王晶，王霞，高樹仁，王婧澤（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶163319）

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外引美國玉米自交系產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的配合力分析

王晶，王霞，高樹仁，王婧澤
（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶163319）

摘要：試驗(yàn)采用NCⅡ設(shè)計(jì)，以11份外引美國玉米自交系為被測系，5個(gè)常用骨干系為測驗(yàn)系，組配55個(gè)雜交組合，對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的配合力分析。結(jié)果表明自交系BL42、BL45和BL47的一般配合力效應(yīng)較高，分別為12.741 8、2.793 1、4.832 6，利用潛力較大。55份雜交組合中，單株產(chǎn)量SCA效應(yīng)較高的組合有BL42×B73、BL40×丹340、BL55×鄭58、BL48× Mo17Ht和BL7×黃早四，分別為19.070 7、29.691 6、16.257 9、15.857 5和17.312 5，增產(chǎn)潛力較大。根據(jù)雜交組合單株產(chǎn)量的配合力總效應(yīng)值分析，BL55、BL40與B73親緣關(guān)系較近，BL35與丹340親緣關(guān)系較近，BL48與鄭58親緣關(guān)系較近，BL7與Mo17Ht親緣關(guān)系較近。

關(guān)鍵詞：美國玉米；產(chǎn)量性狀；配合力；親緣關(guān)系

隨著玉米雜交種在我國的大面積推廣，農(nóng)家品種、地方品種的不斷被取代，許多優(yōu)良的玉米種質(zhì)資源逐漸流失，造成了我國玉米種質(zhì)的遺傳基礎(chǔ)愈加狹窄[1]，限制了我國玉米育種的發(fā)展。為豐富我國玉米種質(zhì)資源，玉米遺傳育種工作者開展了引進(jìn)和利用外來優(yōu)良種質(zhì)的研究，通過對(duì)外引種質(zhì)的馴化改良，選育優(yōu)良自交系，同時(shí)組配了一些雜交種。玉米育種的核心是自交系的選育，配合力的測定是組配雜交種必要環(huán)節(jié)[2-4]。通過配合力對(duì)親本進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而選擇應(yīng)用潛力較大的自交系。隨著雜種優(yōu)勢模式的概念被我國育種者逐漸接受，并逐漸加強(qiáng)了對(duì)雜種優(yōu)勢和雜種優(yōu)勢模式的研究[5-7]，為我國玉米種質(zhì)擴(kuò)增、改良和創(chuàng)新研究奠定了初步基礎(chǔ)。外引種質(zhì)利用前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行充分的了解，掌握其抗病性、配合力及其與本地種質(zhì)的雜種優(yōu)勢關(guān)系，合理利用其優(yōu)勢性狀，有效地選配雜交組合，避免盲目選用。近年來我國玉米遺傳育種工作者研究表明，通過雜種優(yōu)勢、農(nóng)藝性狀、蛋白質(zhì)、同工酶、SSR、AFLP、RFLP、RAPDE等均能劃分雜種優(yōu)勢群，并且劃分出六大雜種優(yōu)勢群，即為改良Ried群、Lancaster群、唐四平頭群、旅大紅骨群、熱帶種質(zhì)改良系及其他雜種優(yōu)勢群[8-10]。明確外引自交系與本地自交系雜種優(yōu)勢關(guān)系，能夠有效地提高育種效率。

為此試驗(yàn)以11份外引美國玉米自交系為被測系，5個(gè)骨干自交系為測驗(yàn)種，用NCⅡ遺傳交配設(shè)計(jì)，對(duì)外引美國玉米自交系的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀進(jìn)行配合力分析，明確其遺傳規(guī)律，及其與骨干自交系的雜種優(yōu)勢關(guān)系，為其有效利用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2013年自56份外引美國玉米自交系中選出表現(xiàn)型較好的11份（BL7、BL35、BL52、BL55、BL58、BL40、BL42、BL43、BL45、BL47、BL48），以其為母本，5份國內(nèi)玉米自交系（B73、丹340、鄭58、Mo17Ht、黃早四）為父本，按照NCⅡ設(shè)計(jì)組配55份雜交組合，獲取雜種一代。

表1　測驗(yàn)系名稱及來源Table 1Name and source of inbred lines

表2　各性狀配合力方差分析（F值）Table 2ANOVE of combining ability for all characters（F value）

1.2試驗(yàn)方法及調(diào)查項(xiàng)目

2014年春，將2013年獲得的雜種一代按照隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，雙行區(qū)，3次重復(fù)，行長5 m，行距0.65 m，株距0.25 m，每行21穴，每穴播種2粒，待出苗后每穴保留一株。田間管理同普通生產(chǎn)田。

在玉米成熟期調(diào)查小區(qū)的株高、穗位高，玉米收獲期以實(shí)收風(fēng)干產(chǎn)量測產(chǎn)，并折合成含水14%的單株產(chǎn)量。隨機(jī)選取10穗調(diào)查穗部性狀。調(diào)查項(xiàng)目包括：穗長、禿尖長、穗粗、軸粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重及果穗干重。

1.3數(shù)據(jù)處理

用Excel2007和DPS7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，用NCⅡ遺傳設(shè)計(jì)分析方法作配合力方差分析、一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）效應(yīng)估算。計(jì)算原理及方法采用高之仁[11]著的數(shù)量遺傳學(xué)。

2　結(jié)果分析

2.1雜交組合主要性狀的配合力分析

對(duì)55個(gè)雜交組合各性狀進(jìn)行配合力方差分析見表2。由表可知，各性狀組合間差異均達(dá)到極顯著水平，說明各性狀間存在真實(shí)差異，各性狀區(qū)組間單株產(chǎn)量、穗位高和穗長差異達(dá)到極顯著水平，行粒數(shù)、百粒重和禿尖長均達(dá)到顯著水平，說明部分性狀受到一定的環(huán)境影響。不同雜交組合間除軸粗的特殊配合力達(dá)到顯著水平外，其他各性狀間特殊配合力差異均達(dá)到極顯著水平，這說明不同組合間遺傳差異真實(shí)存在。測驗(yàn)系除穗長和百粒重的一般配合力差異不顯著，其他各性狀的一般配合力差異均達(dá)到極顯著水平；被測系除百粒重和禿尖長的一般配合力差異顯著外，其他各性狀的一般配合力差異均達(dá)到極顯著水平，表明各參試自交系的一般配合力及其父本與母本自交系的特殊配合力存在真實(shí)差異，可以對(duì)親本進(jìn)行一般配合力和特殊配合力的效應(yīng)值分析。

續(xù)表2　各性狀配合力方差分析（F值）Continued table 2ANOVE of combining ability for all characters（F value）

2.2被測系一般配合力效應(yīng)分析

從表3可以看出，11個(gè)被測系單株產(chǎn)量的一般配合力（GCA）效應(yīng)值變化范圍是-7.313 6～12.741 8。一般配合力表現(xiàn)為正效應(yīng)的有BL52、BL58、BL42、 BL45、BL47和BL48，單株產(chǎn)量的一般配合力（GCA）效應(yīng)值分別為0.735、0.339 7、12.741 8、2.741 8、4.832 6 和0.135 1，說明這些自交系做增產(chǎn)效應(yīng)較大，具有較高的利用潛力。

表3　被測系一般配合力（GCA）相對(duì)效應(yīng)值Table 3　Relative valve of GCA for tested lines trails

續(xù)表3　被測系一般配合力（GCA）相對(duì)效應(yīng)值Continued table 3Relative valve of GCA for tested lines trails

11個(gè)被測系的主要農(nóng)藝性狀的一般配合力分析發(fā)現(xiàn)，穗長的GCA為正值的自交系有BL52、BL40、BL42和BL45，用它們做親本易于得到果穗較長的雜交組合。穗粗GCA為正值的自交系有BL35、BL52、BL58、BL40、BL42、BL45和BL47，用它們做親本易于得到果穗較大的后代。BL35、BL58、BL42、BL45、BL47 和BL48軸粗的GCA為正值，用它們做親本所組配的后代軸莖比較粗，可能使其有增加行粒數(shù)的效應(yīng)。自交系BL7、BL55、BL58、BL43和BL48禿尖長的GCA為負(fù)值，用它們做親本得到的后代禿尖比較短，相對(duì)產(chǎn)量比較高。穗行數(shù)GCA為正值的自交系有BL42、BL43、BL45和BL47，有利于組配出穗行數(shù)較多的雜交組合。自交系BL52、BL42、BL43、BL45和BL48行粒數(shù)GCA為正值，用它們做親本易得到行粒數(shù)多的組合。株高GCA為負(fù)值的自交系有BL35、BL52、BL58、BL40、BL42和BL48，用它們做親本有利于獲得矮稈、抗倒伏的雜交種。BL7、BL35、BL52、BL45和BL48的穗位高GCA為負(fù)值，有利于獲得穗位較低的雜交種。BL35、BL52、BL58、BL40、BL42和BL47的百粒重GCA為正值，有利于獲得百粒重較高的雜交品種。

表4　被測系和測驗(yàn)系雜交組合單株產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)值Table 4Relative valve of SCA yield per plant for tested and testing lines crosses

2.3雜交組合單株產(chǎn)量特殊配合力分析

如表4可見，被測系和測驗(yàn)系不同雜交組合單株產(chǎn)量的特殊配合力（SCA）的差別較大。55個(gè)雜交組合單株產(chǎn)量的特殊配合力效應(yīng)值變化范圍為-21.185 4～29.691 6。其中SCA效應(yīng)值為正值的組合有27個(gè)，說明這些組合超過親本平均預(yù)期，其余28個(gè)組合的SCA效應(yīng)值為負(fù)值，說明這些組合低于親本平均預(yù)期。

單株產(chǎn)量SCA效應(yīng)值較低的組合有BL40×B73、BL35×丹340、BL42×鄭58和BL7×Mo17Ht，其SCA效應(yīng)值分別為-21.185 4、-20.128 1、-18.116 6和-16.223 3，表明這幾個(gè)組合的遺傳關(guān)系較近。單株產(chǎn)量SCA效應(yīng)值較高的組合有BL42×B73、BL40×丹340、BL55×鄭58、BL48×Mo17Ht和BL7×黃早四，其SCA效應(yīng)值分別為19.070 7、29.691 6、16.257 9、15.857 5和17.312 5，表明這幾個(gè)組合間遺傳關(guān)系較遠(yuǎn)，它們之間組配出高產(chǎn)組合的幾率較大。

2.4被測系雜種優(yōu)勢關(guān)系的分析

根據(jù)單株產(chǎn)量配合力總效應(yīng)值如表5，對(duì)11個(gè)美國玉米自交系與5個(gè)測驗(yàn)種的遺傳關(guān)系進(jìn)行分析，單株產(chǎn)量TCA為正值的雜交組合為24個(gè)，單株產(chǎn)量TCA為負(fù)值的雜交組合為31個(gè)。結(jié)果表明，測驗(yàn)種BL55、BL40、BL43與B73親緣關(guān)系較近，TCA效應(yīng)值為-14.640 6、-25.693 7、-13.331 1；BL35、 BL52與丹340親緣關(guān)系較近，其TCA效應(yīng)值分別為-22.841 4、-7.390 3；BL58、BL42、BL45、BL48與鄭58親緣關(guān)系較近，TCA效應(yīng)值分別為-10.814 5、-9.635 6、-1.456 1、-16.179 5；BL7、BL47與Mo17Ht親緣關(guān)系較近，效應(yīng)值分別為-26.380 4、-4.348 9，這些親緣關(guān)系較近的自交系在組配時(shí)不易組配出高產(chǎn)的雜交種。

表5　單株產(chǎn)量配合力總效應(yīng)值（TCA）Table 5Effects of TCA for individual production

3　結(jié)論與討論

在玉米育種工作中，要培育出高產(chǎn)的雜交種，需要選用產(chǎn)量構(gòu)成性狀配合力較高的自交系做親本，有針對(duì)性的利用這些特點(diǎn)，改良或直接組配[12-13]，選用一般配合力和特殊配合力均較高的自交系進(jìn)行組配，能獲得更好的效果[14]。明確外引自交系與本地自交系的親緣關(guān)系，并合理利用其配合力，可以大大的減少育種工作量，提高育種效率。試驗(yàn)通過單株產(chǎn)量配合力總效應(yīng)值對(duì)被測系雜種優(yōu)勢關(guān)系進(jìn)行分析，如為了明確自交系雜種優(yōu)勢群，可以選用適合的標(biāo)準(zhǔn)測驗(yàn)種利用SSR分子標(biāo)記有效地劃分被測系所屬種質(zhì)類群[15-16]，為日后的育種工作提供依據(jù)。

研究結(jié)果表明，美國玉米自交系BL42、BL45和BL47的單株產(chǎn)量GCA效應(yīng)值較高，改良和利用這些自交系對(duì)于改良及擴(kuò)增我國玉米自交系種質(zhì)資源具有良好的作用。BL7除禿尖長、穗位高GCA效應(yīng)值為負(fù)值，其他GCA效應(yīng)值都不理想，在利用該自交系是要慎重選擇。用BL35做親本可能培育出矮稈、穗位低抗倒伏的品種，其產(chǎn)量可能不高。自交系BL52、BL58、BL42和BL45的單株產(chǎn)量、百粒重GCA效應(yīng)值均較大，株高GCA效應(yīng)值為理想，其他農(nóng)藝性狀GCA效應(yīng)值較好，用它們做親本可能組配出矮稈抗倒伏，產(chǎn)量較高的品種。自交系BL43、BL48等的GCA效應(yīng)值較低，說明這些自交系的育種利用潛力受到很大限制，需要對(duì)其進(jìn)行改良后再加以利用。BL45的穗長、穗粗、軸粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、株高和單株產(chǎn)量GCA效應(yīng)值為正值用它做親本增產(chǎn)潛力教大，但是其后代的株高會(huì)相對(duì)較高，抗倒伏能力可能不強(qiáng)。BL47穗粗、軸粗、穗行數(shù)和單株產(chǎn)量GCA效應(yīng)值較好，用它做親本有一定的增產(chǎn)潛力，但抗倒伏能力可能不強(qiáng)。

單株產(chǎn)量SCA效應(yīng)值較高的組合有BL42×B73、BL40×丹340、BL55×鄭58、BL48×Mo17Ht和BL7×黃早四，表明這些組合單株產(chǎn)量大于親本預(yù)期值，單株產(chǎn)量較高。組合BL40×B73、BL35×丹340、BL42×鄭58和BL7×Mo17Ht，的組配單株產(chǎn)量配合力總效應(yīng)值較低，兩親本間的血緣關(guān)系較近，產(chǎn)量SCA效應(yīng)值也較低，在育種工作中要慎重選用此種組配方式。

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Analysis of Combining Ability of Yield and Yield Trails on America Maize Lines

Wang Jing，Wang Xia，Gao Shuren，Wang Jingze （College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

Abstract:The yield of maize inbred lines and combining ability of yield characters were studied by using 55 combinations with NC II genetic design.11 external amarican maize inbred lines were as tested lines and 5 elite inbred lines were as testing ones in the examination.The results showed that the inbred line BL42，BL45 and BL47 possessed high general combining ability and great utilization potential，their GCA values were 12.741 8，2.793 1 and 4.832 6，respectively.In 55 kinds of cross combinations，the cross combination BL42×B73，BL40×Dan 340，BL55×Zheng 58，BL48×Mo17Ht and BL7×Huangzaosi had a higher specific effect value of combining ability and great yield potential than the others，their GCA values were 19.070 7，29.691 6，16.257 9，15.857 5 and 17.312 5，respectively.By the single plant yield’s total efficiency values of combining ability，combinations BL55 and BL40 showed closer genetic relationship with B73，while BL35 and Dan 340，BL48 and Zheng 58，BL7and Mo17Ht had a minor genetic distance.

Key words：america maize；yield characters；combining ability；genetic relationship

中圖分類號(hào)：S513.01

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-2090（2016）01-0010-05

doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2016.01.003

收稿日期：2015-01-31

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部公益性項(xiàng)目（本地與引進(jìn)種質(zhì)資源高效結(jié)合與利用研究：201303007）；農(nóng)業(yè)部寒地作物生理生態(tài)與省高校寒地作物品種改良與生理生態(tài)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室開放課題；黑在江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2011310022）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)作物學(xué)科技術(shù)骨干科研啟動(dòng)金項(xiàng)目（ZWXQDJ-7）。

作者簡介：王晶（1990-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院2013級(jí)碩士研究生。

通訊作者：高樹仁，男，教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail：gaoshr107@126.com。