, , , , , , (內(nèi)蒙古巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院, 內(nèi)蒙古 臨河 015000)
幾個(gè)玉米自交系材料的配合力分析
閆文芝,王瑞蓮,王永行,韓鳳英,康洪彪,楊毅成,武悅
(內(nèi)蒙古巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院, 內(nèi)蒙古 臨河 015000)
按P 1×P 2不完全雙列雜交設(shè)計(jì),采用NCⅡ分析方法,對(duì)自選及引進(jìn)的11份自交系材料進(jìn)行配合力測(cè)定和分析,為以后育種工作提供理論指導(dǎo),通過(guò)對(duì)11份自交系材料的株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、出籽率、百粒重8個(gè)主要性狀及單株粒重進(jìn)行一般配合力分析,綜合來(lái)看, K 3、816、K 12、2011、PH 6 wc這5個(gè)自交系的一般配合較強(qiáng),用它們作親本更易獲得優(yōu)良的組合;通過(guò)對(duì)30個(gè)組合特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值進(jìn)行估算,08-42×PH 6 wc、817×816、PH 4 cv×Mo 17、K 12×PH 6 wc、K 3×816單株產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)值較高,尤其在穗粒數(shù)、百粒重、穗長(zhǎng)等方面表現(xiàn)出特殊的優(yōu)良種性特征,有極大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。
自交系; 一般配合力; 特殊配合力
配合力的高低是衡量一個(gè)自交系好壞的最主要的標(biāo)準(zhǔn),而雜交種產(chǎn)量的高低就是其優(yōu)劣的重要指標(biāo)[1-3]。從20世紀(jì)80年代稀植玉米品種中單2號(hào),到密植型品種鄭單958,到目前優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種先玉335的推廣種植,玉米雜交種的每次更新?lián)Q代,玉米自交系的創(chuàng)新利用起著至關(guān)重要的作用。了解和掌握自交系產(chǎn)量性狀配合力高低,對(duì)于雜交組合的選配和品種的選育具有十分重要的意義[4]。本試驗(yàn)對(duì)內(nèi)蒙古巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院近年選育的自交系及引進(jìn)的自交系共11個(gè)材料進(jìn)行配合力分析,為以后的組合選配提供依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)材料
本試驗(yàn)以骨干自交系Mo 17、昌7-2、PH 6 wc、816、B 73為父本(測(cè)驗(yàn)種詳見(jiàn)表1),以近年內(nèi)蒙古巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院選育及引進(jìn)的自交系08-42、817、2011、PH 4 cv、K 3、K 12為母本,進(jìn)行配合力測(cè)定。
表1 測(cè)驗(yàn)種來(lái)源
名稱類群系譜來(lái)源測(cè)驗(yàn)種代表品種Mo17Lancaster187?2×C103中單2號(hào)昌7?2塘四平頭黃早四×濰95鄭單958PH6wcReidPHOIN/PHO9B雜交選育而成先玉335816自選系金黃后變異單株巴單3號(hào)B73Reid黃馬牙BSSSC2群體吉引704
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)采用NCⅡ設(shè)計(jì)[5],6×5不完全雙列雜交,取得雜交組合30個(gè)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),行長(zhǎng)6 m,株距0.22 m,行距0.55 m,種植密度5 500株/667 m2,4月27日播種,常規(guī)田間管理,生育期間記載吐絲期、成熟期,調(diào)查株高、穗位、株型及田間病蟲(chóng)害;9月24日收獲,每小區(qū)連續(xù)取10株進(jìn)行考種,測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、出籽率、穗粒數(shù)、百粒重等8個(gè)主要產(chǎn)量性狀和單株粒重,同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。
2.1 各性狀配合力的方差分析
對(duì)株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、出籽率、百粒重及單株粒重進(jìn)行方差分析,結(jié)果見(jiàn)表2。
由表2可以看出,組合間方差分析F值除出籽率外其余均達(dá)到極顯著水平,說(shuō)明組合間存在真實(shí)的遺傳差異,可以進(jìn)一步估算親本的一般配合力效應(yīng)值和特殊配合力效應(yīng)值。
2.2 一般配合力測(cè)定
一般配合力(GCA)是一個(gè)親本遺傳給多個(gè)雜交后代性狀的遺傳效應(yīng)的平均表現(xiàn)。一般配合力只包括群體的平均加性基因效應(yīng),是能穩(wěn)定遺傳的部分,而不包括顯性效應(yīng)和上位效應(yīng),一般配合力反映的是一個(gè)種群同其他種群雜交的一般效果。
表2 組合間各性狀方差分析(F值)
變異來(lái)源自由度株高穗位穗長(zhǎng)穗粗禿尖長(zhǎng)穗粒數(shù)出籽率百粒重單株粒重P2(GCA)42.9611.78??19.42??0.383.62??5.46??3.393.33?14.18??P1(GCA)51.396.59??2.551.631.783.46?5.09??2.173.95?P1×P2(SCA)294.12??11.17??6.27??3.34??4.71??4.42??1.72?8.97??5.34??
注:“*”在5%水平上顯著,“**”在1%水平上顯著。
表3 一般配合力效應(yīng)值(GCA)
親本株高穗位穗長(zhǎng)穗粗禿尖穗粒數(shù)出籽率百粒重單株粒重8161.18.89.91.70.25.72-0.864.08.02B730.7-1.9-1.40.00.39.11-0.57-9.00.53Mo17-0.4-3.61.0-6.60.0-10.170.135.1-5.00昌7?2-1.15.9-13.52.5-0.81.222.06-9.1-6.28PH6wc-1.4-9.23.2-2.00.5-5.88-0.769.12.73PH4cv-2.0-4.4-2.4-0.10.2-7.270.73-4.7-11.2020113.66.46.20.10.114.760.59-6.35.478171.2-0.84.5-0.30.2-10.00-2.305.9-6.45K12-1.11.8-1.40.10.05.81-1.326.97.54K33.38.63.50.20.27.890.541.912.4308?42-5.0-11.0-6.7-0.2-0.2-11.201.77-2.8-7.77
由表3可以看出,供試的11份自交系的株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、出籽率、百粒重及單株粒重配合力效應(yīng)值都表現(xiàn)出正向和負(fù)向兩種效應(yīng)。同一自交系不同性狀和不同自交系同一性狀GCA都表現(xiàn)出了極大的差異。
株高:GCA效應(yīng)值為正的有816、B 73、2011、817、K 3這5個(gè)自交系。其中2011和K 3的一般配合力效應(yīng)值為3.6和3.3,用它們作親本易獲得植株高的后代,株高GCA效應(yīng)值為負(fù)的有Mo 17、昌7-2、PH 6 wc、PH 4 cv、K 12、08-42這6個(gè)自交系,其中PH 4 cv和08-42的一般配合力效應(yīng)值為-2.0和-5.0,用它們作親本易獲得植株矮的后代。
穗位:GCA效應(yīng)值為正的有816、昌7-2、2011、K 12、K 3這5個(gè)自交系,其中816和K 3的一般配合力效應(yīng)值為8.8和8.6,用它們作親本易獲得穗位高的后代,穗位GCA效應(yīng)值為負(fù)的有Mo 17、B 73、PH 6 wc、PH 4 cv、817、08-42這6個(gè)自交系。其中PH 6 wc和08-42的一般配合力效應(yīng)值為-9.2和-11.0,用它們作親本易獲得穗位低的后代。
穗長(zhǎng):GCA效應(yīng)值為正的有816、Mo 17、PH 6 wc、2011、817、K 3這6個(gè)自交系,其中816和2011的一般配合力效應(yīng)值為9.9和6.2,用它們作親本易獲得長(zhǎng)穗型后代,穗位GCA效應(yīng)值為負(fù)的有B 73、昌7-2、PH 4 cv、K 12、08-42這5個(gè)自交系。其中昌7-2和08-42的一般配合力效應(yīng)值為-13.5和-6.7,用它們作親本易獲得短穗型的后代。
穗粗:GCA效應(yīng)值為正的有816、昌7-2、2011、K 12、K 3這5個(gè)自交系,其中816和昌7-2的一般配合力效應(yīng)值為1.7和2.5,用它們作親本易獲得粗穗型的后代,穗粗GCA效應(yīng)值為負(fù)的有Mo 17、PH 6 wc、817、08-42這4個(gè)自交系,其中Mo 17和PH 6 wc的一般配合力效應(yīng)值為-6.6和-2.0,用它們作親本易獲得果穗較細(xì)的后代。
禿尖長(zhǎng):GCA效應(yīng)值為正的有816、B 73、PH 6 wc、PH 4 cv、2011、817、K 3這7個(gè)自交系。禿尖長(zhǎng)GCA效應(yīng)值為負(fù)的有昌7-2,08-42。其中昌7-2的一般配合力效應(yīng)值為-0.8,用它作親本易獲得禿尖短的后代。
穗粒數(shù):GCA效應(yīng)值為正的有816、2011、B 73、昌7-2、K 3、K 12這6個(gè)自交系,其中2011、B 73的一般配合力效應(yīng)值分別為14.76、和9.11,用它們作親本易獲得穗粒數(shù)多的后代。穗粒數(shù)GCA效應(yīng)值為負(fù)的有Mo 17、PH 6 wc、817、PH 4 cv、08-42這5個(gè)自交系,用它們作親本易獲得穗粒數(shù)少的后代。
出籽率:GCA效應(yīng)值為正的有Mo 17、昌7-2、PH 4 cv、2011、K 3、08-42這6個(gè)自交系。其中昌7-2和08-42的一般配合力效應(yīng)值分別為2.06和1.77,用它作親本易獲得出籽率高的后代。出籽率GCA效應(yīng)值為負(fù)的有816、817、PH 6 wc、B 73、K 12這5個(gè)自交系,用它作親本易獲得出籽率低的后代。
百粒重:GCA效應(yīng)值為正的有816、Mo 17、PH 6 wc、817、K 3、K 12這6個(gè)自交系,其中PH 6 wc和K 12的一般配合力效應(yīng)值為9.1和6.9,用它們作親本易獲得大粒后代。百粒重GCA效應(yīng)值為負(fù)的有B 73、昌7-2、PH 4 cv、2011、08-42這5個(gè)自交系,其中B 73和昌7-2的一般配合力效應(yīng)值為-9.0和-9.1,用它們作親本易獲得籽粒較小的后代。
表4 雜交組合所測(cè)性狀特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值
組合株高穗位穗長(zhǎng)穗粗禿尖出籽率穗粒數(shù)百粒重單株粒重PH4cv×8160.433.256.06-1.060.72-1.928.878.930.022011×816-1.35-1.74-12.01-5.33-0.421.3-113.70-4.98-0.03817×816-1.83-8.054.1112.11-0.102.582.773.240.05K12×8161.873.60-0.513.84-0.06-1.2-13.170.88-0.03K3×8160.341.8911.433.42-0.31-1.662.874.510.0308?42×8160.534.03-11.80-2.32-0.630.8-47.65-13.53-0.04PH4cv×B732.285.190.042.70-0.121.37.28-5.610.012011×B73-2.39-6.5910.434.030.48-0.450.327.540.03817×B730.025.53-2.564.52-0.13-0.1-20.054.76-0.02K12×B732.765.771.186.20-0.191.3-7.224.770.02K3×B73-2.15-7.80-7.82-4.03-0.17-0.7-41.38-2.67-0.0208?42×B73-0.51-2.76-3.99-2.76-0.66-1.411.05-9.73-0.02PH4cv×Mo172.422.069.291.58-0.242.333.652.320.052011×Mo170.10-0.900.610.33-0.110.057.901.230.00817×Mo170.648.21-6.10-1.50-0.79-1.0-47.25-15.43-0.04K12×Mo171.94-1.243.128.580.55-2.0-71.494.31-0.02K3×Mo17-2.00-2.21-2.334.66-0.271.7-6.45-3.36-0.0108?42×Mo170.59-1.05-0.67-1.080.11-0.933.6415.120.02PH4cv×昌7?22.13-2.606.168.58-0.29-2.0-35.9111.630.012011×昌7?22.762.10-3.81-1.99-0.37-0.44.86-1.37-0.02817×昌7?2-0.011.47-3.014.50-0.30-2.0-3.17-2.310.02K12×昌7?2-1.231.86-13.01-11.03-0.301.253.43-17.71-0.02K3×昌7?21.07-3.966.593.96-0.091.111.095.880.0108?42×昌7?2-3.541.095.683.120.492.1-30.306.510.00PH4cv×PH6wc-6.22-7.90-19.95-3.02-0.350.3-33.90-17.44-0.082011×PH6wc1.382.627.814.61-0.13-0.50.623.720.02817×PH6wc1.140.20-7.482.86-0.170.6-12.31-1.83-0.01K12×PH6wc-4.29-6.3510.821.18-0.490.838.467.570.04K3×PH6wc3.7812.08-6.280.760.35-0.5-26.13-4.55-0.0208?42×PH6wc3.97-1.3112.3711.830.20-0.633.2611.590.05
單株粒重:GCA效應(yīng)值為正的有816、B 73、PH 6 wc、2011、K 12、K 3這6個(gè)自交系,其中816、K 12、K 3的一般配合力效應(yīng)值分別為8.02、7.54和12.43,用它們作親本,后代籽粒產(chǎn)量有可能增加。
2.3 特殊配合力測(cè)定
特殊配合力(SCA)是指一個(gè)親本在與另一親本所產(chǎn)生雜交組合的性狀表現(xiàn)中偏離兩親本平均效應(yīng)的特殊效應(yīng),是由基因的加性效應(yīng)決定的,是不能遺傳的部分,受環(huán)境的影響較大。
通過(guò)方差分析,對(duì)組合的特殊配合力的相對(duì)效應(yīng)值進(jìn)行估算,結(jié)果表明:同一組合不同性狀特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值差異較大,不同組合同一性狀特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值差異也較大。本試驗(yàn)的30個(gè)組合8個(gè)性狀及單株產(chǎn)量的特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值見(jiàn)表4。
株高:SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:08-42×PH 6 wc、K 3×PH 6 wc、K 12×B 73、2011×昌7-2、PH 4 cv×Mo 17、PH 4 cv×B 73、PH 4 cv×昌7-2、K 12×Mo 17、K 12×816、、2011×PH 6 wc、817×PH 6 wc、K 3×昌7-2、817×Mo 17、08-42×Mo 17、08-42×816、PH 4 cv×816、K 3×816、2011×Mo 17、817×B 73,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值,表現(xiàn)為植株較矮。
穗位:SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:K 3×PH 6 wc、817×Mo 17、K 12×B 73、817×B 73、PH 4 cv×B 73、08-42×816、K 12×816、PH 4 cv×816、2011×PH 6 wc、2011×昌7-2、PH 4 cv×Mo 17、K 3×816、K 12×昌7-2、817×昌7-2、08-42×昌7-2、817×PH 6 wc,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值,表現(xiàn)為穗位較低。
穗長(zhǎng):SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:08-42×PH 6 wc、K 3×816、K 12×PH 6 wc、2011×B 73、PH 4 cv×Mo 17、2011×PH 6 wc、K 3×昌7-2、PH 4 cv×昌7-2、PH 4 cv×816、08-42×昌7-2、817×816、K 12×Mo 17、K 12×B 73、2011×Mo 17、PH 4 cv×B 73,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值。
穗粗:SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:817×816、08-42×PH 6 wc、K 12×Mo 17、PH 4 cv×昌7-2、K 12×B 73、K 3×Mo 17、2011×PH 6 wc、817×B 73、817×昌7-2、2011×B 73、K 3×昌7-2、K 12×816、K 3×816、08-42×昌7-2、817×PH 6 wc、PH 4 cv×B 73、PH 4 cv×Mo 17、K 12×PH 6 wc、K 3×PH 6 wc、2011×Mo 17,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值。
禿尖長(zhǎng):SCA相對(duì)效應(yīng)值為負(fù)值的組合由低到高依次是:817×Mo 17、08-42×B 73、08-42×816、K 12×PH 6 wc、2011×816、2011×昌7-2、PH 4 cv×PH 6 wc、K 3×816、817×昌7-2、K 12×昌7-2、PH 4 cv×昌7-2、K 3×Mo 17、PH 4 cv×Mo 17、K 12×B 73、817×PH 6 wc、K 3×B 73、2011×PH 6 wc、817×B 73、PH 4 cv×B 73、2011×Mo 17、817×816、K 3×昌7-2、K 12×816,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為正值。
出籽率:SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:817×816、PH 4 cv×Mo 17、08-42×昌7-2、K 3×Mo 17、2011×816、PH 4 cv×B 73、K 12×B 73、K 12×昌7-2、K 3×昌7-2、08-42×816、K 12×PH 6 wc、817×PH 6 wc、PH 4 cv×PH 6 wc,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為正值。
穗粒數(shù):SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:817×816、K 3×816、2011×Mo 17、K 12×昌7-2、2011×B 73、K 12×PH 6 wc、PH 4 cv×Mo 17、08-42×Mo 17、08-42×PH 6 wc、PH 4 cv×816、K 3×昌7-2、08-42×B 73,PH 4 cv×B 73、2011×昌7-2、2011×PH 6 wc,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值。
百粒重:SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:08-42×Mo 17、PH 4 cv×昌7-2、08-42×PH 6 wc、PH 4 cv×816、K 12×PH 6 wc、2011×B 73、08-42×昌7-2、K 3×昌7-2、K 12×B 73、817×B 73、K 3×816、K 12×Mo 17、2011×PH 6 wc、817×816、PH 4 cv×Mo 17、2011×Mo 17、K 12×816,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值。
單株粒重:SCA相對(duì)效應(yīng)值為正值的組合由高到低依次是:PH 4 cv×Mo 17、817×816、08-42×PH 6 wc、K 12×PH 6 wc、K 3×816、2011×B 73、PH 4 cv×816、K 12×B 73、817×昌7-2、2011×PH 6 wc、08-42×Mo 17、PH 4 cv×昌7-2、PH 4 cv×B 73、K 3×昌7-2、2011×Mo 17、08-42×昌7-2,其余組合SCA相對(duì)效應(yīng)值均為負(fù)值。
3.1通過(guò)對(duì)11份自交系材料的株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、出籽率、百粒重8個(gè)主要性狀及單株粒重進(jìn)行一般配合力分析,綜合來(lái)看,K 3、816、K 12、2011、PH 6 wc這5個(gè)自交系的一般配合較強(qiáng),用它們作親本更易獲得優(yōu)良的組合;其他自交系雖然在某些性狀表現(xiàn)不近完美,但稍加改良,均具有較強(qiáng)的利用價(jià)值,在以后的育種工作中要多加利用。
3.2通過(guò)對(duì)30個(gè)組合特殊配合力相對(duì)效應(yīng)值進(jìn)行估算,單株產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)值最高的為08-42×PH 6 wc、817×816、08-42×PH 6 wc、PH 4 cv×Mo 17均為0.05,其中08-42×PH 6 wc表現(xiàn)為穗位低,果穗長(zhǎng)且粗,籽粒大,穗粒數(shù)多等優(yōu)良種性特征;817×816株高、穗位、禿尖效應(yīng)值均為負(fù)值,其他性狀效應(yīng)值為正值,尤其在穗粗、穗粒數(shù)方面表現(xiàn)出特殊的優(yōu)良種性特征;PH 4 cv×Mo 17禿尖效應(yīng)值為負(fù)值,其他性狀效應(yīng)值為正值,尤其在穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)方面表現(xiàn)出特殊的優(yōu)良種性特征;K 12×PH 6 wc單株產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)值為0.04,株高、穗位、禿尖效應(yīng)值為負(fù)值,其他性狀效應(yīng)值為正值,尤其在穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)方面表現(xiàn)出特殊的優(yōu)良種性特征;K 3×816單株產(chǎn)量特殊配合力效應(yīng)值為0.03,禿尖效應(yīng)值為負(fù)值,其他性狀效應(yīng)值均為正值,尤其在穗長(zhǎng)、百粒重、穗粒數(shù)方面表現(xiàn)出特殊的優(yōu)良種性特征,上述組合有很大開(kāi)發(fā)價(jià)值。
3.3通過(guò)對(duì)這11份自交系的GCA和SCA的測(cè)定,表明不同材料的同一性狀一般配合力有較大的差異,相同材料不同性狀的一般配合力差異也很明顯,一般配合力高的材料其組合的特殊配合力不一定高,說(shuō)明優(yōu)良組合的超親表現(xiàn)是基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同作用的結(jié)果。
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(本欄目責(zé)任編輯:曾 勇)
Analysis on the Combining Ability of Several Maize Inbred Lines
YANWenzhi,WANGRuilian,WANGYongxing,HANFengying,KANGHongbiao,YANGYicheng,WUYue
2016-04-25
閆文芝(1964—),女,研究員,主要從事育種工作。
王永行(1987—),男,研究生,主要從事玉米育種工作。
10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.09.098
S 513
A
1001-4705(2016)09-0098-04