玉米百粒重与主要籽粒性状的相关分析

王国宏，董润楠，孙成韬，李中强，周存立

（辽宁省农业科学院玉米研究所，辽宁沈阳110161）

玉米百粒重与主要籽粒性状的相关分析

王国宏，董润楠，孙成韬，李中强，周存立

（辽宁省农业科学院玉米研究所，辽宁沈阳110161）

［目的］通过配合力测定和相关分析研究玉米百粒重遗传和亲本选择。［方法］以5个自交系为父本、8个自交系为母本，按NCⅡ设计所组配的40个杂交组合为材料，进行了穗部性状的配合力测定和相关分析。［结果］百粒重的一般配合力方差明显大于特殊配合力的方差，分别为65.92%、34.08%，表明该性状的遗传变异，基因的加性效应起着主导作用。13份自交系百粒重GCA效应分析中，PH6WC、中106表现较好。影响百粒重的主要因素是粒厚、穗粗和出籽率，它们的相关系数达到极显著水平，分别为0.39、0.36、-0.39。［结论］百粒重遗传以加性效应为主，同时发挥一般配合力和特殊配合力效应。

玉米；百粒重；配合力；相关分析

百粒重是产量重要构成因素之一，如何提高玉米百粒重是玉米遗传育种的重要目标。百粒重受多种因素影响，是一个多基因控制的数量性状，而且不同学者［1-8］研究结果有较大差异，主要由各个试验所用的材料、鉴定环境、统计方法和群体大小等不相同所致。近年来，国外玉米种质大量进入中国并且迅速占领市场，如何利用好这些种质已成为每个玉米育种者必须考虑的问题。笔者以郑单958、辽单565、良玉66、丹玉39、先玉335、迪卡516等8个优良杂交种的亲本自交系组配的杂交种为材料进行百粒重配合力等相关研究和评价，为重粒型玉米种质的创新和利用提供参考。

1　材料与方法

1.1材料及其系谱

从玉米生产上大面积利用的优良杂交种中选取8个（M1-M8）有代表性的自交系作为母本，选取5个自交系（F1-F5）为父本（表1）。2013年冬按照NCⅡ交配设计组成40个杂交组合。

1.2田间种植与性状调查

2014年在辽宁省农业科学院玉米研究所沈北试验基地种植，采用裂区田间设计，父本作为主区，同一父本不同母本组合作为副区，3次重复，4行区，行长5 m，行距0.6 m，株距0.25 m。成熟后在每小区中间两行从第6株连续取样10穗考种，调查百粒重、穗行数、行粒数、穗长、穗粗、粒长、粒厚、产量和出籽率等9个性状。在玉米收获自然风干脱粒后，每材料随机取10粒完整、饱满、有代表性籽粒，按长度方向排成一行测定其长度，再按籽粒宽度方向放置一排测定其总宽，然后换算成籽粒的粒长和粒宽，每个材料重复测量3次，取平均值作为最终粒长和粒宽；用游标卡尺测量种子中部最厚处，每个材料测量10粒种子取其均值作为粒厚；随机数取100粒种子称重，每份材料3次重复，记为粒重，而后放入烘箱烘干至恒重，换算为该品种最终的百粒重、产量。

1.3数据分析

利用Excel和DPS7.05进行数据分析。

2　结果与分析

2.1不同自交系百粒重的配合力方差分析

从表2可以看出，百粒重配合力在父本间差异不显著，而母本、母本父本组合间差异达到极显著水平。利用父母本一般配合力基因型方差及其组合的特殊配合力基因型方差，算出百粒重一般配合力方差和特殊配合力方差分别为65.92%、34.08%，百粒重广义遗传率和狭义遗传率分别为54.84%、36.15%。说明在育种实践中，百粒重的选择应特别注重母本和加性效应的应用。

表2　百粒重配合力方差分析

表3　母本间百粒重一般配合力效应的比较

2.2百粒重一般配合力效应分析

从表3可以看出，不同母本系之间的百粒重一般配合力差别很大，中106、铁8605、PH6WC、郑58表现为正效应，沈3336、D1798Z、M54、Kw5G321表现为负效应，中106最大、Kw5G321最小，分别表现出显著正效应和显著负效应。多重比较结果表明，母本间百粒重性状一般配合力差异达到显著或极显著水平，中106、铁8605、PH6WC、郑58具有较强优势，在育种实践中可加以利用。

2.3百粒重特殊配合力效应分析

百粒重特殊配合力效应（表4），不同组合间存在明显差异。正向效应值较大有中106丹598、D1798ZS121、铁8605PH4CV、PH4WC昌7-2、KW5G321丹598、郑58辽3162，其中以106丹598的特殊配合力效应最大，为12.1，表明这些组合中控制百粒重的基因互作效应较大。其中D1798Z昌7-2最低为-13.3，表明这些组合中控制百粒重的基因以加性效应为主。

表4　杂交组合百粒重的特殊配合力效应

2.4百粒重与籽粒性状的相关分析

从表5可以看出，穗粗和粒厚与百粒重呈显著正相关，相关系数分别为0.39和0.36，选择粗穗厚粒品种可以直接增加籽粒的百粒重。出籽率与百粒重呈显著负相关，相关系数为-0.39，降低出籽率可以提高百粒重。穗长、粒长、穗行数和行粒数与百粒重相关系数不显著，说明在选择高百粒重高的品种时，这些性状可以兼顾。同时，不同性状间的相关也较为密切，如产量与穗长、穗粗、粒长、穗行数、行粒数呈显著正相关外，与其它性状都呈负相关。

2.5玉米穗部性状的通径分析

从表6可以看出，各性状对百粒重的直接通径系数大小依次为：产量＞穗粗＞粒厚出籽率＞穗长＞粒长＞行粒数穗行数，穗部性状对百粒重贡献最大的是产量，其次是穗粗，直接通径系数分别为0.8853、0.4212。相关分析的结果（表5），穗长和粒长与产量均表现为极显著正相关（相关系数均为0.58），同时这两个性状与百粒重也正相关。因此，可以通过对穗粗、穗长、粒长，可以实现对百粒重和产量的选择。

表5　百粒重与主要籽粒性状的相关分析

表6　主要穗部性状对百粒重的通径分析

3　结论与讨论

丰光等［7］通过对中国不同时期有代表性的20个玉米杂交种产量变化的研究认为，产量与穗行数、穗粗、籽粒长、百粒重呈极显著正相关，与行粒数、穗长、出籽率、容重正相关性不显著。王晓东等［8］研究认为对单株产量贡献最大的是穗粗，其次是行粒数、穗行数、穗长、出籽率等。试验中产量与穗长、穗粗、粒长、穗行数、行粒数与呈极显著正相关，与百粒重呈正相关，与粒厚和出籽率呈负相关。不同的是，行粒数对产量贡献最大，其次为百粒重和穗行数，出籽率呈负相关，这可能与选取试验材料和调查的性状不同有关。值得注意的是在相关和通径分析中，粒厚除了与百粒重有正向作用外，与其他性状均呈负向作用。配合力方差分析表明，百粒重的一般配合力方差明显大于特殊配合力的方差，表明该性状遗传以加性效应为主，这与前人研究结果基本一致［2，3，6］。中106、铁8605、PH6WC、郑58的百粒重一般配合力效应较高，在育种实践中可加以利用。根据育种目标，在杂种优势利用模式的指导下，结合不同优势群所育成自交系的优缺点，按照优势互补的原则进行有目标的选择使用，如先玉335就充分利用母本PH6WC的高百粒重和父本PH4VC的出籽率高、粒长的优点。

［1］李继竹，王爽，郭宝贵，等．玉米穗粒性状的遗传性研究［J］．玉米科学，2004，26（5）：494-498．

［2］左淑珍，许崇香，王红霞，等．8个玉米自交系配合力分析及应用评价［J］．玉米科学，2005，13（2）：39-41，44．

［3］杨引福，郭强，钱劲华．8个玉米自交系主要穗部性状配合力的遗传分析［J］．玉米科学，2008，16（3）：30-33．

［4］夏远峰，于明彦，柳迎春，等．10个玉米自交系产量性状遗传分析［J］．玉米科学，2008，16（6）：29-32，37．

［5］刘宗华，王琳，李洁川，等．不同玉米基础群体选系穗部性状的配合力效应分析［J］．河南农业大学学报，2010，44（2）137-142．

［6］王永学，季洪强，张战辉，等．5个含热带血缘玉米骨干自交系产量性状的杂种优势与配合力效应分析［J］.河南农业大学学报，2011，45（4）：377-382．

［7］丰光，刘志芳，李妍妍，等．中国不同时期玉米单交种的产量变化［J］．中国农业科学，2010，43（2）：277-285．

［8］王晓东，史振声，李明顺，等．我国北方不同年代玉米自交系穗部性状的演变及与产量的关系［J］．玉米科学，2011，19（2）：6-11，16.

（责任编辑戚佳妮）

Correlation Analysis of 100-kernelWeight and Main Kernel Traits in Maize

WANG Guo-honget al.（Maize Research Institute，Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang，Liaoning 110161）

［Objective］This research aims to determine the genetic and parent selection of 100-kernel weight by the combining ability test of and correlation coefficient.［Method］Forty crosses were composed by 5 inbred lines as males and 8 inbred lines as females with NCⅡdisign，which were used to analyze the combining ability and correlation coefficient in ear traits.［Result］The combining ability variance analysis result showed that the variance of general combining ability and the variance special combining ability（SCA）were 65.92% and 34.08%respectively，which showed that gene additive effect played an important role in variation of the 100-kernel weight trait.The estimates of GCA effects on 100-kernel weight of 13 inbred lines showed that Zhong106 and PH6WC expressed higher performance.Correlation analysis showed that main factors that affect 100-kernel weight were kernel depth，ear diameter and ratio of grain，their correlation coefficients were 0.39，0.36，-0.39，respectively.［Conclusion］Gene additive effect played an important role in variation of the 100-kernel weight trait.At the same time GCA and SCA effect were taken effect.

Maize；100-kernel weight；Combining ability；Correlation analysis

S513

A

2095-0896（2015）12-048-03

辽宁省自然基金项目（2013020070）；辽宁省科技厅项目（2014201002）。

王国宏（1978-），男，学士，副研究员，主要从事玉米遗传育种及种质创新工作。

2015-11-09