16 和AN-2 的雄穗分支數(shù)一般配合力效應值顯示為正效應。

表3 糯玉米各自交系11個性狀一般配合力效應值

2.3.2 穗部性狀

從5 個穗部性狀的GCA 效應值表（見表3）可以看出，在5個自交系中，AN-61穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)的GCA 為正效應，對禿尖長減小的GCA 顯示正效應；AN-2 穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和減小禿尖長的GCA 為正效應，穗長的GCA 為負效應；AN-76 穗長、行粒數(shù)的GCA 為正效應，穗粗、穗行數(shù)和增加禿尖長的GCA 為負效應；AN-65 穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)的GCA 為負效應，對禿尖長增加的GCA 為正效應；AN-16穗粗、穗行數(shù)和禿尖長減小的GCA 為正效應，穗長、行粒數(shù)的GCA為負效應。

2.3.3 產(chǎn)量性狀

從表3 可以看出，5 個自交系中，除AN-16 的百粒重一般配合力為負效應外，其余4 個自交系百粒重的一般配合力均為正效應，以AN-61 的效應值最大；只有AN-61 和AN-2 的產(chǎn)量一般配合力為正效應，其余3個自交系產(chǎn)量一般配合力均為負效應。

2.4 特殊配合力（SCA）效應分析

2.4.1 正交組合特殊配合力效應分析

特殊配合力是指某些特定的組合在其雙親平均表現(xiàn)的基礎上與預期結果的偏差，是兩個親本通過互作而表現(xiàn)出的非加性效應，是不能遺傳的部分，受環(huán)境因素影響大。正交組合SCA 效應分析結果（見表4）顯示，同一測定性狀不同正交組合SCA 效應值存在不同差異。

表4 糯玉米正交組合特殊配合力效應分析

植株性狀：10 個正交組合株高SCA 效應值變幅為-5.46～21.31，正效應的組合9 個，效應值以AN-16×AN-2最大，AN-16×AN-61其次；AN-16×AN-65為負效應。穗位高SCA 效應值變幅為-5.00～15.77，6 個正效應組合，效應值以AN-16×AN-76 最高，AN-16×AN-61 其次；4 個負效應組合，負效應最大的組合是AN-2×AN-76。雄穗主軸長SCA 效應值變幅為-1.58～2.79，正效應值組合5 個，效應值以AN-61×AN-76 最大；負效應值組合5個，負效應最大的組合是AN-61×AN-2。雄穗分支數(shù)SCA效應值變幅為-0.73～1.95，正效應組合8 個，效應值最大的是AN-16×AN-76；負效應組合2個，負效應最大的是AN-61×AN-65。

穗部性狀：10 個正交組合穗長SCA 效應值變幅為-0.30～3.24，正效應組合8 個，以AN-65×AN-2 效應值最大；負效應組合2個，以AN-65×AN-76的負效應最大。穗粗SCA 效應值變幅為-0.14～0.45，正效應組合8個，以AN-61×AN-65效應值最大；負效應組合2個，以AN-16×AN-65的負效應最大。穗行數(shù)SCA 效應值變幅為-0.35～0.76，正效應組合7 個，效應值最大的是AN-61×AN-65；負效應組合3 個，以AN-61×AN-76效應值最大。行粒數(shù)SCA效應值變幅為-1.10～7.66，正效應組合9個，效應值最大的是AN-65×AN-2；負效應組合為AN-65×AN-76。禿尖長SCA 效應值變幅為-0.23～0.27，增加禿尖長的正效應組合4 個，效應值最大的是AN-61×AN-76；減小禿尖長的正效應組合6 個，效應值最大的是AN-61×AN-65。從5 個穗部性狀的SCA 效應來看，AN-16×AN-61、AN-61×AN-65、AN-65×AN-2、AN-2×AN-76 等5 個正交組合的5個穗部性狀效應均為促進增產(chǎn)的正效應。

產(chǎn)量性狀：10 個正交組合百粒重SCA 效應值變幅為-1.10～2.82，正效應組合9個，以AN-16×AN-61效應值最大，其次為AN-16×AN-76；AN-16×AN-65 的百粒重SCA為負效應。產(chǎn)量SCA效應值變幅為-0.49～1.39，正效應組合8 個，AN-65×AN-2 效應值最大，AN-16×AN-76 其次；負效應組合2 個，以AN-16×AN-65的負效應最大。

2.4.2 反交組合特殊配合力效應分析

反交組合SCA 效應結果（見表5）顯示，同一測定性狀不同正交組合特殊配合力效應值存在不同差異。

植株性狀：10 個反交組合株高SCA 效應值變幅為-16.00～23.67，正效應的組合4個，以AN-65×AN-61 最大；負效應的組合6 個，以AN-2×AN-65 的負效應最大。穗位高SCA 效應值變幅為-10.00～8.33，除AN-65×AN-61 為正效應外，其余均為負效應，以AN-2×AN-16 負效應最大。雄穗主軸長SCA 效應值變幅為-4.92～2.50，正效應值組合4 個，以AN-2×AN-65 最高；負效應值組合6 個，負效應最大的組合是AN-76×AN-2。雄穗分支數(shù)SCA 效應值變幅為-2.25～3.70，正效應組合3 個，效應值最大的是AN-65×AN-16；負效應組合7個，負效應最大的是AN-2×AN-65。

穗部性狀：10 個反交組合穗長SCA 效應值變幅為-1.61～1.60，正效應組合7個，以AN-76×AN-16效應值最大；負效應組合3 個，以AN-2×AN-16 的負效應最高。穗粗SCA 效應值變幅為-0.23～0.08，正效應組合4 個，以AN-2×AN-65 效應值最大；負效應組合6 個，以AN-76×AN-2 的負效應最大。穗行數(shù)SCA 效應值變幅為-1.13～0.97，正效應組合6 個，效應值最大的是AN-61×AN-16；負效應組合4 個，以AN-76×AN-2 效應值最大。行粒數(shù)SCA 效應值變幅為-3.60～0.91，正效應組合5 個，效應值最大的是AN-65×AN-16；負效應組合5 個，以AN-76×AN-65 的負效應最大。禿尖長SCA 效應值變幅為-0.15～0.20，增加禿尖長的正效應組合8個，效應值最大的是AN-2×AN-61；增加禿尖長的負效應組合2個，效應最大的是AN-76×AN-65。

產(chǎn)量性狀：10 個反交組合百粒重SCA 效應值變幅為-1.27～1.38，正效應組合3 個，以AN-2×AN-61 效應值最大；負效應組合7個，以AN-76×AN-65的負效應最大。產(chǎn)量SCA 效應值變幅為-1.21～-0.1，全部為負效應。

2.5 群體遺傳參數(shù)估計

一般配合力方差是遺傳方差中的加性變異，特殊配合力方差是遺傳方差中的非加性變異。遺傳力是指通過表型值預測育種值的可靠性大小的比值，即親代與子代相似程度的指標，反映親代變異傳遞到子代的能力。廣義遺傳率是指基因型方差占表現(xiàn)型方差的比率；狹義遺傳率是指加性遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比例。從表6 可以看出，11 個農(nóng)藝性狀一般配合力方差均小于特殊配合力方差，除雄穗分支數(shù)外，其余株高、穗位高、穗長、穗粗、禿尖、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量等10個性狀的顯性方差明顯大于加性方差。說明除了雄穗分支數(shù)外，其余10個性狀以顯性遺傳為主。從11 個性狀的遺傳率來看，除雄穗主軸長、雄穗分支數(shù)和禿尖長等3 個性狀的廣義遺傳率較低，受環(huán)境影響較大外，其余8個性狀廣義遺傳率均較高。狹義遺傳力值均較低，說明參試雜交組合的表現(xiàn)型對其所攜帶基因的平均效應總和依賴性不高。

表6 不同糯玉米性狀的方差估計與群體遺傳參數(shù)估計

3 結論與討論

配合力是評價糯玉米育種基礎材料利用價值的重要指標[11]。一般配合力表現(xiàn)的是基因的累加效應，是能夠穩(wěn)定遺傳的部分，一般配合力高的材料組配出現(xiàn)高產(chǎn)組合的概率較大[12]。因此，在玉米育種中，尤其是組配雜交組合之前，可以通過配合力評價來預測雜交后代的表現(xiàn)。特殊配合力表現(xiàn)的是基因的非加性效應，不能穩(wěn)定地遺傳給后代，但特殊配合力是針對某一對親本材料而言，它比一般配合力更接近于雜交組合本身的表現(xiàn)。王向東等認為，一個優(yōu)良的自交系應該具有較高的一般配合力，同時具有較大的特殊配合力理論方差[13]。

本研究測試的5 個自交系中，AN-61 和AN-2 產(chǎn)量及與產(chǎn)量相關的主要性狀的一般配合力最高，其正交組合的特殊配合力也相對較高。具體表現(xiàn)為果穗較粗、長，穗行數(shù)和行粒數(shù)較多，禿尖小，但是株高、穗位高一般配合力效應值偏高，其后代組合的抗逆性有待進一步鑒定。雖然AN-65、AN-16 產(chǎn)量及與產(chǎn)量相關的主要性狀的一般配合力較低，但是株高、穗位高一般配合力效應值也低，能有效降低雜交后代的株高、穗位高，有利于組配出植株低、穗位低的雜交組合。

隨著鮮食玉米市場的不斷壯大和發(fā)展，市民對鮮食糯玉米的消費傾向于果穗中等、禿尖少、穗粒稍大、糯性等口感好的商品鮮食糯玉米[14]。但是，農(nóng)民對品種的選擇在注重品質的同時，更注重產(chǎn)量，以追求經(jīng)濟效益最大化。結合市場鮮食糯玉米商品性要求和農(nóng)民種植偏好實際，在雜交組合組配過程中，應側重于選擇產(chǎn)量較高、果穗形狀好、口感佳的品種。在本研究5 個親本組配出的20 個正反交組合中，“AN-2×AN-61”“AN-65×AN-61”產(chǎn)量高，穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重表現(xiàn)較好，禿尖小，符合農(nóng)戶種植偏好和市場選擇喜好，但其鮮食口感和內在品質還有待進一步測定。