玉米自交系主要数量性状的配合力分析

苏 琪 张述宽 陈 坤 杨耀迥 滕辉升 刘亚利

（1.广西玉米研究所，广西 南宁 530227；2.广西农业科学院，广西 南宁 530007）

玉米自交系主要数量性状的配合力分析

苏 琪1张述宽2陈 坤1杨耀迥1滕辉升1刘亚利1

（1.广西玉米研究所，广西 南宁 530227；2.广西农业科学院，广西 南宁 530007）

通过NCⅡ(不完全双列杂交)设计的原理和方法对16个自交系组配的55个杂交组合的10个性状(株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、单株产量和百粒重)进行配合力分析，结果表明：自交系p1-2、p2-9的各性状一般配合力(GCA)效应值表现优良，组合p2-4×p1-2、p2-10×p1-3、p2-11×p1-5的产量性状特殊配合力(SCA)效应值表现优良。灰色相关分析表明，各数量性状与单株产量之间的关联系数大小依次是穗粗、穗行数、百粒重、穗长、株高、行粒数、出籽率、秃尖长、穗位高。

玉米；自交系；性状；配合力

随着数量遗传学等相关学科的不断发展，国内外学者对配合力的研究做出了大量工作。玉米自交系配合力测定已成为育种工作中必不可少的环节，并以此来评判自交系的优劣和杂交种选育中决选亲本的依据[1-3]。本文对16个不同来源且植株形态性状差异较大的自交系采用 NCⅡ设计组配各杂交组合，并对植株形态性状进行配合力分析，初步掌握各植株性状之间的遗传关系，为自交系的利用和强优组合的选配提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验选用来自广西玉米研究所选育的陕6 7钦DMR迟-26-1、友12 -6-1、友13 -4-1、友14-9-1、Te v/双-14-1、M9/纹2-1-3-5、(成9 19/双/纹早60)-11-2-3-6、综黄早四/M9-1-2、999-35-1、672396-5-8-7、619Hibc-5-5-6-8 作母本，Q46-4-3-5、隆 7922-5-1、台 20-9、98-3-4、008F-1-3-5选系作父本。采用NCⅡ(不完全双列杂交)设计组配各杂交组合和配合力测定。

表1 供试玉米自交系的名称及来源Table 1 Pedigree and source germplasm of the maize inbred lines

1.2 试验方法

2009年下季采用 NCⅡ(不完全双列杂交)设计进行组配各杂交组合，共配出杂交组合55个，2010年上季在广西玉米研究所试验地进行田间鉴定试验。试验采用随机区组设计，3次重复，2行区，小区行长4 m，行距0.70m，株距为0.27m，密度为52904株/hm2。田间管理同大田生产。成熟后每小区收获具有代表性的连续10株进行测定各性状表现。

1.3 统计方法

调查株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、单株产量和百粒重共10个性状，分析各自交系上述性状的一般配合力和组合的特殊配合力大小[4-5]。灰色关联度分析是对10个性状的数据，按一定的方法理清各性状间的主要关系，找出影响单株产量的最主要性状。数据统计分析按 NCⅡ(不完全双列杂交)设计的原理和方法采用 DPS 7.05软件完成[6-7]。

2 结果与分析

2.1 各性状的配合力方差分析

将所调查10个性状的配合力方差分析结果列于表2。从表2可以看出，各组合之间的只有百粒重差异不显著，而株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、单株产量等9个性状的差异均达到极显著水平，可以将此 9个性状组合间的方差分解为 P1、P2组亲本的 GCA和P1×P2的SGA方差，经F测验，P1、P2和P1×P2各个性状达到不同程度的显著水平，说明此9个性状在不同基因型间存在真实的遗传差异，有必要做进一步分析[8-9]。

表2 10个性状的配合力方差分析Table 2 Variance analysis of 10 characters

2.2 一般配合力效应分析

被测系各性状的GCA均表现正向效应和负向效应。从表3可以看出，单株产量GCA效应值前三位的依次是p1-3、p2-9和p1-2，效应值为正的还有p2-3、p2-11和p2-1，说明这些自交系的一般配合力较高，其杂种后代有较大的可能性获得高产；自交系p1-5、p2-6则有明显降低株高的作用，其杂种后代株高表现降低或较低的可能性较大；自交系p2-5、p2-6有降低杂种后代穗位高的作用，其杂种后代的穗位高有较大的可能性表现较低；自交系p2-11、p1-3穗长的GCA表现为正效应，说明其有增长杂种后代果穗的作用；自交系p2-4、p2-3、p2-6、p2-9等的秃尖长GCA表现为较大的负效应，说明其有利于降低杂种后代秃尖长度的作用，对于形成高产、稳产有利；自交系 p2-3、p1-3、p2-5、p2-7等的穗粗 GCA表现为较大的正效应，有利于增加杂种后代的果穗直径；自交系p2-3、p1-3、p2-9、p2-5等的穗行数GCA表现为较大的正效应，有利于杂种后代形成大穗及果穗具有较多的籽粒行数；自交系p2-6、p2-10、p1-2等百粒重性状的GCA效应表现为较大的正值，有利于形成大粒型籽粒；自交系 p2-3、p2-1、p1-2、p2-2等的出籽率GCA表现为较大的正效应，有利于增加杂种后代的出籽率。

结合单株产量和其它几个性状综合考虑，父本自交系p1-2和p1-3的产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重等性状的GCA效应均表现为正值，母本自交系p2-3、p2-9和p2-11的产量、穗粗、穗行数等性状的GCA效应均表现为正值，均有利于后代形成高产。自交系p1-2、p2-5、p2-6、p2-8的株高、穗位高、秃尖长等性状的GCA效应表现为负值，可以利用其降低株高和穗位高，及减少果穗秃尖长度。自交系p1-2、p1-3、p2-9、p2-11的穗长、穗粗、穗行数、行粒数等性状的GCA效应表现为正值，可以利用其培育大穗型杂种后代。自交系p1-2和p2-9的产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率等性状的GCA效应值均有利于形成高产的所需条件，可加大利用。

表3 亲本各性状的一般配合力效应Table 3 The GCA effect value of parents' characters

2.3 特殊配合力效应分析

表4 各性状的特殊配合力效应Table 4 The SCA effect value of characters

p2-11×p1-3 0.0686 -0.0120 -0.4898 -0.0528 0.0324 -0.7442 -0.4327 0.0038 -0.0684 2.4467 p2-1×p1-4 -0.0355 -0.0295 0.1533 0.2039 0.0651 0.2897 0.3948 0.0026 0.0048 -0.7709 p2-2×p1-4 0.0422 0.0119 -0.1574 -0.2281 -0.0056 0.1297 0.3015 0.0055 0.0155 1.1424 p2-3×p1-4 0.0195 0.0112 0.0326 0.0499 -0.0897 -0.2570 1.9448 -0.0030 0.0128 -1.8776 p2-4×p1-4 0.0782 0.0192 -0.3934 0.0519 0.0691 0.6097 -1.9652 -0.0050 0.0022 0.8224 p2-5×p1-4 0.0317 -0.0361 0.2226 0.2053 0.1571 0.6097 -0.4452 0.0085 0.0502 -0.0642 p2-6×p1-4 -0.0098 -0.0248 0.0626 0.2253 0.0304 -0.2703 -0.1118 0.0023 0.0035 0.5024 p2-7×p1-4 -0.0071 0.0185 -0.2841 -0.3147 0.0104 0.0764 -0.4318 -0.0039 0.0062 0.3291 p2-8×p1-4 0.0049 0.0125 -0.3441 -0.2201 0.1051 -0.1103 -0.5652 -0.0068 0.0008 0.7824 p2-9×p1-4 0.0142 0.0045 1.1826 0.4319 -0.1536 -0.9903 0.5015 -0.0047 -0.0112 2.6891 p2-10×p1-4 -0.1045 -0.0135 -0.5641 0.0653 -0.1523 -0.0036 -1.0318 0.0047 -0.0845 -1.7776 p2-11×p1-4 -0.0338 0.0259 0.0893 -0.4707 -0.0359 -0.0836 1.4082 -0.0003 -0.0005 -1.7776 p2-1×p1-5 0.0333 -0.0098 0.2212 -0.0142 0.0366 -0.0012 -0.1203 -0.0009 -0.0097 -0.1285 p2-2×p1-5 0.0343 -0.0151 0.4105 -0.2796 0.0126 -0.0279 1.3864 0.0057 0.0210 1.0515 p2-3×p1-5 -0.0283 -0.0024 0.0672 -0.0682 0.0412 -0.1479 -1.2370 -0.0143 -0.0150 0.5982 p2-4×p1-5 -0.1697 -0.0444 -0.1722 -0.0329 -0.3460 -1.8145 1.6530 -0.0323 -0.1257 -3.0352 p2-5×p1-5 0.0105 -0.0031 -0.5428 -0.0129 0.1686 -0.2145 -0.2270 0.0054 -0.0110 0.0115 p2-6×p1-5 0.0457 -0.0184 0.5638 0.1738 0.0420 0.3721 -0.0270 0.0094 0.0090 0.6782 p2-7×p1-5 -0.0483 -0.0318 -0.2162 -0.0662 0.0753 0.1855 0.5864 0.0020 0.0050 -1.0618 p2-8×p1-5 0.0637 0.0322 0.5238 0.1284 0.0233 1.1988 -0.4136 0.0039 0.0663 0.7915 p2-9×p1-5 0.0230 0.0776 -0.4162 -0.0196 0.0446 0.4521 -0.1470 -0.0023 0.0476 3.5648 p2-10×p1-5 -0.0423 -0.0271 -0.0962 0.2471 -0.0940 -0.5612 -2.5470 0.0017 -0.0590 -0.7685 p2-11×p1-5 0.0783 0.0422 -0.3428 -0.0556 -0.0043 0.5588 1.0930 0.0218 0.0716 -1.7018

由各性状的SCA效应(表4)可以看出，55个杂交组合的单株产量SCA效应值差异很大，SCA正效应值最大的组合为p2-4×p1-2，SCA正效应值较大的组合还有 p2-10×p1-3、p2-11×p1-5、p2-8×p1-5等，SCA负效应值最大的组合为p2-4×p1-5，SCA负效应值较大的组合还有 p2-10×p1-4、p2-11×p1-3、p2-1×p1-2、p2-8×p1-3 等。组合 p2-4×p1-2的性状秃尖长、穗位高和百粒重的SCA效应值为负，其它数量性状的SCA效应值为正值，且双亲的GCA效应值能够形成互补，该组合可以作进一步试验观察，鉴定其适应性、稳定性等；组合p2-10×p1-3的10个性状SCA效应值均为正，株高、穗位高和秃尖长的SCA效应值不高，也可进一步试验观察；组合p2-1×p1-3的除株高、穗位高和出籽率外其余性状的SCA效应值均为正，有一定的潜在利用价值。

对各杂交组合单株产量分析可知，两个产量一般配合力较高的亲本，组配出的杂交组合产量并不一定高，如单株产量GCA效应值为正的母本自交系p2-9、p2-3、p2-11和p2-1，所组配杂交组合的SCA效应为正值的比例为50%；单株产量GCA效应值为正的父本自交系p1-3和p1-2，所组配杂交组合的SCA效应为正值的比例为41%；单株产量GCA表现为正效应的母本自交系p2-9、p2-3、p2-11和p2-1与正效应的父本自交系p1-3和p1-2的杂交后代中，单株产量SCA表现为正效应的占 50%，说明加性效应和非加性效应对杂种优势的影响均较大。

株高GCA表现为负效应的母本自交系p2-2、p2-5、p2-6、p2-8的杂交后代SCA表现为负效应的占45%，表现为负效应的父本自交系p1-1和p1-5的杂交后代SCA表现为负效应的占50%，前者和后者的杂交后代SCA表现为负效应的占50%，说明株高受加性效应和非加性效应的影响均较大。

穗位高 GCA表现为负效应的母本自交系 p2-4、p2-5、p2-6、p2-8的杂交后代SCA表现为负效应的占60%，表现为负效应的父本自交系 p1-1、p1-2、p1-3、p1-5的杂交后代SCA表现为负效应的占 56.8%，前者和后者的杂交后代 SCA表现为负效应的占 62.5%，说明穗位高受加性效应的影响较大。

穗长GCA表现为正效应的母本自交系p2-4、p2-6、p2-8、p2-9、p2-10、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占36.6%，表现为正效应的父本自交系p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%，前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占41.7%，说明穗长受非加性效应的影响较大。

秃尖长 GCA表现为负效应的母本自交系 p2-1、p2-3、p2-4、p2-5、p2-6、p2-8、p2-9的杂交后代SCA表现为负效应的占51.4%，表现为负效应的父本自交系p1-4、p1-5的杂交后代SCA表现为负效应的占54.5%，前者和后者的杂交后代SCA表现为负效应的占42.9%，说明秃尖长受加性和非加性效应的影响均较大。

穗粗GCA表现为正效应的母本自交系p2-2、p2-3、p2-5、p2-7、p2-9、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占50%，表现为正效应的父本自交系 p1-1、p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占 48.5%，前者和后者的杂交后代 SCA表现为正效应的占 44.4%，说明穗粗受非加性效应的影响较大。

穗行数 GCA表现为正效应的母本自交系 p2-3、p2-5、p2-7、p2-9、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占44%，表现为正效应的父本自交系 p1-1、p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占 45.5%，前者和后者的杂交后代 SCA表现为正效应的占 40%，说明穗行数受非加性效应的影响较大。

行粒数 GCA表现为正效应的母本自交系 p2-1、p2-5、p2-6、p2-8、p2-9、p2-10、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占42.9%，表现为正效应的父本自交系p1-2、p1-3、p1-4、p1-5的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%，前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占42.9%，说明行粒数受非加性效应的影响较大。

出籽率 GCA表现为正效应的母本自交系 p2-1、p2-2、p2-3、p2-8、p2-9的杂交后代SCA表现为正效应的占52%，表现为正效应的父本自交系 p1-2、p1-4、p1-5的杂交后代SCA表现为正效应的占 54.5%，前者和后者的杂交后代 SCA表现为正效应的占 53.3%，说明出籽率受加性和非加性效应的影响均较大。

百粒重 GCA表现为正效应的母本自交系 p2-1、p2-2、p2-4、p2-6、p2-8、p2-10、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占48.6%，表现为正效应的父本自交系p1-1、p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%，前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占47.6%，说明百粒重受非加性效应的影响较大。

2.4 灰色关联度分析

表5 单株产量与主要农艺性状间的关联系数Table5 Connection coefficient of main agronomic characters to yield per plant

从单株产量和其它农艺性状间的关联系数来看，其它数量性状与单株产量之间的关联系数大小依次是穗粗、穗行数、百粒重、穗长、株高、行粒数、出籽率、秃尖长、穗位高。第一位的是穗粗（L=0.8704），其次是穗行数（L=0.8619），再其次是百粒重（L=0.8445）、穗长（L=0.8367）、株高（L=0.8328）、行粒数（L=0.8244）、出籽率（L=0.8210）、含水量（L=0.8161）、秃尖长（L=0.8138）、穗位高（L=0.7920）。关联系数的变化范围为0.8704~0.7920。

根据其它数量性状与单株产量之间的关联系数大小可以看出，各单株产量关联程度前四位均是穗部性状，说明果穗各性状的表现对产量的影响较大，可把对这些性状的选择放在优先位置；与单株产量关联程度最后两个性状是秃尖长和穗位高，表明其对产量的影响较小，对自交系选择时此两个性状可适当放宽。

3 讨论

通过对16个自交系10个性状的GCA分析，GCA效应值表现优良的父本自交系有p1-2、p1-3等，母本自交系有p2-9、p2-11等；SCA效应值表现优异的组合有 p2-4×p1-2、p2-10×p1-3、p2-11×p1-5 等。

分析结果表明同一自交系与其它自交系所配组合各性状的SCA效应值差异较大，同一性状GCA效应为正值的双亲杂交后代的SCA效应可能为负值，说明同一性状不仅受双亲加性遗传的影响，同时与非加性效应也有着密切的联系。穗位高受加性效应的影响较大，穗长、穗粗、穗行数、行粒数和百粒重受非加性效应影响较大，单株产量、株高、秃尖长和出籽率受加性和非加性效应影响均较大。

各性状GCA效应值表现优良的母本自交系p2-9、p2-11与父本自交系p1-2、p1-3所配组合F1各性状的SCA效应值表现一般，说明GCA效应值较高的自交系之间所配组合的SCA效应值并不一定高；各性状GCA效应值表现一般的自交系所配组合p2-4×p1-2的F1各性状的SCA效应值表现较好，可能与双亲的植株遗传差异较大或者亲缘关系较远等有关。

根据各数量性状与单株产量之间的关联系数大小得知，穗粗、穗行数、百粒重等性状的表现对产量的影响较大，秃尖长和穗位高对产量的影响较小，所以，对自交系选择时前者可优先考虑、后者可适当放宽。

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Analysis of Combining Ability to Primary Quantitative Characters of Maize Inbred Lines

Sixteen maize inbred lines were crossed into 55 single crosses with NCⅡ. The general combining ability(GCA), special combining ability (SCA) and genetic variability of ten agronomic characters，including plant height,ear height, ear length, barren tip length, ear diameter , rows per ear, kernels per row, shelling percentage, yield per plant, 100-kernel weight were analyzed. The results showed that inbred lines of p1-2、p2-9 had the higher general combining ability which crossed high yield hybrid combinations of p2-4×p1-2、p2-10×p1-3、p2-11×p1-5. The contribution of Quantitative characters to yield per plant was different, the contribution from strong to weak was ear diameter, rows per ear, 100-kernel weight, ear length, plant height, kernels per row, shelling percentage,barren tip length, ear height.

Maize；Inbred line；Quantitative character；Combining ability

S513

A

1008-1151(2011)11-0148-04

2011-09-12

广西农科院基本科研业务专项（200823）

苏琪（1963－），男，广西容县人，广西玉米研究所助理研究员，从事玉米遗传育种；张述宽（1963－），男，广西容县人，广西农业科学院研究员，从事玉米遗传育种。