秦燕 楊洪 趙永康 李蘭 楊進
摘要采用不完全雙列雜交設計,對新選育的16個玉米自交系進行配合力及遺傳參數(shù)分析。配合力分析結果表明,自交系W3、W7、Q4、Q6、Q7在降低株高、穗位高表現(xiàn)較好;W1、W4、Q1在增加穗長、減少禿尖長表現(xiàn)較好;W4、W8、Q4、Q8在增加籽粒深度方面表現(xiàn)較好;W1、Q8在增加穗行數(shù)和行粒數(shù)方面表現(xiàn)較好;W1、W4、W8、Q1、Q3在增加出籽率方面表現(xiàn)較好;W1、W4、W5、Q1、Q4等在增加百粒重方面表現(xiàn)較好;W1、W4、W5、Q1、Q4、Q8在增加產量方面表現(xiàn)較好。遺傳參數(shù)分析結果表明,穗長、禿尖長、穗行數(shù)宜在早代進行選擇;株高、穗位高、出籽率、百粒重、單株產量適宜在晚代進行選擇。
關鍵詞玉米;自交系;配合力
中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號0517-6611(2017)31-0031-03
AbstractThe combining ability and genetic parameters of 16 new maize inbred lines were analyzed by incomplete diallel cross design. The results of combining ability showed that the inbred lines W3, W7, Q4, Q6 and Q7 were better in reducing the plant height and ear height. W1, W4 and Q1 were better in increasing the ear length and reducing the sterile length. W4, W8, Q4 and Q8 were better in increasing the kernel depth. W1 and Q8 were better in increasing the row per ear and kernels per row. W1, W4, W8, Q1 and Q3 were better in increasing the seeding rare. W1, W4, W5, Q1 and Q4 were better in increasing the 100kernel weight. W1, W4, W5, Q1, Q4 and Q8 were better in increasing the yield. The results of genetic parameters showed that ear length, sterile length, and row per ear should be selected in earlier generation. Plant height, ear height, seeding rare, 100kernel weight and yield per plant should be selected in later generation.
Key wordsMaize;Inbred lines;Combining ability
玉米育種難在選系,重在組配,中心是配合力問題,配合力是自交系選育和雜交種組配的核心[1]。通過完全或不完全雙列雜交設計,分析各個供試自交系各性狀的一般配合力和特殊配合力,并對其遺傳參數(shù)進行分析,進而對各參試自交系的利用價值和應用潛力做出綜合評價,以便在種質資源的改良,以及多抗、優(yōu)質、高產的自交系選育等方面加以利用。賈亞濤等[2]、崔超等[3]、付忠軍等[4]分別對各自選育的自交系進行配合力分析,表明配合力的研究對自交系的利用具有重要意義。
為了拓寬種質資源,成都市農林科學院2007—2008年合成了群體P1、P2,每個群體均為10個單交組合經(jīng)2次隔離重組合成的遺傳平衡群體[5],經(jīng)過多年的選擇,育成了8個自交系Q1~Q8,同時利用參加省區(qū)試的雜交組合選育了8個二環(huán)系W1~W8。該試驗采用不完全雙列雜交設計對16個新選玉米自交系進行配合力研究,旨在測定新選自交系主要性狀的配合力,并對其遺傳參數(shù)進行分析,為自交系的合理應用提供依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
2015年秋季選用8個玉米自交系W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8作為父本,8個玉米自交系Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8作為母本,采用不完全雙列雜交配制64個雜交組合。父本系為使用往年參加省區(qū)試的組合選育的二環(huán)系,母本系則是從人工合成群體P1、P2中選育的自交系。
2016年春季在崇州羊馬科技試驗園區(qū)進行64個組合的田間試驗。試驗采用隨機區(qū)組設計,3次重復,單行區(qū),行距085 m,窩距0.40 m,雙株種植,每行12株,對照品種為渝單8號,田間管理同大田生產。取中間10株調查獲取數(shù)據(jù)資料。
1.2考察性狀
田間調查株高、穗高,室內考察穗長、禿尖長、籽粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重、單株產量等。
1.3統(tǒng)計分析
以小區(qū)均數(shù)為單位,利用DPS軟件,將數(shù)據(jù)進行方差分析;對組合間差異顯著的性狀,按明道緒等[6]、高之仁[7]的不完全雙列雜交模型作配合力分析。
2結果與分析
2.1各性狀方差分析
對64個雜交組合10個農藝性狀、經(jīng)濟性狀進行配合力方差分析(表1),可以看出,10個性狀組合間差異均達極顯著水平,表明這些性狀在各雜交組合間遺傳差異真實存在。10個性狀的GCA和SCA差異均達顯著或極顯著水平,表明這些性狀的GCA和SCA在親本和組合間存在真實的差異。
2.2一般配合力分析
一般配合力是指某一親本的性狀對雜交組合影響的平均表現(xiàn),它主要決定于基因的加性效應,是可以遺傳的部分[7]。從表2可以看出,不同自交系同一性狀的GCA相對效應值有很大差異,同一自交系不同性狀的GCA相對效應值也有很大差異。
父本系中W3、W7及母本系中Q4、Q6、Q7株高、穗位高的GCA值均為負,利用它們有可能降低所配組合的株高、穗位高。父本系中W1、W4及母本系中的Q1的穗長GCA為正,禿尖長GCA為負,利用它們有可能提高所配組合的穗長,降低禿尖長。父本系中W8、W4,母本系中Q4、Q8籽粒深度GCA為正,利用這些自交系有可能組配出籽粒較深的組合。父本系中W1,母本系中Q8穗行數(shù)、行粒數(shù)GCA均為正,利用這些自交系有可能組配出較高穗行數(shù)和行粒數(shù)的組合。父本系中W1、W4、W8,母本系中Q1、Q3出籽率GCA為正,利用這些自交系有可能組配出出籽率較高的組合。父本系中W1、W4、W5,母本系中Q1、Q4百粒重GCA為正,利用這些自交系有可能增加所配組合的百粒重。父本系中W1、W4、W5,母本系中Q1、Q4、Q8產量GCA均為正,利用這些自交系有可能組配出高產組合。
分析產量GCA相對效應值較高的6個自交系的其余性狀可知,W1可增加所配組合的株高、穗位高、穗長、籽粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重等性狀,減少禿尖長。W4可增加所配組合的株高、穗長、籽粒深度、行粒數(shù)、出籽率、百粒重等性狀,降低或減少穗位高、禿尖長、穗行數(shù)。W5可增加株高、穗位高、穗長、行粒數(shù)、出籽率、單株產量等性狀,降低或減少禿尖長、籽粒深度、穗行數(shù)。Q1可增加穗位高、穗長、籽粒深度、行粒數(shù)、出籽率、百粒重等性狀,降低或減少株高、禿尖長、穗行數(shù)。Q4可增加籽粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重,降低或減少株高、穗位高、穗長、禿尖長。Q8可增加株高、穗位高、穗長、禿尖長、籽粒深度、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重,可降低出籽率。結果表明W1、W4、W5、 Q1、Q4、Q8多數(shù)性狀GCA效應值為正,但也有少數(shù)性狀GCA效應值為負,表明一個優(yōu)良的自交系不是每個性狀都很好,主要在目標或某性狀上表現(xiàn)出較高的配合力,根據(jù)育種目標進行合適的組配,以期獲得在某一個或某幾個目標性狀較優(yōu)良的雜交組合。
2.3特殊配合力分析
特殊配合力是雜交組合與雙親一般配合力預期結果的偏差,它的高低決定于親本基因型的非加性基因效應,不能穩(wěn)定遺傳[7]。將SCA效應值按正向、負向進行組合歸類(表3)??梢姼餍誀頢CA效應值為正向和負向的雜交組合個數(shù)相當,正向、負向效應值變幅較大。效應值最大(株高、穗位高、禿尖長按負向最大的計)的組合中,W5在穗長、穗行數(shù)、百粒重等3個性狀中出現(xiàn),W5的這3個性狀GCA效應值依次為5.0、-2.9、4.6,由此可見,SCA高的組合,其親本GCA未必高,反之GCA高的親本組配的組合SCA未必一定高,這與吳宏亮等[8]的研究結果基本一致。W4×Q8是產量性狀SCA表現(xiàn)最好的組合,W6×Q6是產量性狀SCA表現(xiàn)較差的組合,由表2可知,W4和Q8的產量GCA相對效應值均為正,W6和Q6的GCA相對效應值均為負,表明SCA高的組合,其雙親或者1個親本的GCA也較高,SCA低的組合,其雙親或者1個親本的GCA也較低。因此,新選自交系的利用,在GCA選擇基礎上還應注重SCA選擇。
2.4遺傳參數(shù)分析
由表4可知,穗長、禿尖長、穗行數(shù)的GCA方差遠大于SCA方差,說明這些性狀受加性基因影響。行粒數(shù)的GCA方差略大于SCA方差,該性狀同時受加性基因和非加性基因影響,加性基因影響略大于非加性基因。株高、穗位高、出籽率、百粒重、單株產量的GCA方差遠小于SCA方差,表明這些性狀主要受非加性基因影響。籽粒深度的GCA方差略小于SCA方差,表明該性狀同時受加性基因和非加性基因影響,加性基因影響略小于非加性基因。穗長、禿尖長、穗行數(shù)等性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力都較高,且主要受加性基因影響,宜在早代進行選擇。株高、穗位高、出籽率、百粒重、單株產量的廣義遺傳力較高,而狹義遺傳力偏低,且主要受非加性基因影響,適宜在晚代進行選擇。這與茍才明等[9]的研究結果大體一致。
3結論與討論
配合力是自交系的一種內在特性,它不是通過自交系自身的農藝、經(jīng)濟性狀表現(xiàn)可以確定的,而是由其所配雜交組合各性狀表現(xiàn)來體現(xiàn) [10]。一般配合力分析表明,自交系W3、W7、Q4、Q6、Q7在降低株高、穗位高方面表現(xiàn)較好。W1、W4、Q1在增加穗長、減少禿尖長方面表現(xiàn)較好。Q4、Q6在增加穗粗、降低軸粗方面表現(xiàn)較好。W8、W4、Q4、Q8在增加籽粒深度方面表現(xiàn)較好。W1、Q8在增加穗行數(shù)和行粒數(shù)方面表現(xiàn)較好。W1、W4、W8、Q1、Q3在增加出籽率方面表現(xiàn)較好。W1、W4、W5、Q1、Q4等在增加百粒重方面表現(xiàn)較好。W1、W4、W5、Q1、Q4、Q8在增加產量方面表現(xiàn)較好。因而對新選自交系的利用,首先應測定其配合力,再根據(jù)測定結果有針對性地配置組合或改良自交系,在一般配合力選擇的基礎上強調特殊配合力的選擇。
參考文獻
[1] 蓋鈞鎰.作物育種學各論[M].北京:中國農業(yè)出版社,2006:128.
[2] 賈亞濤,紀志芳,蘇冰倩,等.9個玉米自交系配合力和遺傳參數(shù)分析[J].山西農業(yè)科學,2015,43(2):127-130.
[3] 崔超,高聚林,于曉芳,等.18個玉米自交系氮效率相關性狀的配合力分析[J].作物學報,2014,40(5):838-849.
[4] 付忠軍,楊華,祈志云,等.6份CIMMYT玉米自交系穗部性狀配合力分析[J].湖北農業(yè)科學,2014,53(14):3241-3243.
[5] 秦燕,郭泓鋆,楊新梅,等.兩個玉米人工合成群體選系的配合力分析[J].安徽農業(yè)科學,2015,43(20):82-84,102.
[6] 明道緒,黃玉碧.不完全雙列雜交單株資料的配合力分析[J].西南農業(yè)學報,1994,7(3):102-107.
[7] 高之仁.數(shù)量遺傳學[M].成都:四川大學出版社,1986:413-433.
[8] 吳宏亮,康建宏,張立杰,等.8個玉米自交系穗部性狀配合力分析[J].山東農業(yè)科學,2013,45(10):20-23.
[9] 茍才明,楊克誠.5個玉米人工合成群體選系的配合力分析[J].華北農學報,2008,23(2):62-67.
[10] 敖君.幾個玉米自交系主要數(shù)量性狀配合力分析[J].玉米科學,1999,7(1):41-42.