王輝,張曉祥,王平喜,張懷勝,陳士林

（1.河南科技學院生命科技學院,河南 新鄉(xiāng) 453003;2.現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心,河南 新鄉(xiāng) 453003）

本試驗以115 個玉米雜交組合為研究對象,在對6 個主要產量構成因素與產量進行相關分析的基礎上,利用通徑分析將遺傳相關系數(shù)分解為直接作用和間接作用,進一步解釋各性狀在玉米產量組成中的相對重要性，探討各產量構成因素對產量的影響,從而為玉米高產育種提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用河南科技學院玉米課題組新選育的115 個玉米雜交組合為試驗材料.

1.2 試驗方法

試驗在河南科技學院輝縣試驗田進行,土質肥沃,土地平整,通透性好.采用隨機區(qū)組設計,3 次重復,1行區(qū),行長5 m,行距0.6 m,株距0.25 m,密度5 000 株/667 m2.田間管理與常規(guī)生產田管理相同.成熟時每小區(qū)隨機選擇10 株收獲,進行室內考種,調查產量和穗數(shù)、小區(qū)穗粒質量、穗粗、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù).

1.3 主要性狀調查與測定方法

穗數(shù):成熟時收獲的果穗數(shù)量,用個表示;小區(qū)穗粒質量:不同組合脫粒稱質量,用kg 表示;穗長:選取10 個代表性果穗,測量穗基部到頂部的長度,取平均值,用cm 表示;穗粗:選取10 個代表性果穗,測量果穗中部的直徑,取平均值,用cm 表示;穗行數(shù):選取10 個代表性的果穗,測量每個果穗一圈的穗行數(shù),取其平均值;行粒數(shù):選取10 個代表性的果穗,測量1～2 個整齊穗行的籽粒數(shù),取其平均值;小區(qū)產量:將收獲的果穗風干或烘干,然后稱質量,得到產量,用kg 表示.

1.4 分析方法

采用Microsoft Excel2016 和SPSS17.0 數(shù)據(jù)處理軟件的回歸分析程序進行遺傳分析、相關分析和通徑分析,得到產量及產量構成要素之間的遺傳相關系數(shù)和通徑系數(shù),再對產量構成要素進行分析.

2 結果與分析

2.1 玉米產量構成因素與小區(qū)產量的描述統(tǒng)計分析

玉米產量構成因素與產量的描述統(tǒng)計結果見表1.

表1 產量構成因素的描述統(tǒng)計Tab.1 Descriptive statistics of production components

由表1 可知,穗數(shù)的最大值與最小值分別為41.00 個和18.00 個,相差23.00 個,均值為32.65 個,變異系數(shù)為70.44%,穗數(shù)的離散程度很大,雜交組合間遺傳差異大;小區(qū)穗粒質量的最大值與最小值分別為8.80 kg和4.05 kg,相差4.75 kg,均值為7.04 kg,變異系數(shù)為67.47%;穗長的最大值與最小值分別為21.88 cm和15.10 cm,相差6.78 cm,均值為18.19 cm,變異系數(shù)為37.27%,穗長的離散程度很小,雜交組合間遺傳差異小;穗粗的最大值與最小值分別為6.50 cm 和4.54 cm,相差1.96 cm,均值為5.52 cm,變異系數(shù)為35.51%,穗粗的離散程度很小,雜交組合間遺傳差異小;穗行數(shù)的最大值與最小值分別為19.20 行和12.80行,相差6.40 行,均值為16.38 行,變異系數(shù)為39.07%;行粒數(shù)的最大值與最小值分別為42.60 粒和28.40粒,相差14.20 粒,均值為35.43 粒,變異系數(shù)為40.80%;小區(qū)產量的最大值與最小值分別為10.75 kg 和4.85 kg,相差5.90 kg,均值為8.44 kg,變異系數(shù)為69.91%,產量的離散程度很大,雜交組合間遺傳差異大.

于是，我爬了墻，這一招我練習了很久，終于等到這一天，劉佳沒有鎖窗戶，真是太好了。他睡得正香，嘴邊流了一絲口水，我把窗簾拉開，朦朧的月光讓躺著的劉佳看起來像一個睡王子，我傻乎乎地看著睡著了。

各因素的變異系數(shù)從大到小依次為穗數(shù)＞小區(qū)穗粒質量＞行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗長＞穗粗.說明穗數(shù)在玉米品種選育過程中的變異程度較大,即該性狀穩(wěn)定性差,選擇范圍較廣.而穗粗的變異系數(shù)最小,說明該性狀穩(wěn)定性較好,但在品種選育過程中選擇的潛力相對較小.穗數(shù)、小區(qū)穗粒質量、行粒數(shù)、穗行數(shù)、穗長、穗粗及產量數(shù)據(jù)的偏斜度均接近于1,說明各組數(shù)據(jù)近似符合正態(tài)分布,因此本試驗的相關分析、回歸分析和通徑分析的結果可靠.

2.2 玉米產量構成因素與小區(qū)產量的回歸分析

玉米產量構成因素方差分析結果見表2.

表2 產量構成因素的方差分析Tab.2 Analysis of variances of production constituent factors

由表2 可知,F=282.827 7、P=0.000 0＜0.01 回歸方程具有統(tǒng)計學意義, 由此產量與各農藝性狀的回歸方程為

式（1）中：x1為穗數(shù)、x2為小區(qū)穗粒質量、x3為穗粗、x4為穗長、x5為穗行數(shù)、x6為行粒數(shù).玉米產量構成因素的偏回歸系數(shù)的顯著性檢驗結果見表3.

表3 偏回歸系數(shù)的顯著性檢驗Tab.3 Significance tests for biased regression coefficients

由表3 可知，小區(qū)穗粒質量x2的偏回歸系數(shù)的差異顯著性小于0.01,差異極顯著,應該保留在方程中.而其他5 個自變量的偏回歸系數(shù)的差異顯著性大于0.05,差異不顯著，無統(tǒng)計學意義,應該從方程中剔除.因此,回歸方程優(yōu)化為：

式（2）中：x2為小區(qū)穗粒質量.這說明,6 個農藝性狀中的小區(qū)穗粒質量對產量產生了極顯著的影響.

2.3 玉米產量構成因素與小區(qū)產量的相關分析

玉米產量構成因素間的相關性分析如表4 所示.

表4 玉米產量構成要素間的相關系數(shù)Tab.4 Correlation coefficients between maize yield components

由表4 可知,穗數(shù)、小區(qū)穗粒質量、穗粗、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)與產量均為正相關,相關系數(shù)大小為小區(qū)穗粒質量>穗數(shù)>行粒數(shù)>穗長>穗行數(shù)>穗粗.

小區(qū)穗粒質量和穗數(shù)與產量的相關系數(shù)分別是0.97、0.77,達到極顯著水平;穗粗、穗長、穗行數(shù)與產量的相關系數(shù)分別為0.05、0.14、0.12,未達到顯著,但呈正相關關系.行粒數(shù)與產量的相關系數(shù)為0.22,達到了顯著水平.穗數(shù)與小區(qū)穗粒質量的相關系數(shù)為0.77,也達到了極顯著水平,說明它們之間也存在極為緊密的關系.穗長與穗行數(shù)之間的相關系數(shù)為0.27,呈顯著正相關.行粒數(shù)與穗長、穗行數(shù)的相關系數(shù)為0.66、-0.34,均達到了極顯著水平且行粒數(shù)與穗質量的相關系數(shù)為0.23,也達到了顯著水平,行粒數(shù)對其他因素都產生一定的影響.相關系數(shù)雖然能表明各對性狀間的相關程度,但要解釋各性狀對產量的作用大小,還必須進一步進行通徑分析.

2.4 玉米產量構成因素與小區(qū)產量的通徑分析

玉米產量構成要素間的通徑分析如表5 所示.

表5 玉米產量構成要素間的通徑分析Tab.5 Pathway analysis between maize yield components

通過玉米產量構成因素與產量的通徑分析可以客觀地評價各產量構成性狀對產量的相對重要性.由表5 可知,影響產量直接作用最大的是小區(qū)穗粒質量（0.879 1）,其次是穗數(shù)（0.052 2）,接著是穗粗（0.031 9）,穗長（0.025 2）,穗行數(shù)（-0.004 5）,行粒數(shù)（-0.012 1）.2.4.1 小區(qū)穗粒質量對小區(qū)產量的效應 小區(qū)穗粒質量對小區(qū)產量的直接通徑系數(shù)為0.879 1,對小區(qū)產量的直接影響最大.通過行粒數(shù)、穗長和穗行數(shù)所起的間接效應為負值,而穗數(shù)、穗粗所起的間接效應為正值,負效應大于正效應.小區(qū)穗粒質量對小區(qū)產量的綜合效應為r=0.97**.小區(qū)穗粒質量對小區(qū)產量所起的作用較大,在選育品種時,要選育小區(qū)穗粒質量較重的品種,但同時還要考慮行粒數(shù)、穗長和穗行數(shù)等性狀.

2.4.2 穗數(shù)對小區(qū)產量的效應 穗數(shù)對產量的直接通徑系數(shù)為0.052 2,通過小區(qū)穗粒質量、行粒數(shù)所起的間接效應為正值,而穗長、穗粗和穗行數(shù)所起的間接效應為負值,負效應大于正效應.穗數(shù)對小區(qū)產量的綜合效應為r=0.77**.穗數(shù)對小區(qū)產量所起的作用較大.

2.4.3 穗粗對小區(qū)產量的效應 穗粗對產量的直接通徑系數(shù)為0.031 9,通過小區(qū)穗粒質量、穗數(shù)、穗長、行粒數(shù)和穗行數(shù)所起的間接效應全為負值,說明穗粗在增加的同時,其他性狀都會起負效應.穗粗對小區(qū)產量的綜合效應為r=0.05.

2.4.4 穗長對小區(qū)產量的效應 穗長對產量的直接通徑系數(shù)為0.025 2,通過小區(qū)穗粒質量和穗行數(shù)所起的間接效應為正值,而穗粗、穗數(shù)和行粒數(shù)所起的間接效應為負值,說明提高穗長也可提高產量.穗長對小區(qū)產量的綜合效應為r=0.14.

2.4.5 穗行數(shù)對小區(qū)產量的效應 穗行數(shù)對產量的直接通徑系數(shù)為-0.004 5,通過穗長、行粒數(shù)、小區(qū)穗粒質量、穗數(shù)和穗粗所起的間接效應為正值,說明穗行數(shù)在增加的同時,其他性狀都會起正效應.穗行數(shù)對小區(qū)產量的綜合效應為r=0.12.

2.4.6 行粒數(shù)對小區(qū)產量的效應 行粒數(shù)對產量的直接通徑系數(shù)為-0.012 1,通過穗數(shù)所起的間接效應為負值,而小區(qū)穗粒質量、穗長、穗粗和穗行數(shù)所起的間接效應為正值.行粒數(shù)對小區(qū)產量的綜合效應為r=0.22*,為顯著正相關,說明在選育品種過程中選行粒數(shù)多的品種.

3 結論與討論

本文對玉米產量及產量構成因素進行統(tǒng)計分析,結果表明,變異系數(shù)大小為穗數(shù)＞小區(qū)穗粒質量＞行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗長＞穗粗,此結果與王楠等[16]研究結果有所差異.穗數(shù)的變異系數(shù)最大,說明該性狀穩(wěn)定性差.穗數(shù)和小區(qū)穗粒質量2 個性狀的變異系數(shù)超過50%,這說明在這2 個性狀上的遺傳變異豐富,在相同的氣象條件和栽培條件下,玉米品種不同,其穗數(shù)和小區(qū)穗粒質量明顯不同.2 個性狀受自身的遺傳變異外，還易受環(huán)境條件的影響.

相關分析表明,6 個產量構成因素與產量的相關系數(shù)均為正值.相關系數(shù)大小為小區(qū)穗粒質量>穗數(shù)>行粒數(shù)>穗長>穗行數(shù)>穗粗,其中,小區(qū)穗粒質量和穗數(shù)的相關性達到極顯著水平,這與郝茹雪等[2]研究有所差異,這可能與氣候條件、栽培條件等因素有關.

通徑分析表明,小區(qū)穗粒質量、穗數(shù)、穗粗和穗長4 個產量構成要素對產量的直接通徑系數(shù)為正值,且直接通徑系數(shù)由大到小依次為小區(qū)穗粒質量>穗數(shù)>穗粗>穗長.說明通過提高4 個主要的產量構成因素均可以實現(xiàn)增產,同時在育種選擇中注重對小區(qū)穗粒質量和穗數(shù)的選擇將有效地提高玉米產量,這與秦淑英等[17]、宋張紅[18]的研究一致,都表現(xiàn)出小區(qū)穗粒質量和穗數(shù)是提高產量的重要因素,但閆海霞等[19]則認為,增加穗長,提高出籽率和百粒質量,并兼顧其他農藝性狀有利于提高產量.穗行數(shù)和行粒數(shù)2個產量構成要素對產量的直接通徑系數(shù)為負值,且直接通徑系數(shù)由大到小依次為穗行數(shù)>行粒數(shù).間接通徑分析表明,6 個產量構成因素對產量的間接通徑系數(shù)均為負值,說明6 者存在相互制約的關系.因此,育種時應協(xié)調各性狀,從而實現(xiàn)高產.

玉米產量是復雜的數(shù)量性狀,受許多因素的影響,不同的因素對其影響不同,除了品種自身的影響因素外,氣象因子、環(huán)境條件、栽培條件等也會產生一定的影響,在試驗過程中,栽培條件等盡可能一致,試驗的結果才真實可靠.而通徑分析可進一步將不同的因素區(qū)別出來.綜上所述，玉米要想獲得高產,應具備較多的穗數(shù)和較大的穗粒質量.在育種時,要注意對某些關鍵性狀的選擇,同時協(xié)調各性狀之間的關系.