甜玉米主要穗部性状的配合力分析

李 洋， 李春雷， 宁 洽， 王立萍， 刘文国， 路 明*

(1.吉林农业大学 农学院， 吉林 长春 130118； 2.吉林省农业科学院 玉米研究所/玉米国家工程实验室， 吉林 公主岭 136100)

遗传育种·种质资源·生物技术

甜玉米主要穗部性状的配合力分析

李 洋1，2， 李春雷2， 宁 洽1， 王立萍1， 刘文国2， 路 明2*

(1.吉林农业大学 农学院， 吉林 长春 130118； 2.吉林省农业科学院 玉米研究所/玉米国家工程实验室， 吉林 公主岭 136100)

为选育出强杂种优势且高商品价值的甜玉米杂交种，选用13个玉米自交系，采用NCⅡ(不完全双列杂交)设计的原理和方法，对组配的42个杂交组合进行穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单株产量7个性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)分析，并估算其遗传参数。结果表明，5号和6号是GCA效应值表现优良的自交系；筛选出3个产量较高的杂交组合(4×A2，5×A7，6×A6)；秃尖长、穗粗、穗行数、百粒重和单株产量性状不宜早代选择，穗长和行粒数可以进行早代选择。

甜玉米； 自交系； 配合力； 遗传参数

甜玉米口感甜、鲜、脆、嫩，且营养丰富，深受消费者喜爱。21世纪后，随着生活水平的不断提高，甜玉米市场需求猛增，种植规模也逐年扩大，甜玉米市场巨大的发展前景，吸引了世界种业的目光[1]，面对中国甜玉米市场，我国育种工作者迎来巨大的挑战。我国虽是世界上第二大甜玉米生产国，但育种水平和品种综合品质与发达国家相比还有一定差距[2-3]。要选育出强杂种优势且具有高商品价值的甜玉米杂交种，关键要对种质进行筛选，选育出优良自交系，正确选配亲本，尽早确认优良杂交组合。为此，笔者等选用13个玉米自交系，采用NCⅡ(不完全双列杂交)设计，对组配的42个杂交组合进行穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单株产量7个性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)分析，并估算配合力效应[4]，评价自交系和杂交组合的优劣，旨在筛选配合力高的优良甜玉米自交系，为组配杂种优势强、产量高、品质好的杂交组合提供优良基础种质，促进甜玉米产业发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试亲本材料为吉林省农业科学院玉米所提供的13个甜玉米自交系(表1)，其中，甜玉米自交系父本(P1)6个，均选自当地品系；自交系母本(P2)7个，其中，4个自交系为贵州农家种，3个为具有国外血缘的自交系。采用NCⅡ不完全双列杂交试验设计，2012年冬在海南对13个自交系加代组配成42个杂交组合，2013年对42个杂交组合的相关性状进行分析。

1.2 试验方法

42个组合于2013年5月初播种在吉林省农业科学院玉米育种试验田。试验采用随机区组设计，3次重复，每小区种3行，行长5 m，行距0.67 m，密度为60 000株/hm2。管理同当地常规大田，成熟后每小区收获中间行进行考种，主要考察穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单株产量等。用DPS数据处理系统对42个杂交组合的7个主要性状进行测量并分析。

表1 供试甜玉米自交系亲本的序号及来源

2 结果与分析

2.1 甜玉米主要穗部性状的配合力方差

从表2看出，区组间各个性状差异均未达到显著水平。各性状在组合间存在极显著差异，说明不完全双列杂交42个组合在所研究的7个性状上存在真实性的遗传差异。各性状的一般配合力(GCA)方差分析结果表明：父本组(P1)除穗粗性状的一般配合力效应未达显著水平外，其余各性状都达显著水平；母本(P2)各性状一般配合力效应均达显著水平；P1×P2特殊配合力(SCA)方差分析表明，各性状的特殊配合效应均达极显著水平。因此可进一步估算亲本的GCA效应和各组合的SCA效应。

表2 甜玉米主要穗部性状的配合力方差分析结果

注：*表示在0.05水平上显著，**表示在0.01水平上显著。

Note：* and ** indicated 5% and 1% significant levels respectively.

2.2 甜玉米主要穗部性状的一般配合力效应

一般配合力由亲本基因型的加性效应所决定，具有可遗传性，一般配合力高的自交系，其性状传递力强，对杂种后代影响较大[5-6]。从表3看出，同一自交系所测各性状的GCA效应值差异大，不同自交系间同一性状的GCA效应值差异也很大。P1、P2组亲本的GCA效应值中，5号自交系各性状GCA均为正值，其中，穗长、行粒数、百粒重、单株产量的GCA效应值最大，说明，以5号自交系为亲本组配的后代组合在产量方面将会表现良好；6号自交系穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、百粒重和单株产量的GCA为正值，其中，穗粗、穗行数的GCA效应值最大，说明，6号自交系对后代穗粗和穗行数的影响大于穗长。用5号和6号作为亲本与其他材料组配，易组配出产量高的杂交种，利用前景较好。

A1、A5和A7 3个自交系在百粒重和单株产量2个性状上GCA为正值，而1号、A2、A3自交系的各性状的GCA的效应值均为负值，由1号、A2、A3这3个自交系配制的杂交组合难获得较高产量，利用时要慎重考虑。

表3 甜玉米主要穗部性状的GCA效应

2.3 甜玉米主要穗部性状的特殊配合力效应

特殊配合力是由两个自交系杂交后通过相互作用表现出的非加性效应，是不可遗传的，但可以为选配杂交组合提供参考[7-8]。从表4看出，42个杂交组合7个性状的SCA效应值差异很大，单株产量性状的SCA正效应值最大的组合为5×A7(28.8406)，百粒重性状的SCA正效应值最大组合为4×A2(25.041 6)，行粒数性状的SCA正效应值最大的组合为1×A5(15.002 7)，穗行数性状的SCA正效应值最大的组合为3×A3(21.703 1)，穗粗性状的SCA正效应值最大的组合为2×A4(10.076 9)，穗长性状的SCA正效应值最大的组合为1×A5(16.317 9)。

2.4 甜玉米主要穗部性状的遗传参数

由表5看出，秃尖长、穗粗、穗行数、百粒重、单株产量的GCA方差均小于50%，远小于SCA方差，说明这5个性状在F1中的表现主要受非加性基因效应影响，受环境影响较大。穗长的GCA方差为39.96%，行粒数的GCA方差为42.57%，说明穗长和行粒数性状在F1中表现受加性和非加性基因效应共同影响，其后代稳定性较强。

表4 甜玉米主要穗部性状的的SCA效应

表5 甜玉米主要穗部性状的群体遗传参数估计

遗传力的分析结果表明，广义遗传力顺序依次为穗行数>穗长>行粒数>秃尖长>穗粗>单株产量>百粒重，狭义遗传力顺序依次为行粒数>穗长>单株产量>秃尖长>穗粗>穗行数、百粒重，广义遗传力和狭义遗传力顺序表现不完全一致，表明各性状的基因型存在差异。穗长和行粒数的狭义遗传力较高，分别为61.53%和62.42%，说明该性状在早代进行选择的可靠性较大，其他性状狭义遗传力较低，说明易受环境影响，不宜进行早代选择。

3 结论与讨论

1) 从对13个甜玉米亲本自交系的穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量等性状的GCA分析可以看出，5号和6号自交系各性状的GCA效应值均为正值，是GCA效应值表现优良的自交系，其中5号自交系的穗长、行粒数、百粒重和单株产量的GCA效应值最大，分别为7.843 4、9.092 7、7.117 9和10.621 6，说明该自交系在提高产量和增加穗长、行粒数方面具有潜在的利用价值，用5号自交系较易配出高产组合。6号自交系的穗粗、穗行数的GCA效应值最大，分别为2.123 6和3.227 1，穗长、百粒重、单株产量的GCA效应值也为正值，分别为1.524 7、6.036 3和7.023 6，说明用6号自交系能够培育出较为理想的穗型，还能较易组配出高产组合。

2) 根据GCA效应值和SCA效应值综合分析，筛选出高产组合4×A2、5×A7、6×A6，3个组合的穗长、穗粗、百粒重、单株产量4个性状的SCA效应值均为正值，且在42个组合中百粒重和单株产量的SCA效应值均较高，说明这3个组合是比较优秀的高产杂交组合。杂种一代穗部性状构成由GCA与SCA的共同作用，所以在组配杂交组合及选育自交系的工作中，应注重亲本的GCA和SCA的分析结果。

3) GCA方差主要由父本和母本的加性方差决定，SCA方差主要由父本和母本的非加性方差决定[9-11]。在研究的7个穗部性状中，秃尖长、穗粗、穗行数、百粒重、单株产量的GCA方差远小于SCA方差，表明这5个性状在F1中的表现主要受非加性基因的影响，不宜进行早代选择。从广义遗传率和狭义遗传率看，各个性状的广义遗传率均较高，但穗长和行粒数的狭义遗传率分别达61.53%和62.42%，说明穗长和行粒数受环境影响较小，可以进行早代选择，而行粒数和百粒重的狭义遗传率均为0，不宜进行早代选择。

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[2] 姚文华,韩学莉,汪燕芬,等.我国甜玉米育种研究现状与发展对策[J].中国农业科技导报,2011(2):1-8.

[3] 郑锦荣,韩福光,李智军.国内外甜玉米产业现状与发展趋势[J].广东农业科学,2009(10):35-38.

[4] 刘来福，毛盛贤，黄远樟.作物数量遗传[M].北京：农业出版社，1984：206-262.

[5] 贾亚涛,纪志芳,苏冰倩,等.9个玉米自交系配合力和遗传参数分析[J].山西农业科学,2015(2):127-130.

[6] 彭忠华,王国祥.甜玉米主要数量性状配合力及性状间的相关分析[J].贵州农业科学,2002(4):6-9.

[7] 吴宏亮,康建宏,张立杰,等.8个玉米自交系穗部性状配合力分析[J].山东农业科学,2013(10):20-23.

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(责任编辑： 姜 萍)

Analysis on Combining Ability of Main Head Traits of Sweet Corn

LI Yang1,2, LI Chunlei2, NING Qia1, WANG Liping1, LIU Wenguo2, LU Ming2*

(1.CollegeofAgriculture,JilinAgriculturalUniversity,Changchun,Jilin130118; 2.MaizeInstitute/NationalEngineeringLaboratoryofMaize,JilinAcademyofAgriculturalSciences,Gongzhuling,Jilin136100,China)

For breeding sweet corn hybrids which have strong heterosis and high commodity value, 13 maize inbred lines were selected in this paper, using the NCⅡ(in complete diallel cross) design principle and method, 42 hybrids were analyzed to study GCA and SCA of seven traits, including ear length, baldhead length, ear diameter, rows per ear, kernels per row, hundred-grain weight and yield per plant. Results: Corn inbred lines of No. 5 and No. 6 had the higher general combining ability; 4×A2、5×A7、6×A6 were the high yield combinations. The agronomic traits of baldhead length, ear diameter, rows per ear, hundred-grain weight, yield per plant should not be selected in early generation, while the ear length, kernels per row should be selected in early generation.

sweet corn; inbred line; combining ability; genetic parameter

2015-06-02； 2015-12-30修回

国家科技支撑计划项目“春玉米区商业化育种技术研究与示范”(2014BAD01B01)；吉林省农业科技创新工程项目“玉米分子育种技术平台构建与研究”(C52111502)

李 洋(1990-)，男，在读硕士，研究方向：玉米种子科学。E-mail:548553062@qq.com

*通讯作者：路 明(1978-)，男，副研究员，博士，从事玉米分子遗传育种研究。E-mail:lum7893@163.com

1001-3601(2016)01-0001-0001-04

S513

A

Genetics and Breeding·Germplasm Resources·Bio-technology