早熟玉米自交系主要農藝性狀配合力分析

蒙成　吳雅芳

摘要：[目的]測定8個早熟玉米自交系11個農藝性狀的配合力，為廣西早熟玉米優勢組合選配提供理論依據。[方法]采用NCII遺傳交配設計，對4個新育成早熟玉米自交系和4個已應用于生產的早熟玉米核心自交系11個農藝性狀一般配合力及以其為親本組配的16個雜交組合特殊配合力進行測定。[結果]16個雜交組合同期播種、同時出苗，吐絲期最長相差6 d，以南6047×M0502吐絲最早；成熟期最長相差5 d，以南6047×M0502成熟最早；平均生育期為99 d，以南31×M0340、南31×南方783、M12-—5×MVC5和M12-5×南783的生育期最長，均為101 d。不同雜交組合的單株產量、莖粗、穗長、禿尖長、穗粗、行粒數、穗行數和出籽率間存在極顯著差異（P<0.01）。南31的11個農藝性狀一般配合力效應最優，其株高、穗位高、莖粗、穗長、禿尖長、穗粗、行粒數、穗行數、百粒重、出籽率和單株產量的一般配合力效應值分別為0.42、4.95、-2.86、2.85、-22.36、6.13、7.68、5.58、6.15、4.60和12.02；M12-5和M0502單株產量的一般配合力效應值較高（3.48和113.43），以其為親本可增加F₁代的單株產量，組配出高產雜交組合的可能性較大。雜交組合M12-5x南783的單株產量特殊配合力效應值最高（23.10），其次是雜交組合南31×M0502和南6047×MWC5，其單株產量特殊配合力效應值分別為13.45和13.16。[結論]南31、M0502和IM12-5可作為組配早熟高產雜交種的最理想親本；M12-5、南31和南783的禿尖長一般配合力表現出較高的負向效應，可用來改良禿尖長。M12-5×南783、南31×M0502和南6047×MWC5為苗頭組合，可經過多點試驗鑒定后進行推廣種植。

關鍵詞：早熟玉米；自交系；農藝性狀；配合力

中圖分類號：S513.032 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2018）03-0424-07

0引言

[研究意義]玉米種質性狀配合力評價是雜交育種工作的基礎（陳彥惠等，2002；楊愛國等，2006），即雜交育種的前提是雜種優勢鑒定，而親本配合力是決定雜種優勢強弱的主要因素，也是選配親本的重要指標（張前進等，2008；劉念山和張智勇，2011；石海春等，2011；安汝東等，2014）。雜交組合利用潛力很大程度上取決于玉米自交系的配合力效應（韓登旭等，2010），故性狀配合力測定是組配雜交組合的必要環節（蓋鈞益，2006；宋錫章和張寶石，2007；楊引福等，2008；楊雪等，2009；李洋等，2016）。近年來，廣西新育成的早熟玉米自交系主要性狀配合力尚不明確。因此，開展早熟玉米自交系一般配合力及特殊配合力評價分析對其雜交品種選育及自交系改良均具有重要意義。[前人研究進展]目前，配合力效應分析已廣泛應用于玉米親本自交系選擇、雜種優勢群劃分和雜交組合評價等方面（馬燕斌等，2007；楊引福等，2008；李新海等，2001；崔超等，2014；郭強和于玲玲，2016）。番興明等（2002）研究了熱帶亞熱帶玉米自交系與溫帶玉米自交系的配合力，結果表明，來自suwanl和POP28的玉米自交系一般配合力效應較高，suwanl×瑞德是云南省主要的玉米雜種優勢模式之一。韓登旭等（2010）采用NCII遺傳交配設計（不完全雙列雜交設計），對新疆育成的8個早熟玉米自交系進行配合力測定，結果表明，雜交組合問的單株產量、穗行數、行粒數、穗長、穗粗、禿尖和生育期差異均達極顯著水平，JL02、新自3113、武314、98-174和0S87-24的一般配合力較高，新自4211×武314、JLD2×武314、HDl03×0S87-24、新自3113×0S87-24、新自3113×OS135-88和JL02×98-174單株產量的特殊配合力總效應值較高，是較優良的雜交組合。劉守渠等（2012）通過配合力效應分析對極早熟玉米單2號親本的父母本進行定向改良，獲得最佳雜交組合，選育出太特早28和太特早65自交系。劉麗麗和張帥（2014）采用不完全雙列雜交法分析不同玉米自交系農藝性狀配合力，結果表明，自交系T0229農藝性狀的一般配合力均表現較高；T0229xM017、T0201×齊319和T0202×M017 3個雜交組合特殊配合力較高。李齊霞等（2016）采用NCII遺傳交配設計對山西長治地區主栽的8個早熟玉米自交系進行主要農藝性狀配合力分析，結果表明，自交系YZl41B農藝性狀的一般配合力均較高，以其為親本易組配出高產抗倒的優良雜交組合。[本研究切入點]在廣西地區，早熟玉米與其他作物套種是一種重要種植模式，該模式會影響其產量，因此亟需選育出優質高產的早熟玉米新品種，但至今鮮見有關廣西早熟玉米核心自交系主要性狀配合力的研究報道。[擬解決的關鍵問題]采用NCII遺傳交配設計對已應用于生產的廣西早熟玉米核心自交系和近年新育成的早熟玉米自交系進行不同農藝性狀配合力測定分析，為早熟玉米強優組合選配及親本選擇提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試材料為廣西農業職業技術學院近年新育成的早熟玉米自交系MWC5、M0340、南783和M0502及育成并已應用于生產的早熟玉米核心自交系南6047、南3 1、M12-5和M12-8，其血緣來源見表1。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計 以早熟玉米自交系南6047、南3 1、M12-5和M12-8為母本，早熟核心玉米自交系MWC5、M0340、南783和M0502為父本，采用NCII遺傳交配設計組配出16個雜交組合，于2016年在廣西農業職業技術學院作物研究所玉米育種科研基地進行田間試驗。試驗采用隨機區組設計，3次重復，2行區，行長3.5 m，大小行種植，大行距80 cm，小行距40 cm，株距27 cm，單株留苗，四周設保護行。3月5日播種，田間管理措施與大田管理相同。

1.2.2考察性狀 分別記載播種期、出苗期、吐絲期和成熟期等不同生育期時問，抽雄散粉后測定株高、穗位高和莖粗（地上第2節），成熟后每小區隨機取10株進行考種，包括穗長（cm）、穗粗（cm）、禿尖長（cm）、穗行數（行）、行粒數（粒）、百粒重（g）、出籽率（%）和單株產量（g）。

1.3統計分析

采用DPS7.0進行數據整理分析，參照李齊霞等（2016）的配合力分析方法進行性狀配合力方差分析。

2結果與分析

2.1不同雜交組合生育期統計結果

由表2可知，16個雜交組合同期播種、同時出苗，吐絲期最長相差6 d，以南6047xM0502吐絲最早，以南31×南783和M12-5x南783吐絲最晚；成熟期最長相差5 d，以南6047xM0502成熟最早，以南3 1×M0340、南31×南783、M12-5xMWC5和M12-5x南783成熟最晚；平均生育期為99 d，以南31 xM0340、南3 1×南783、M12-5xMWC5和M12-5×南783的生育期最長，均為101 d，其次是南31xMWC5，生育期為100 d，以南6047×M0502生育期最短，為96 d。綜上所述，8個早熟玉米自交系組配的16個雜交組合生育期相差不明顯，均為早熟雜交組合。

2.2配合力方差分析結果

配合力方差分析結果如表3所示，不同雜交組合間的單株產量、莖粗、穗長、禿尖長、穗粗、行粒數、穗行數和出籽率均存在極顯著差異（P<0.01，下同），表明不同雜交組合在這些性狀上存在明顯遺傳差異，為可遺傳變異。兩組親本11個性狀的一般配合力方差均達顯著（P<0.05，下同）或極顯著水平；由兩組親本組配的雜交組合特殊配合力方差均達顯著或極顯著水平，因此可進一步估算親本的一般配合力效應和雜交組合雙親本的特殊配合力效應。

2.3一般配合力效應分析結果

從表4看出，不同自交系同一性狀的一般配合力效應存在明顯差異，且作為親本，各性狀一般配合力表現出明顯的正、負向效應，說明不同自交系的性狀對組合的影響程度存在明顯差異。其中株高一般配合力效應值為較大負數的是南6047和南783，說明以二者為親本可降低F。代的株高；株高一般配合力效應值為較大正數的是MWC5、M12-5和M12-8，說明以其為親本可增加F₁代的株高。穗位高一般配合力效應值為較大負數的是MWC5和M12-5，說明以其為親本可降低F₁代的穗位高；穗位高一般配合力效應值為較大正數的是南6047、南31和M12-8，說明以其為親本可增加F₁代的穗位高。莖粗一般配合力效應值為較大負數的是南6047、南31和南783，說明以其為親本可減小F₁代的莖粗；莖粗一般配合力效應值為較大正數的是MWC5、M0340、M0502、M12-5和M12-8，說明以其為親本可增大F₁代的莖粗；穗長的一般配合力效應值為較大負數的是南6047、M0340、南783和M0502，說明以其為親本可減小F₁代的穗長。穗長一般配合力效應值為較大正數的有南31、MWC5、M12-5和M12-8，說明以其為親本可增加F₁代的穗長。禿尖長一般配合力效應值為較大負數的是南6047、南31、MWC5、南783和M12-5，說明以其為親本可減小F₁代的禿尖長；禿尖長一般配合力效應值為較大正數的是M0502、M12-8和M0340，說明以其為親本可增加F₁代的禿尖長。穗粗一般配合力效應值為較大正數的是南6047、南31和M0502，說明以其為親本可增大F₁代的穗粗；穗粗一般配合力效應值為較大負數的是M0340和南783，說明以其為親本可減小F₁代的穗粗。行粒數一般配合力效應值為較大負數的是M0340和南783，說明以其為親本可減少F₁代的行粒數；行粒數一般配合力效應值為較大正數的是南6047、南31、MWC5、M0502和M12-8，說明以其為親本可增加F₁代的行粒數。穗行數一般配合力效應值為較大負數的是M0340、南783和M12-5，說明以其為親本可減少F₁代的穗行數；穗行數一般配合力效應值為較大正數的是南6047、南31和M12-8，說明以其為親本可增加F₁代的穗行數。百粒重一般配合力效應值為較大負數的是MWC5、M0340和M0502，說明以其為親本可減少F₁代的百粒重；百粒重一般配合力效應值為較大正數的是南60407、南3 1和M12-8，說明以其為親本可增加F₁代的百粒重。出籽率一般配合力效應值為較大負數的是MWC5、M0340、南783和M12-5，說明以其為親本可降低F₁代的出籽率；出籽率一般配合力效應值為較大正數的是南6047、南31和M0502，說明以其為親本可提升F。代的出籽率。單株產量一般配合力效應值為較大負數的是MWC5、M0340和南783，說明以其為親本可減少F₁代的單株產量；單株產量一般配合力效應值為較大正數的是南31、M0502和M12-5，說明以其為親本可增加F₁代的單株產量。綜上所述，南31單株產量的一般配合力效應值最高，可作為組配早熟高產雜交種的最理想親本。

2.4特殊配合力效應分析結果

由表5可知，同一性狀不同組合的特殊配合力效應值存在明顯差異。在16個雜交組合中，株高特殊配合力效應表現為負向效應的組合有9個，其中負向效應值最高的組合是M12-8xM0340（-5.25）；穗位高特殊配合力效應表現為負向效應的組合有9個，其中負向效應值最高的組合為南6047×M0340（-19.74）；莖粗的特殊配合力效應表現為正向效應的組合有10個，其中正向效應值較高的組合是南31×M0340（5.31）、M12-5x南783（4.90）和南6047xM0502（4.08）；穗長特殊配合力效應表現為正向效應的組合有7個，其中正向效應較高的組合是南M12-5×南783（16.66）、南6047xM0340（15.52）、南31xM0304（12.42）和M12-8×MWC5（6.41）；禿尖長特殊配合力效應表現為負向效應的組合有8個，其中負向效應值較高的組合是M12-8x南783（一38.40）、M12-8～M0502（-14.77）、M12-8xMWC5（-15-33）、M12-5～M0502（-16.46）、M12-5 xMWC5（-26.02）、南6047xM0502（-20.96）和南6047xM0340（-25.46）；穗粗特殊配合力效應表現為正向效應的組合有7個，其中正向效應值較高的組合是南6047×MWC5（5.31）、南6047×M0502（5.52）、南31×M0502（4.68）、M12-5×南783（5.93）和M12-8xM0340（10.30）；行粒數特殊配合力效應表現為正向效應的組合有10個，其中相對效應值較高的組合有南6047×MWC5（7.22）、南6047×M0340（16.65）、南31xM0340（16.05）、M12-5×南783（17.87）和M12-8×M0502（11.48）；穗行數特殊配合力效應表現為正向效應的組合有8個，其中效應值較高的組合是南6047xMWC5（6.46）、南6047xM0502（6.46）、南31 xMWC5（8.92）、南31×M0502（4.00）、M12-5×M0340（6.46）、M12-5×南783（10.15）和M12-8×南783（6.46）；百粒重特殊配合力為正向效應的組合有8個，其中效應值較高的組合是南6047×M0502（6.83）、南31xM0502（7.51）、M12-5xMWC5（5.07）、M12-5×南783（7.10）和M12-8xM0340（15.21）；出籽率特殊配合力為正向效應的組合有8個，其中效應值較高的組合是南6047xMWC5（6.20）、M12-8×南783（7.30）和M12-5xM0340（4.33）；單株產量特殊配合力為正向效應的組合有6個，其中效應值最高的組合是M12-5x南783（23.10），其次是南31xM0502（13.45）、南6047×MWC5（13.16）和南31×M0340（10.04），表明M12-5×南783的產量最高，其次是南31xM0502、南6047xMWC5和南31xM0340。

由表5還可知，在16個雜交組合中，M12-5×南783單株產量特殊配合力效應值最高，為23.10，穗長、行粒數、穗行數和百粒重的特殊配合力效應值均較高，分別為16.66、17.87、10.15和7.10，表明M12-5×南783為最優組合；其次是南31xM0502和南6047×MWC5，雖然其禿尖長特殊配合力效應值較高，分別為52.18和23.49，但單株產量特殊配合力效應值較高，分別為13.45和13.16，且南31xM0502的百粒重特殊配合力效應值為7.51，南6047xMWC5的穗位高特殊配合力效應值22.34。綜合考慮，M12-5x南783、南31xM0502和南6047xMWC5具有較大的利用潛力。

2.5總配合力效應分析結果

總配合力等于雙親的一般配合力效應值之和再加上雜交組合的特殊配合力效應值（邵紅雨等，2010）。由表6可知，16個雜交組合的單株產量特殊配合力由高到低排名依次為：M12-5×南783、南31×M0502、南6047×MWC5、南31 xM0340、M12-8×南783、M12-8×M0502、南6047×M0340、南6047×M0502、M12-8×MWC5、M12-8×M0340、M12-5×MWC5、南31×MWC5、M12-5×M0340、南6047×南783、M12-5xM0502、南31×南783；而單株產量總配合力由高到低排名依次為：南31×M0502、M12-5×南783、南31xM0340、南6047xMWC5、南31xMWC5、南6047×M0502、M12-5×MWC5、M12-8×M0502、M12—8xMWC5、南6047xM0340、M12-5xM0340、南31×南783、M12-5xM0502、M12-8×南783、M12-8×M0340、南6047x南783?？梢?，16個雜交組合的單株產量特殊配合力排名和總配合力效應排名基本一致，說明總配合力效應值與特殊配合力效應值均能反映組合的真實表現。

3討論

產量是多個性狀的加性效應、顯性效應和上位性效應綜合表現。本研究發現，M12-5和M0502的單株產量一般配合力較高，但其組配的雜交組合單株產量特殊配合力產量較低；M12-8和南783的單株產量一般配合力較低，但其組配的雜交組合單株產量特殊配合力較高，表明由單株產量一般配合力高的自交系組配雜交組合單株產量特殊配合力不一定高，但由單株產量一般配合力低的自交系組配雜交組合單株產量特殊配合力產量有可能較高，與葉雨盛等（2007）的研究結果一致。

本研究還發現，在自交系MwC5、M0340、南783和M0502中，M0502的單株產量一般配合力表現最高正向效應，以其為親本可增加F₁代的單株產量，組配出高產的雜交組合可能性較大；MWC5的穗位高一般配合力表現較高負向效應，行粒數的一般配合力表現較高正向效應，以其為親本可降低F₁代的穗位高、增加行粒數；南783的禿尖長一般配合力表現較高負向效應，以其為親本可減小禿尖長，說明不同親本間具有不同的組配能力，與前人研究結果（孔繁玲，2005；邵紅雨等，2010；李齊霞等，2016）一致。在早熟核心玉米自交系南6047、南31、M12-5、M12-8中，南31和M12-5的單株產量一般配合力表現較高正向效應，禿尖長一般配合力表現較高負向效應，以其為親本可增加F₁代的單株產量、減少其禿尖長，組配出高產且禿尖短的雜交組合可能性較大。此外，M12-8還能增加F₁代的莖粗、穗長和行粒數；南6047可增加F₁代的穗粗，但需對莖粗、穗長進行針對性改良，同時控制穗位高。本研究供試的8個早熟玉米自交系中，未發現11個農藝性狀一般配合力效應值均較高的自交系，不同自交系同一性狀的一般配合力效應值存在一定差異?？梢?，自交系作為雜交親本的優勢主要表現在某個主要性狀或某些性狀的配合力較高。在今后育種工作中，可根據育種目標進行合理組配獲得理想的雜交組合。

4結論

南31、M0502和M12-5可作為組配早熟高產雜交種的最理想親本；M12-5、南31和南783的禿尖長一般配合力表現出較高的負向效應，可用來改良后代禿尖長。M12-5×南783、南31×M0502和南6047×MwC5為苗頭組合，可經過多點試驗鑒定后進行推廣種植。

（責任編輯 陳燕）