王麗麗， 鄧昆鵬， 楊翔宇， 任孝慈， 高冬雪， 趙仁貴

（吉林農業(yè)大學農學院， 長春130118）

配合力是自交系的“生命力”［1－2］。玉米育種家組配雜交種之前都要對親本自交系進行配合力的測定，即無論是外引自交系，抑或一手選育的自交系都要對其進行配合力測定，并將測定結果作為優(yōu)質雜交組合選育的理論依據［3－4］?；谏镎T導發(fā)展起來的DH育種（Doubled Haploid Breeding）技術正逐漸應用于糯玉米育種中，大大提高了糯玉米雜交組合配制效率，縮短了優(yōu)良糯玉米雜交種選育年限［5－6］。前人研究表明，孤雌單倍體加倍后形成的DH系在多數農藝性狀方面與多代自交形成的自交系不存在顯著差異，因此受到廣大育種家的青睞［2，6］。糯玉米支鏈淀粉和皮渣率是影響糯玉米食用品質、工業(yè)加工品質的關鍵性狀［7］，而關于此2性狀的配合力研究卻罕見報道。基于此，本研究選用新育成的5份糯玉米DH系及其雜交組合為研究材料，分析糯玉米DH系主要品質及農藝性狀與我國主要生態(tài)地區(qū)骨干糯玉米親本自交系的配合力效應，并對其遺傳特性和規(guī)律作進一步探討，可以較為系統地評價本團隊選育的DH系與其他生態(tài)地區(qū)糯玉米自交系的配合力情況及雜種優(yōu)勢表現。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試母本糯玉米DH系來源于2015年夏從京科糯2000、萬糯2000、吉糯13、吉白糯115、吉香糯187等糯玉米雜交種經誘導系Tg 29誘導出的單倍體經過秋水仙素加倍而獲得的5份DH系，編號15ND11～15ND 15，于2015年10月種植于吉林農業(yè)大學佛羅玉米育種基地。父本材料為各個生態(tài)地區(qū)主推糯玉米雜交種的親本之一，詳見表1。

表1 供試材料名稱及其來源

1.2 試驗設計

2015年冬，在吉林農業(yè)大學三亞玉米育種基地按照NCⅡ遺傳交配設計組配25份糯玉米雜交組合［1］。2016年春，將25份糯玉米雜交組合采用隨機區(qū)組試驗設計種植于吉林農業(yè)大學長春玉米育種基地［1］。取3株套袋自交并記錄授粉日期，26d后采收，進行室內支鏈淀粉和皮渣率的測定。

1.3 試驗方法

1.3.1 農藝性狀測定

乳熟期收獲小區(qū)中間行有代表性的5穗鮮果穗進行室內考種分析，考察穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重，計算單株產量。

1.3.2 品質測定

對授粉26d后采收的糯玉米鮮果穗進行支鏈淀粉和皮渣率的測定。支鏈淀粉含量的測定方法參照曾慕衡等［8］的方法，皮渣率的測定方法參照袁吉［9］的方法。

1.4 統計分析

綜合利用 Excel 2013和 DPS 7.05軟件進行各性狀的方差及配合力分析，計算平均雜種優(yōu)勢［10－11］。

2 結果與分析

2.1 方差分析

將25份糯玉米雜交組合8個性狀方差分析的F值結果列于表2。由表2可知，不同組合間8個性狀的差異均達極顯著水平，可進一步估算各親本的配合力效應［12］。

2.2 GCA效應分析

將供試糯玉米DH系的8個性狀GCA效應值列于表3。由表3可知，就糯玉米DH系單株產量看15ND 11的單株產量GCA效應值最大，為8.61。此外，15ND 11的支鏈淀粉含量、穗粗、穗行數、行粒數的GCA效應均為正值，但皮渣率、穗長、百粒重的GCA效應為負值，說明以DH系15ND 11作為親本之一，較易配出支鏈淀粉含量較高且皮渣較少、穗粗大、行數和行粒數多的豐產型糯玉米雜交種；15ND 13的單株產量GCA效應值為1.29，支鏈淀粉含量、皮渣率、穗長、行粒數、百粒重的GCA效應為正值，但穗粗、穗行數的GCA效應為負值，表明以15ND 13作為親本之一，對選育支鏈淀粉含量較高但皮渣較多、果穗長且行粒數多、百粒重大的高產型糯玉米雜交種作用明顯。15ND 12、15ND 14、15ND 15 單株產量的GCA效應均為負值，但15ND 15的行粒數、百粒重的GCA效應為較明顯的正值，表明15ND 15在提高糯玉米雜交種的行粒數和百粒重方面有較大利用潛力。

2.3 SCA效應分析

由表4可知，SCA相對效應值為正值的有14個組合，排列在前8位的分別是：15ND 13×景白浚34、15ND15×JN－2、15ND14×1211、15ND11×L66、15ND 14×L 66、15ND 13×1211、15ND 14×JN－2、15ND 11×JQT，SCA效應值分別為7.20、6.07、5.20、5.18、4.88、4.16、3.70、3.67。15ND 13 的 單 株 產 量 一般配合力為正值，但在組合15ND 13×JN－2、15ND 13×JQT、15ND 13×L 66中沒有表現出來。15ND 12、15ND 14、15ND 15的單株產量 GCA 效應為負值，但組合15ND 15×JN－2、15ND 14×1211、15ND 14×L 66、15ND 14×JN－2的單株產量卻表現出較高的特殊配合力。15ND 12×1211的支鏈淀粉含量、皮渣率、穗長的SCA效應位于25個雜交組合中的首位，其次為15ND 15×景白浚34，支鏈淀粉含量、皮渣率、穗長SCA效應值最低的2個組合分別為15ND 12×JN－2和15ND 11×景白浚34；穗粗的SCA效應值最高的2個組合為15ND 13×景白浚34和15ND 12×JN－2，穗粗SCA效應值最低的2個組合為15ND 15×景白浚34和15ND 13×JN－2；穗行數最高的組合為15ND 11×1211和15ND 13×景白浚34，穗行數SCA效應值最低的組合為15ND 12×1211和15ND 14×景白浚34；行粒數SCA效應值最高的2個組合是15ND 11×1211和15ND 12×JN－2，行粒數SCA效應值最低的組合為15ND 11×JQT和15ND 13×JN－2；百粒重SCA效應值最高的2個組合是15ND 14×1211和15ND 11×L 66，最低的組合為15ND 14×JQT 和15ND 15×L 66；單株產量特殊配合力表現突出，并結合其它農藝性狀的SCA來看，15ND 13×景白浚34、15ND 15×JN－2、15ND 14×1211是特殊配合力表現優(yōu)良的前3個組合。

表2 各性狀方差分析F值

表3 糯玉米DH系8個性狀的GCA效應值

表4 糯玉米雜交組合的SCA效應值

2.4 單株產量的TCA效應分析

由表5可知，單株產量TCA效應為正值的組合有16個，依次為15ND 13×1211＞15ND 11×1211＞15ND 11×L 66＞15ND 14×1211＞15ND 11×JN－2＞15ND 12×1211＞15ND 15×1211＞15ND 15×JN－2＞15ND 14×JN－2＞15ND 14×L 66＞15ND 12×L 66＞15ND 13×L 66＞15ND 13×JN－2＞15ND 12×JN－2＞15ND 15×L 66＞15ND 11×JQT。F1代單株產量與其配合力總效應呈極顯著正相關（R2＝0.999 9），產量配合力總效應大小順序與產量結果高低的排列基本一致，說明糯玉米雜交組合各性狀的TCA效應與其實際的表現具有一定相關性，能夠反映糯玉米雜交組合的優(yōu)劣，糯玉米雜交組合總配合力值越高，其親本間雜種優(yōu)勢越高，田間表現就越突出。

表5 糯玉米雜交組合的單株產量TCA效應及其田間表現

2.5 單株產量的平均雜種優(yōu)勢分析

由表6可知，糯玉米雜交組合單株產量平均雜種優(yōu)勢為正值的有14個，具體表現為15ND 13×1211＞15ND 11×1211＞15ND 11×L 66＞15ND 14×1211＞15ND 11×JN－2＞15ND 12×1211＞15ND 15×1211＞15ND 15×JN－2＞15ND 14×JN－2＞15ND 14×L 66＞15ND 12×L 66＞15ND 13×L 66＞15ND 12×JN－2＞15ND 13×JN－2。本試驗中，供試糯玉米DH系與JN－2、1211組配的組合平均雜種優(yōu)勢值均為正值，5個糯玉米DH系與L 66組配的組合平均雜種優(yōu)勢有4個為正值，由此可知，本研究中供試糯玉米DH系與黑龍江、山東、北京地區(qū)糯玉米骨干自交系較易組配出強優(yōu)勢雜交組合，與山西和河北地區(qū)糯玉米骨干自交系較難組配出高產組合。

糯玉米雜交組合15ND 13×1211、15ND 11×1211、15ND 11×L 66、15ND 14×1211、15ND 11×JN－2的雜種優(yōu)勢表現最為突出。上述雜交組合的母本DH系中15ND 11單株產量GCA表現為較高的正值，15ND 13單株產量 GCA 也為正值，15ND 13與1211雜交可獲得強優(yōu)勢雜交組合，15ND 11與1211、L 66和JN－2可組配出強優(yōu)勢組合；糯玉米DH 系15ND 14單株產量GCA效應為負值，但由于15ND 14與高配合力糯玉米自交系1211有較高的特殊配合力，組合15ND 14×1211有較高的總配合力效應，表現出較高的產量雜種優(yōu)勢。上述現象體現了選育糯玉米自交系注重GCA的選系原則，在GCA高的基礎上，再篩選高SCA值，較易獲得強優(yōu)勢糯玉米雜交組合。

表6 糯玉米雜交組合單株產量的平均雜種優(yōu)勢

3 討論與結論

3.1 新育糯玉米DH系的配合力分析

玉米雜交組合的產量高低，既取決于親本GCA高低，還取決于組合SCA高低，即取決于總配合力效應值（TCA）大?。?3－15］。結合單株產量等8個性狀SCA效應表現，15ND 13×景白浚34、15ND 15×JN－2、15ND 14×1211是特殊配合力表現優(yōu)良的前3個組合。單株產量TCA效應表現突出的組合有15ND 13×1211、15ND 11×1211、15ND 11×L 66、15ND 14×1211、15ND 11×JN－2，產量配合力總效應大小順序與產量結果高低排列基本一致。

3.2 新育糯玉米DH系的雜種優(yōu)勢表現及利用價值

玉米新種質的創(chuàng)制、改良與利用是玉米育種成敗的關鍵［16］。本團隊選育的5份糯玉米DH系與分屬于我國不同生態(tài)地區(qū)的糯玉米骨干自交系組配的雜交組合中產量雜種優(yōu)勢表現突出的有15ND 13×1211、15ND 11×1211、15ND 11×L 66、15ND 14×1211、15ND 11×JN－2。新育糯玉米DH 系與JN－2、1211和L 66組配的雜交組合表現較好，雜種優(yōu)勢值較高，新育糯玉米DH系與景白浚34和JQT組配的組合產量雜種優(yōu)勢值均為負值，由此可知，新育糯玉米DH系與黑龍江、山東、北京地區(qū)糯玉米骨干自交系較易組配出強優(yōu)勢雜交組合，與山西和河北地區(qū)糯玉米骨干自交系較難組配出高產組合。

［1］景桂昕，姜龍，王薪淇，等.東北地區(qū)幾個糯玉米DH系單株產量的配合力分析［J］.種子，2015，34（9）：82－85.

［2］吳玥，鄭雷雷，慈佳賓，等.不同密度下玉米DH系穩(wěn)定性及配合力分析［J］.吉林農業(yè)大學學報，2014，36（4）：384－388.

［3］毛建昌，張世煌，李向拓.選育高產高配合力玉米自交系的途徑與方法［J］.中國農業(yè)科學，2006，39（5）：872－878.

［4］劉紀麟.玉米育種學（第二版）［M］.北京：中國農業(yè)出版社，2002：172－177.

［5］李向永，姜龍，王薪淇，等.糯玉米單倍體誘導和加倍的研究［J］.西北農林科技大學學報（自然科學版），2016，44（8）：91－96.

［6］陳紹江，黎亮，李浩川，等.玉米單倍體育種技術（第2版）［M］.北京：中國農業(yè)大學出版社，2012（3）.

［7］謝孝頤，蔡志飛，印志同，等.糯玉米育種概論［J］.玉米科學，2003（專刊）：58－67.

［8］曾慕衡，劉鵬飛，蔣鋒，等.鮮食型糯玉米果皮厚度和支鏈淀粉含量的遺傳特性［J］.西北農林科技大學學報（自然科學版），2010（1）：97－103.

［9］袁吉.糯玉米主要品質性狀遺傳規(guī)律研究［D］.長春：吉林農業(yè)大學，2012.

［10］唐啟義，馮明光.實用統計分析及其DPS數據處理系統［M］.北京：科學技術出版社，2002：304－311.

［11］劉來福，毛盛賢，黃遠樟.作物數量遺傳［M］.北京：農業(yè)出版社，1984：206－250.

［12］鄧昆鵬，王薪淇，谷男，等.美國玉米種質改良系主要農藝性狀的配合力及雜種優(yōu)勢分析［J］.種子，2016，35（4）：85－88.

［13］顧麗香，劉志增，祝麗英，等.玉米DH系產量及其構成因素一般配合力相關性分析［J］.玉米科學，2008，16（2）：36－38，43.

［14］楊巍，李玲，姜龍，等.不同密度下玉米DH系單株產量的雜種優(yōu)勢及配合力分析［J］.吉林農業(yè)大學學報，2014，36（1）：23－29.

［15］劉鵬，任英，閆麗娜.幾個玉米自交系主要農藝性狀的配合力和遺傳參數分析［J］.玉米科學，2004，12（4）：31－34.

［16］張世煌，徐偉平，李明順，等.玉米育種面臨的機遇與挑戰(zhàn)［J］.玉米科學，2008，16（6）：1－5.