8个玉米自交系穗部性状配合力分析

摘 要：采用NCⅡ完全双列杂交设计，对8个玉米自交系的穗长、穗重、秃尖长、穗行数、穗粒数、穗粒重6个性状的一般配合力和特殊配合力进行了分析。结果表明：所有性状的一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）差异均达显著水平，其中2711、2713、2716的主要性状一般配合力表现较高，2709×2715、2709×2716、2710×2712、2713×2714、2713×2715有较高的特殊配合力；在性状选择时，穗长、穗行数宜早代选择，穗重、穗粒数、穗粒重宜晚代选择。

关键词： 玉米自交系；穗部性状；配合力；遗传参数

中图分类号：S513.032 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）10-0020-04

我国玉米种质资源狭窄，究其原因，主要是自交系的选育局限于少数骨干系的杂交、分离、选择，种质来源狭窄，遗传变异贫乏。为解决我国玉米种质基础的脆弱性，丰富我国玉米育种核心种质库，我们引进了8个国外优良玉米自交系。玉米育种难在选系，重在测配，中心是配合力问题。为了有效提高育种效率，我们对8个自交系果穗性状的配合力进行了测定，以探索其杂交F1代的遗传信息，为其利用和强优势组合选配提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料与设计

本试验选取编号为2709、2710、2711、2712、2713、2714、2715、2716共8个自交系按照NC-ⅡGriffing遗传设计（D4）配制成28个杂交组合，于2012年在宁夏大学实验农场进行。随机区组排列，重复3次，单行区，行长6 m，行距50 cm。

1.2 考察性状

田间调查项目有株高、穗位高、生育期等农艺性状，收获后每组合取10个穗进行室内考察。室内考察项目主要有：穗重、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、穗轴粗、穗粒数、穗粒重、百粒重、收获穗数，且每个小区全部脱粒计产。

1.3 统计分析

本试验采用完全双列杂交设计，以小区单株数据为单位，利用DPS 7.05统计软件对穗部性状数据进行方差分析[2]；采用Griffing配合力分析方法4的程序做配合力方差分析[6]，算出一般配合力（GCA）方差、特殊配合力（SCA）方差、GCA效应值、SCA效应值，并做显著性检验。试验数据按郭平仲介绍的方法对GCA和SCA相对效应值及SCA方差进行估算[7]。

相关公式如下：

广义遗传力：h2B（%）=基因型方差表型方差×100

狭义遗传力：h2N（%）=加性方差表型方差×100

2 结果与分析

2.1 穗部性状组合间方差分析

根据试验设计，首先对各性状进行组合间方差分析，其F值见表1。结果表明，6个性状组合间均达到极显著水平，说明不同处理间在这些性状上存在着真实的遗传差异，可以进一步进行配合力方差分析。

2.2 穗部性状配合力方差分析

从表2中可以看出，各性状的GCA方差和SCA方差均达到显著或极显著水平。其中穗长、穗行数的GCA方差明显大于SCA方差，说明杂交组合的穗长和穗行数差异以加性基因效应为主；而穗重、秃尖长、穗粒数、穗粒重的SCA方差明显大于GCA方差，说明这些性状的差异以非加性基因效应为主。由此进一步估算出各亲本的配合力效应值，从而作为评价亲本优劣的依据。

2.3 一般配合力效应

一般配合力是由亲本基因型的加性效应基因所决定，是可遗传的部分。一般配合力高的相应性状，其遗传力也较高，并且受外界环境条件的影响较小。就穗部性状来说，自交系的GCA效应值越大越好，越有力于改善杂交组合的穗部性状，越容易组配出高产杂交组合。从表3中可以看出，供试自交系被考察的性状穗长、穗重、秃尖长、穗行数、穗粒数、穗粒重都表现出正向和负向两类效应，不同自交系同一性状的GCA效应和同一自交系不同性状的GCA效应有很大差异。具体表现如下：

穗长：GCA相对效应值为正值的是2709、2710、2711、2714、2715、2716共6个自交系，其中2716和2715的相对效应值高于其它自交系，用它们作亲本容易得到长穗的后代；相对效应值为负值的有2712和2713，用它们作亲本不易得到长穗后代。

穗重：GCA相对效应值为正值的是2709、2711、2713、2714、2716，其中2716的效应值高于其它自交系，用其作亲本有可能选育出大穗型品种。

秃尖长：GCA效应值为负值的有2709、2710、2711、2712、2713共5个自交系，其中2711的相对效应值比其它自交系都要低，用它作亲本容易选出秃尖短的后代，其余次之；相对效应值为正值的有2714、2715、2716，用它们作亲本容易出现秃尖长的后代，对育种选择不利。

穗行数：GCA相对效应值为正值的有2712、2713、2714，其中2713的GCA相对效应值明显高于其它自交系，用它作亲本容易组配选出穗行数多的组合。

穗粒数：GCA相对效应值为正值的有2710、2711、2713、2716。其中2711和2713的GCA相对效应值明显高于其它自交系；相对效应值为负值的有2709、2712、2714、2715，用它们作亲本很难组配选出穗粒数多的组合。

穗粒重：GCA相对效应值为正值的有2709、2711、2713、2714、2716，其中2711和2716的GCA相对效应值明显高于其它自交系，用其作亲本较易组配选出穗粒重高的组合；相对效应值为负值的为2710、2712、2715。

2.4 特殊配合力效应特殊配合力是指特定组合内，杂种一代的性状数值与亲本的一般配合力平均数的偏差，是指两亲本自交系各自贡献给杂种的基因通过互作而表现的非加性基因效应[7]，受环境条件影响较大，不能稳定遗传，但可以指导杂种优势的利用和杂交种的选育。本研究28个杂交组合6个性状的特殊配合力效应值见表4。

在28个杂交组合间，同一组合不同性状的特殊配合力相对效应值有较大差异，同一性状不同组合特殊配合力的相对效应值也有较大差异。特殊配合力高的组合，大都是一般配合力高的亲本参与杂交，或两个一般配合力都高的亲本组配。例如组合2709×2716、2713×2714，在穗粒数、穗粒重上均表现出较高的特殊配合力效应，2个性状均为正向，产量高，分别居第1位、第2位，说明这两个组合有望得到长穗、大穗、穗粒重的后代；组合2710×2714、2710×2716没有一个性状是正向效应值，产量较低，分别居第7位、第5位；其余组合各性状的特殊配合力效应有大小和正负之分。因此，在育种中，除了根据田间自交系的性状表现外，还可以通过对一般配合力效应的分析来鉴定亲本的优劣，这样就可根据育种目标，选择性状突出且一般配合力好的亲本配制组合，提高育种效率。

为进一步验证哪个亲本的配合力最好，需进行特殊配合力方差计算，以进一步对各亲本表现的遗传性状做出评价。特殊配合力方差反映的是亲本自交系在众多组合中相应性状遗传整齐的程度，方差小的，说明自交系性状传递能力强，在众多组合中该性状变化幅度不大；方差大的，表示其性状不能整齐均匀地传递给所组配的杂交组合，变异幅度大，有的组合中可能表现出很强的优势，有的组合中则相反，即可能出现极端组合，选择的几率也就高，因此选择特殊配合力高的亲本可能组配出理想的组合。由表5知，主要性状特殊配合力方差，以穗长为例，2710最大，其次为2712，说明以它们为亲本可能出现大穗型的突破性组合。

2.5 所测性状的遗传参数分析

由表6可以看出，除穗重、秃尖长、穗粒重外，其它所测性状的加性方差均大于显性方差，表明穗长、穗行数、穗粒数这些性状主要是加性基因效应起主导作用。遗传力分析表明，广义遗传力大小排序为穗粒重>穗行数>穗重>穗长>秃尖长>穗粒数；狭义遗传力大小排序为穗行数>穗长>穗粒数>穗重>穗粒重>秃尖长。对于狭义遗传力较高的性状，穗长、穗行数进行早代选择的效果比较明显；对于穗粒数等这些狭义遗传力低的性状，受环境条件的影响较大，早代选择效果不佳，可以进行高代选择[1]。

3 结论与讨论

本试验通过对8个自交系穗部性状的一般配合力、杂交组合的特殊配合力及二者关系的分析得出：穗长和穗行数主要受基因加性效应影响；穗重、穗粒重受基因非加性效应影响。由此可见，一般配合力高的其特殊配合力不一定高，说明亲本一般配合力与其特殊配合力间无必然联系。因此，在选配杂交组合时，不仅要注意一般配合力的选择，还应对其特殊配合力进行筛选。

供试28个组合的特殊配合力在单株产量上表现出明显的差异。组合2709×2716、2713×2714的穗长、穗重、穗行数、穗粒数、穗粒重等产量构成因素均表现出高的特殊配合力效应，5个性状均为正向，产量高，分别居第1位、第2位。说明自交系的配合力高低对杂种产量有显著影响，特殊配合力高的组合，大都是一般配合力高的亲本参与杂交，或两个一般配合力都高的亲本组配而成。

穗长、穗行数的加性方差均大于显性方差，说明这些性状主要是加性基因效应起主导作用，可进行早代选择；而穗重、穗粒数、穗粒重其狭义遗传力估值较低，应进行晚代选择。

本试验没有发现6个性状一般配合力效应值均显著的自交系。由此可见，一个优良的自交系也不是十全十美的，优良是相对而言的，是在目标或某性状上表现出较高的配合力。根据育种目标进行恰当组配，便可获得高产的优良杂交组合。

参 考 文 献：

[1] 潘家驹. 作物育种学总论[M]. 北京：中国农业出版社，2006.

[2] 唐启义，冯明光. 实用统计分析及其数据处理系统[M]. 北京：科学出版社，2002.

[3] 彭泽斌，刘新芝. 我国玉米杂交育种现状的评析[J]. 作物杂志，1998，增刊：1-5.

[4] 田志国，张世煌，彭泽斌，等. 我国玉米育种问题浅析及对策[J]. 玉米科学，2000，8（2）：15-17.

[5] 吴渝生，刘敏惠.我国玉米育种双列杂交和配合力分析的研究进展[J]. 云南农业大学学报，1999，2：229-232.

[6] 刘来福，等编. 作物数量遗传[M]. 北京：农业出版社，1984.

[7] 郭平仲. 数量遗传分析[M]. 北京：北京师范学院出版社，1987.

[8] 李小琴，刘纪麟，熊秀珠. 玉米自交系产量配合力综合评价方法探讨[J]. 华中农业大学学报，1996，3：205-209.

[9] 吴景锋. 我国主要玉米杂交种种质基础评述[J]. 中国农业科学，1983，16（2）：1-8.

[10]曾三省. 中国玉米杂交种的种质基础[J]. 中国农业科学，1990，23（4）：1-9.