17份糯玉米自交系农艺性状的遗传多样性分析

董炳友

（辽宁农业职业技术学院，辽宁营口 115009）

糯玉米起源于中国，又称蜡质玉米或黏玉米，由普通玉米第九染色体隐性突变后经人工选育而成的一种新类型，糯玉米籽粒无光泽、不透明，外观呈蜡质状，其籽粒胚乳中全为支链淀粉[1-2]。糯玉米籽粒较软，籽粒中蛋白质、糖分、多种氨基酸、维生素和矿质元素等的含量都远远高于普通玉米，其风味独特，营养价值高，适口性好，易于消化[3]。虽然我国糯玉米有着非常丰富的种质资源类型[4]，但由于我国糯玉米育种工作起步较晚，现有糯玉米自交系多是将农家糯玉米品种通过杂交、回交等方法导入到普通玉米骨干系中，或直接利用糯玉米农家种或杂交种选育而成，多数糯玉米自交系无系谱可查，糯玉米育种材料或自交系关系混沌，自交系间的亲缘关系也并不清楚，因此极大地限制了糯玉米育种水平和育种速度。合理准确地划分糯玉米自交系的杂种优势群[5]，构建相应的杂优模式，将极大的促进我国糯玉米育种水平的提高和发展，有利于保持糯玉米民族种业和糯玉米育种在世界上的领先地位。

2006年辽宁农业职业技术学院玉米育种研究室对辽南地区糯玉米农家种、糯玉米杂交种等进行了广泛的收集，同时从全国各地引进一些稳定糯玉米自交系及其他种质资源，并对上述收集或引进的糯玉米种质资源进行多年研究、创新，现选育出一批配合力高、性状优良、遗传稳定的糯玉米自交系。为更好地利用这些糯玉米自交系，该研究对辽南地区已经选育或引进的17个糯玉米自交系农艺性状的遗传多样性及其杂种优势类群进行分析研究，旨在为辽南地区糯玉米杂交种品种的选育提供参考。

1 材料方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况。试验在辽宁农业职业技术学院玉米育种试验田内进行，试验田土壤为沙壤土，前茬为玉米。土壤肥力基本情况为有机质34.70 g/kg、全氮 2.80 g/kg、全磷（P）0.48 g/kg、碱解氮 265.00 g/kg、速效磷（Olsen-P）5.36 mg/kg、速效钾（NH4OAC-K）86.50 mg/kg，均采用常规法测定。施肥量分别是磷酸二铵 150 kg/hm2，尿素 75 kg/hm2，硫酸钾 45 kg/hm2。

1.1.2 供试品种。在17个被测糯玉米自交系中，N16、T316、JDN003、B703 4 个糯玉米自交系直接引自国内其他育种单位，其余为辽宁农业职业技术学院玉米育种研究室用“一、二环系”或回交法所选育出的一系列玉米自交系。选用辽宁农业职业技术学院玉米育种研究室引进并已知其亲缘关系的糯玉米自交系，即 T316、改糯 1、改糯 2、95-6，以及辽宁农业职业技术学院玉米育种室选育的糯玉米自交系：B703、黄粘 96-2、JDN003、ZNF7-1、TJN-10、LN113、LNN-2、LNN-15、LNN-36、N16、LNX-35、ZNX42、黄粘 954、TJHN-5、WB316、LN106、LHN11-4 共计 21个玉米自交系为被测系。

为明确被测糯玉米自交系与目前我国糯玉米育种上几大糯玉米类群种质资源的关系，选用了通系5、糯1、糯2和中玉04，4个糯玉米自交系为测验种，分别代表通系5群、糯1群、糯2群和中玉04群[5]。25个糯玉米自交系中已知系谱类群的自交（表1）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计与性状鉴定。2013年7月采用NCⅡ设计，用已知类群的通系5、糯1、糯2和中玉04为测验种分别与T316、B703、黄粘96-2、LN106等21个被测系杂交共配制了84个组合。2014年采用完全随机区组设计，3次重复，双行区，行长5 m，行距0.65 m，株距0.3 m，每行17株。田间每小区在农艺性状调查的适宜期，取5株调查株高、穗位等与产量相关的农艺性状，成熟后每小区以实收风干后产量测产并随机取10穗进行室内考种，以折成14%水后的小区产量为最终产量[6]。

表1 已知系谱类群的自交系类群

1.2.2 统计方法。采用数量遗传和系统聚类分析法[7]以产量和与产量相关的5个性状的小区平均值计算一般配合力效应、特殊配合力效应和总配合力效应，对测交后代产量及农艺性状的总配合力效应用类平均法进行系统聚类[8]，得出遗传聚类图。数据资料均采用Excell和DPS统计软件进行分析。

2 结果分析

2.1 主要农艺性状的多样性分析

糯玉米杂交组合各个主要农艺性状的多样性分析（表2）。从表2可以看出，在供试的糯玉米材料中穗位、穗上叶片数、穗长、穗行数、行粒数、产量，6个性状的变异系数较大，说明这6个农艺性状都存在遗传多样性的差异，株高、茎粗、穗粗和轴粗的变异系数较小，农艺性状遗传多样性的差异变化不大。说明供试糯玉米材料间的遗传基础相对较狭窄，在糯玉米育种上还有待于进一步拓宽其种质资源的遗传基础。

2.2 测交组合性状的方差分析

对测交组合各个农艺性状进行方差分析（表3）。结果表明，所调查的10个性状中，区组间的差异除小区茎粗、穗粗、穗行数、轴粗性状不显著外，其余性状均达到显著水平，说明供试测交组合的这4个性状受环境微小变化的影响较小。10个性状的组合间、测验种间的差异均达到显著水平，表明这10个性状存在显著的遗传差异且测验种的一般配合力差异显著；被测系的茎粗、穗粗的方差差异不显著，表明被测系在这两个性状上的一般配合力差异不大，各性状测验种与被测系的互作方差均显著，因此组合间的特殊配合力差异显著。

表2 各农艺性状多样性分析

2.2 被测自交系的遗传聚类分析

供试84个组合10个性状的实际测定值分别计算出供试自交系各个性状的一般配合力效应值和特殊配合力效应值，分别计算出各个性状的总配合力的相对效应值。对21个被测系与测验种所组配的测交组合，以4个测验种及株高、穗位、产量等十个性状所组成的40项总配合力效应为变量指标，对21个被测糯玉米自交系进行遗传聚类分析（图1）。

表3 测交组合10个性状的方差分析（F值）

从图1可以看出，在D2值为1.37上也大致将21个被测自交系分成5大类。第一类群包括B703、JDN003、TJHN-5、T316共4个自交系，由于本类群中有糯玉米自交系T316，可以看出此群为通系5群；第二类群包括黄粘96-2、黄粘954、改糯1、LNN-2、LNN-15、LNN-36共6个自交系，此类群为糯1群；第三类群有4个糯玉米自交系，分别是ZNF7-1、ZNX42、N16、95-6，此群应为中玉 04 群；第四类群中有改糯2、TJN-10、LNX-35 3个糯玉米自交系，此类群是糯2群；第五大类分别为WB316、LHN11-4、LN106、LN113 4 个自交系，由于这 4 个糯玉米自交系与其他类群之间的D2值大，而且它们相互之间的D2值也大，难以与其他自交系或彼此间归为一类，因此不能称为一个糯玉米育种中的杂种优势类群。

图1 10个性状总配合力效应的遗传聚类图

3 结论与讨论

4个类群中的糯玉米自交系都具有农艺性状好，优良性状的遗传力高、一般配合力好的特点，各个类群间存在杂种优势，但遗传基础不是很宽，较难找到特殊配合力高的优良杂交组合，因此在糯玉米育种中还有待于进一步拓宽其遗传基础。WB316、LHN11-4、LN106、LN113 4个糯玉米自交系的遗传基础相对比较复杂，难以明确归类，其种质特点尚待进一步研究。

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[3]刘萍，陆卫平，陆大雷.鲜食糯玉米品质差异及品质评价理化指标的筛选[J].扬州大学学报：农业与生命科学版，2009，30（3）：16-21.

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[8]刘新芝，彭泽斌，思扬，等.50个常用玉米自交系配合力的聚类分析[J].玉米科学，1994，2（1）：1-5.