秦家友　嚴(yán)康　劉霞

摘要[目的]研究玉米自交系及其組合性狀的配合力，確定其應(yīng)用和改良方向。[方法]采用NCⅡ設(shè)計(jì)，以3個(gè)強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的親本自交系為測(cè)驗(yàn)種，與12個(gè)新選系配制72個(gè)雜交組合，分析18個(gè)玉米自交系的配合力和雜種優(yōu)勢(shì)群。[結(jié)果]N045、N1150、內(nèi)自268和N303的單株產(chǎn)量一般配合力較高，易配制出高產(chǎn)組合；N98、779-1、N1150、Z544、內(nèi)自N36、內(nèi)自268和濟(jì)533在降低株高和穗位高方面應(yīng)用潛力較大；N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可歸為內(nèi)自N36、4011和F15所在的A群，N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可歸為內(nèi)自268、濟(jì)533和F06所在的B群。[結(jié)論]該研究可為自交系的改良與應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞玉米；自交系；配合力；雜種優(yōu)勢(shì)群

中圖分類號(hào)S513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）20-0034-03

Abstract[Objective] Combining ability of maize inbred lines and their combinations were studied to determine the application and improvement direction .[Method]Combining ability and heterotic groups of 18 maize inbred lines were analyzed based on the data of NCⅡdesign，in which 12 new lines were crossed with parental inbred lines of 3 high heterosis combinations，72 hybridized combinations were established. [Result] Inbred lines N045， N1150， Neizi 268 and N303 had higher GCA for yield per plant， they were more likely to produce high yield combinations.Inbred lines N98， 779-1， N1150， Z544， Neizi N36， Neizi 268 and Ji 533 had great potential for decreasing plant and ear height. Inbred lines N303， 1F1-1， 779-1， 779-3 and N33 were classified into the heterotic group A as Neizi N36， 4011 and F15， while N98， C38012， G-3， N1150， N045， SU17 and Z544 were clustered into the heterotic group B with Neizi 268， Ji 533 and F06.[Conclusion]The research could give reference for improvement and application of inbred line.

Key wordsMaize；Inbred lines；Combining ability；Heterotic group

玉米育種中配合力高低是自交系篩選和親本選配的重要依據(jù)，對(duì)自交系及其組合各性狀進(jìn)行配合力測(cè)定，可了解其利用潛力，進(jìn)而明確其應(yīng)用和改良方向。雜種優(yōu)勢(shì)的利用是玉米高產(chǎn)的主要技術(shù)手段，將遺傳多樣的種質(zhì)資源劃分為不同的雜種優(yōu)勢(shì)群，形成自己的雜種優(yōu)勢(shì)模式，并結(jié)合配合力表現(xiàn)對(duì)種質(zhì)進(jìn)行有目的地改良和創(chuàng)新，易于選育出優(yōu)良的自交系和配制出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合，提高育種效率。該研究以組合雜種優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)的3對(duì)親本自交系為測(cè)驗(yàn)種，分析18個(gè)自交系各性狀的配合力表現(xiàn)，并劃分雜種優(yōu)勢(shì)群，為自交系的進(jìn)一步改良和應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1材料

以近年育成的12個(gè)自交系N98、N303、1F1-1、779-1、779-3、C38012、G-3、N1150、N045、N33、SU17、Z544為被測(cè)系，3對(duì)自交系內(nèi)自N36和內(nèi)自268、濟(jì)533和4011、F06和F15為測(cè)驗(yàn)種。3對(duì)測(cè)驗(yàn)種代表了不同的雜種優(yōu)勢(shì)模式，組合內(nèi)自N36×內(nèi)自268在四川平壩丘陵地區(qū)綜合性狀優(yōu)良，產(chǎn)量表現(xiàn)突出，推廣利用價(jià)值高；濟(jì)533×4011在四川省有較大面積的推廣；F06×F15即正大615在云南推廣面積較大。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2015年冬在海南樂(lè)東縣九所鎮(zhèn)按NCⅡ設(shè)計(jì)，以被測(cè)系為母本，測(cè)驗(yàn)種為父本，組配72個(gè)組合。2016年春季在四川內(nèi)江種植雜交組合，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，單行區(qū)，行長(zhǎng)3.7 m，行距0.9 m，每行種8窩16株，種植密度4.8萬(wàn)株/hm2，每行選取中間10株測(cè)定株高、穗位高，室內(nèi)考種穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單株產(chǎn)量。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

按NCⅡ設(shè)計(jì)的原理和方法，利用DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，估算一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）相對(duì)效應(yīng)值。根據(jù)單株產(chǎn)量SCA相對(duì)效應(yīng)值劃分雜種優(yōu)勢(shì)群，在測(cè)驗(yàn)種固定的情況下，SCA較低的劃入同一雜種優(yōu)勢(shì)群。

2結(jié)果與分析

2.1配合力方差分析

各性狀方差分析表明（表1），所測(cè)8個(gè)性狀組合間方差均極顯著，說(shuō)明不同組合間各性狀存在極顯著差異。進(jìn)一步進(jìn)行配合力方差分析，結(jié)果表明，被測(cè)系的行粒數(shù)和單株產(chǎn)量一般配合力（GCA）方差達(dá)顯著水平，其余性狀達(dá)極顯著水平；測(cè)驗(yàn)種的穗長(zhǎng)、行粒數(shù)和單株產(chǎn)量一般配合力（GCA）方差顯著，其余性狀極顯著；各性狀的特殊配合力（SCA）方差均達(dá)極顯著水平。

2.2一般配合力相對(duì)效應(yīng)分析

各性狀GCA相對(duì)效應(yīng)分析表明（表2），N98、779-1、N1150、Z544、內(nèi)自N36、內(nèi)自268和濟(jì)533株高和穗位高GCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)，用它們配制的組合可有效降低株高和穗位高；779-3、C38012、G-3、N045、SU17、4011、F06和F15株高和穗位高GCA相對(duì)效應(yīng)值均為正，配制的組合株高和穗位較高的幾率大；N303和1F1-1株高GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)、穗位高為正；N33株高GCA相對(duì)效應(yīng)值為正、穗位高為負(fù)，所配組合抗倒性可能較差。

單株產(chǎn)量GCA方面，N045、N1150、內(nèi)自268和N303相對(duì)效應(yīng)值較高，依次為17.14、16.04、15.01和12.97，其配制的組合增產(chǎn)的可能性大；779-1的相對(duì)效應(yīng)值最低為-20.57。穗部其他性狀，G-3穗長(zhǎng)、N544穗粗、N1150行粒數(shù)、內(nèi)自268的穗行數(shù)和百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值最大，分別為9.53、9.74、11.23、13.64和8.67；Z544穗長(zhǎng)、F06穗粗、C38012穗行數(shù)、779-1行粒數(shù)、F15百粒重GCA相對(duì)效應(yīng)值最小，分別是-6.63、-7.99、-10.14、-10.59、-8.32。N303、N1150、N045和4011穗部性狀GCA相對(duì)效應(yīng)值均為正，內(nèi)自268除穗長(zhǎng)GCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)外，其余穗部性狀為正向較大值，用這5個(gè)自交系配制的組合穗部綜合性狀較優(yōu)概率大，有利于增加產(chǎn)量；1F1-1、779-1和779-3穗部性狀GCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)。

2.3單株產(chǎn)量特殊配合力相對(duì)效應(yīng)分析

組合單株產(chǎn)量SCA相對(duì)效應(yīng)分析表明（表3），72個(gè)組合中有39個(gè)組合SCA相對(duì)效應(yīng)值為正，33個(gè)組合為負(fù)，其中，N33×內(nèi)自268、779-1×F06、Z544×4011、G-3×內(nèi)自N36、779-3×內(nèi)自268、G-3×濟(jì)533、SU17×內(nèi)自N36、N33×F06和N98×F06表現(xiàn)較好，單株產(chǎn)量SCA相對(duì)效應(yīng)值依次為30.61、29.72、25.55、24.69、24.17、23.99、21.79、21.61和20.81；G-3×內(nèi)自268、N045×F06、N33×濟(jì)533、Z544×濟(jì)533、779-1×內(nèi)自N36、G-3×F06和779-1×4011表現(xiàn)較差，單株產(chǎn)量SCA相對(duì)效應(yīng)值分別為-39.54、-33.70、-30.39、-28.30、-24.69、-21.08和-20.33。

2.4雜種優(yōu)勢(shì)群分析

以3對(duì)測(cè)驗(yàn)種為參照分析雜種優(yōu)勢(shì)群，在測(cè)驗(yàn)種固定的情況下，分別估算被測(cè)系與每對(duì)測(cè)驗(yàn)種之間的單株產(chǎn)量SCA相對(duì)效應(yīng)值，SCA較低的劃入同一雜種優(yōu)勢(shì)群。結(jié)果表明（表4），以內(nèi)自N36和內(nèi)自268為參照，N303、1F1-1、779-1、779-3、N1150、N33和Z544可劃入內(nèi)自N36一群；N98、C38012、G-3、N045和SU17可劃入內(nèi)自268一群。以濟(jì)533和4011為參照，N98、C38012、N1150、N33和Z544可歸為濟(jì)533一群；N303、1F1-1、779-1、779-3、G-3、N045和SU17可歸為4011一群。以F06和F15為參照，N303、C38012、G-3、N1150、N045和Z544可與F06劃為一群；N98、1F1-1、779-1、779-3 、N33和SU17可與F15劃為一群。

以上分析表明，1F1-1、779-1和779-3無(wú)論以哪一對(duì)被測(cè)系為參照均可劃入同一雜種優(yōu)勢(shì)群，為減少雜種優(yōu)勢(shì)群，提高育種效率，將與1F1-1、779-1和779-3同群的內(nèi)自N36、4011和F15歸為A群，內(nèi)自268、濟(jì)533和F06歸為對(duì)應(yīng)群B群。利用被測(cè)系與A群和B群各測(cè)驗(yàn)種的測(cè)交組合單株產(chǎn)量平均值估算SCA相對(duì)效應(yīng)值，并根據(jù)SCA劃分雜種優(yōu)勢(shì)群，結(jié)果表明，N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可歸為A群，N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可歸為B群。系譜分析表明，內(nèi)自N36與N33、779-1與779-3為姊妹系，且所含Reid血緣比重較大，血緣關(guān)系近；F06、G-3、N045和Z544含熱帶血緣比重較大；這些自交系都劃入對(duì)應(yīng)的雜種優(yōu)勢(shì)群中，說(shuō)明該劃群方法有較大的合理性。

3結(jié)論與討論

配合力高低是評(píng)價(jià)育種材料應(yīng)用潛力的重要指標(biāo)，玉米自交系配合力的測(cè)定常利用代表幾大雜種優(yōu)勢(shì)群的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)種進(jìn)行[1-6]。該研究以強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的3對(duì)親本自交系為測(cè)驗(yàn)種，分析了12份新選自交系與其配合力的表現(xiàn)，結(jié)果顯示，N045、N1150、內(nèi)自268和N303單株產(chǎn)量GCA相對(duì)效應(yīng)值較高，用其配制的組合增產(chǎn)的可能性大；N303、N1150、N045、4011和內(nèi)自268穗部性狀GCA表現(xiàn)較好，用這5個(gè)自交系配制的組合穗部綜合性狀較優(yōu)的概率大；N98、779-1、N1150、Z544、內(nèi)自N36、內(nèi)自268和濟(jì)533株高和穗位高GCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)，用它們配制的組合可有效地降低株高和穗位高。

通過(guò)合理劃分雜種優(yōu)勢(shì)群和建立雜種優(yōu)勢(shì)模式，使自交系的組配方向更加明確，可避免選配的盲目性，增加篩選出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的幾率。目前，我國(guó)玉米種質(zhì)主要分為Reid、四平頭、旅大紅骨、Lancaster、P群和熱帶種質(zhì)群等[7-12]，形成了多個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)模式。過(guò)多的雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式，在育種基礎(chǔ)材料的創(chuàng)建和雜交組合的組配過(guò)程中會(huì)帶來(lái)困惑，盡量簡(jiǎn)化雜種優(yōu)勢(shì)群和模式，才能高效利用雜種優(yōu)勢(shì)，提高玉米育種效率。王建軍等[13]根據(jù)組合的產(chǎn)量SCA和中親優(yōu)勢(shì)將12個(gè)外來(lái)群體劃分為A、B和D群，建議在改良外來(lái)群體適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，可以我國(guó)A、B、D類群種質(zhì)為核心，利用群體內(nèi)種質(zhì)構(gòu)建復(fù)合種質(zhì)并進(jìn)行改良，逐步拓寬我國(guó)玉米種質(zhì)。李明順等[14]根據(jù)系譜和產(chǎn)量SCA分析，對(duì)22個(gè)來(lái)自CIMMYT的亞熱帶QPM自交系進(jìn)行雜種優(yōu)勢(shì)群劃分，認(rèn)為來(lái)源于群Poo132、UWO417、WOMTA、CYO、Poo133的自交系可劃為QA群；來(lái)源于群體Poo134和UYO的自交系可劃為QB群；Pob67和Pob68遺傳基礎(chǔ)比較豐富，尚不能確定屬于哪一類群。

該研究先以3對(duì)測(cè)驗(yàn)種為參照，在測(cè)驗(yàn)種固定的情況下，利用單株產(chǎn)量SCA相對(duì)效應(yīng)值劃分雜種優(yōu)勢(shì)群，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1F1-1、779-1和779-3無(wú)論以哪一對(duì)被測(cè)系為參照均可劃入同一雜種優(yōu)勢(shì)群；后將與1F1-1、779-1和779-3同群的內(nèi)自N36、4011和F15歸為A群，內(nèi)自268、濟(jì)533和F06歸為對(duì)應(yīng)群B群，利用被測(cè)系與A群和B群各測(cè)驗(yàn)種的測(cè)交組合單株產(chǎn)量平均值估算SCA相對(duì)效應(yīng)值，最終根據(jù)SCA將18個(gè)自交系劃分為A、B 2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群，并結(jié)合系譜分析驗(yàn)證了該方法劃分雜種優(yōu)勢(shì)群具有一定的可靠性。

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