盧秉生 張劍峰 姚永祥 王 亮

(1.遼寧省丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院,遼寧 鳳城 118109;2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)附屬實驗場,遼寧 沈陽 110866)

溫帶資源旅大紅骨種質(zhì)作為中國玉米5 大血緣之一,為我國玉米雜交種生產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。旅大紅骨種質(zhì)的廣適性、穩(wěn)產(chǎn)性是遼寧地區(qū)不可或缺的種質(zhì)資源[1],來自熱帶玉米資源蘇灣種質(zhì)以其優(yōu)異的抗病、抗逆、優(yōu)質(zhì)等特性一直是廣大玉米育種者青睞的資源[2]。近年來,丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院引入熱帶含有蘇灣種質(zhì)資源進(jìn)行旅大紅骨種質(zhì)改良和發(fā)掘。育種工作對種質(zhì)的利用最終歸結(jié)為對性狀配合力的選擇[3]。為了對種質(zhì)資源創(chuàng)新改良效果及對雜種優(yōu)勢利用提供參考,提高育種效率,本文對旅熱馴化玉米自交系進(jìn)行配合力分析,了解主要性狀的遺傳規(guī)律和F1的表現(xiàn),為旅熱馴化玉米自交系的利用和強(qiáng)優(yōu)組合的選配提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

以丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院用旅大紅骨和熱帶蘇灣種質(zhì)改良育成的丹LR1、丹LR2、丹LR3、丹LR4、丹LR5 做母本,本單位育成的D420、丹717、C8645和國內(nèi)骨干系鄭58 做父本,采用NCⅡ不完全雙列雜交法進(jìn)行配合力分析。

1.2 試驗方法

2018 年于海南島組配雜交組合20 個,2019年在丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗地進(jìn)行田間鑒定試驗。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,3 次重復(fù),密度6.0 萬株/hm2,4行區(qū),小區(qū)行長5.0 m,行距0.60 m,每區(qū)種72株,5 月6 日播種,管理同大田。小區(qū)中間兩行去除前3 株后,連續(xù)10 株進(jìn)行田間調(diào)查,測產(chǎn)采收。

1.3 調(diào)查項目和統(tǒng)計方法

調(diào)查項目:產(chǎn)量、株高、穗位高、莖粗、穗粗、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重、雄穗主軸長度、雄穗分支數(shù)、穗上第一葉葉長、穗上葉距、穗上葉數(shù)和葉夾角16 個性狀。

數(shù)據(jù)分析采用DPS 和Excel 軟件,按NC Ⅱ(不完全雙列雜交)設(shè)計的原理和方法進(jìn)行配合力分析,并估算群體遺傳參數(shù)[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀的配合力方差分析

將包含產(chǎn)量因素在內(nèi)的16 個性狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(表1),各組合之間除穗粗和莖粗外,其余14 個性狀均達(dá)到極顯著水平,將組合間的配合力方差分解為P1、P2,組合親本的一般配合力(GCA)方差和P1×P2的特殊配合力(SGA)方差。F 測驗表明,P1、P2和P1×P2各個性狀達(dá)到顯著或極顯著水平。說明14 個性狀在不同基因型間存在遺傳差異,可做進(jìn)一步分析。

2.2 一般配合力效應(yīng)分析

一般配合力是指某一個純系親本在一系列雜交組合中某數(shù)量性狀的平均表現(xiàn),是由親本基因型的加性效應(yīng)基因決定的,是可遺傳的部分[5～8]。表2 對被測系各性狀的GCA 效應(yīng)進(jìn)行分析,均表現(xiàn)正向效應(yīng)和負(fù)向效應(yīng)。丹LR1 對F1代的穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗上葉數(shù)、穗上葉距有正向增加作用;丹LR2 對F1代穗長、株高有正向增加作用;丹LR3 對F1代產(chǎn)量、穗長、百粒重、雄穗主軸長度、雄穗分枝數(shù)有正向增加作用;丹LR4 對F1代莖粗、葉夾角有正向增加作用;丹LR5 對F1代產(chǎn)量、出籽率、百粒重、穗位、雄穗主軸長度、第一葉葉長有正向增加作用?？梢钥闯龅R5 和丹LR3 對多個性狀都有正向的作用,具有較高的一般配合力,對改良F1的性狀有積極的作用。

2.3 特殊配合力效應(yīng)分析

特殊配合力是指在特定組合內(nèi),兩個親本自交系各自貢獻(xiàn)給雜交種的基因通過互作而表現(xiàn)的非加性基因效應(yīng)[5～8]。由表3 各性狀的SCA 分析可以看出20 個雜交組合14 個性狀的SCA 效應(yīng)值差異很大。產(chǎn)量性狀的SCA 正效應(yīng)值最大的組合為丹LR1×鄭58,出籽率正效應(yīng)值最大的組合為丹LR2×D420,穗長正效應(yīng)值最大的組合為丹LR2×C8645,行數(shù)正效應(yīng)值最大的組合為丹LR5×D420,行粒數(shù)正效應(yīng)值最大的組合為丹LR4×鄭58,百粒重正效應(yīng)值最大的組合為丹LR1×丹717,株高負(fù)效應(yīng)值最大的組合為丹LR4×鄭58,穗位負(fù)效應(yīng)值最大的組合為丹LR4×鄭58,雄穗主軸長度正效應(yīng)值最大的組合為丹LR2×丹717,雄穗分支數(shù)正效應(yīng)值最大的組合為丹LR3×丹717,穗上葉數(shù)正效應(yīng)值最大的是丹LR5×D420,穗上葉距正效應(yīng)值最大的組合為丹LR3×丹717,第一葉葉長正效應(yīng)值最大的組合為丹LR4×D420,葉夾角正效應(yīng)值最大的組合為丹LR4×C8645。

2.4 遺傳參數(shù)分析

廣義遺傳力的大小反映了在總表型變異中,由遺傳原因引起的變異所占比例的大小[5～8]。狹義遺傳力反映了在表型變異中由加性效應(yīng)引起的變異相對的重要性,它的大小反映了親代性狀遺傳給子代的能力[5～8]。廣義遺傳力大小順序為:行粒數(shù)＞出籽率＞穗長＞行數(shù)＞雄穗分枝數(shù)＞百粒重＞穗上葉距＞雄穗主軸長度＞穗上葉數(shù)＞穗位＞株高＞第一葉葉長＞產(chǎn)量 ＞葉夾角。狹義遺傳力大小順序為:百粒重＞出籽率＞第一葉葉長＞產(chǎn)量＞雄穗主軸長度＞雄穗分枝數(shù)＞穗位＞穗長＞株高＞穗上葉距＞葉夾角。產(chǎn)量、百粒重和第一葉葉長的一般配合力方差占遺傳方差百分率在50%以上,說明F1代產(chǎn)量、百粒重和第一葉葉長主要是由雙親一般配合力較高而產(chǎn)生的。出籽率、穗長、株高、穗位、雄穗主軸長度、雄穗分枝數(shù)、穗上葉距、葉夾角一般配合力方差占遺傳方差百分率均小于50%,說明這些性狀的變異除由遺傳作用引起外,受環(huán)境的影響較大。出籽率、穗長、行數(shù)、行粒數(shù)、株高、穗位、雄穗主軸長度、雄穗分枝數(shù)、穗上葉數(shù)、穗上葉距、葉夾角特殊配合力方差占遺傳方差百分率均在50%以上,說明旅熱馴化玉米自交系應(yīng)用上要注重特殊配合力的利用。

表1 各性狀配合力的方差分析

表2 各性狀的GCA 效應(yīng)分析

表3 各性狀的SCA 分析

表4 各性狀的群體遺傳參數(shù)估計

3 結(jié)論與討論

3.1 主要性狀的配合力

通過對9 個自交系14 個性狀的GCA 分析,丹LR5 和丹LR3 是GCA 效應(yīng)值表現(xiàn)優(yōu)良的自交系。用丹LR5 配出的雜交種表現(xiàn)出高產(chǎn)、行數(shù)多、行粒數(shù)多、容重高、花粉量大、株型通風(fēng)透光性好的特點(diǎn);用丹LR3 組配的雜交種表現(xiàn)出高產(chǎn)、穗長、容重高的特點(diǎn);根據(jù)GCA 效應(yīng)值和SCA 效應(yīng)值,篩選出高產(chǎn)組合丹LR5×D420、丹LR5×丹717 和丹LR3×D420。

3.2 主要性狀的遺傳參數(shù)

在研究的14 個性狀中狹義遺傳力均在50%以下,說明這些性狀的變異除由遺傳作用引起外,在很大程度上受環(huán)境和雙親特殊配合力的影響,不宜早代選擇。旅熱馴化玉米自交系組配雜交種過程中除選用較高一般配合力的雙親外,要注重對特殊配合力的利用。