玉米自交系的产量性状配合力分析

孙 佩 卫晓轶 魏 芳 刘文静

（河南省新乡市农业科学院，新乡 453002）

配合力的高低是衡量一个自交系好坏的重要标准[1]，高配合力自交系间的合理组配是选择优良杂交种的关键[2-4]。因此，在杂交种的选育过程中，以及自交系的遗传改良过程中，评价每个自交系的配合力显得尤为重要。本研究以3个自选黄改系为母本、5个外引美系为父本作材料，采用不完全双列杂交设计组配杂交组合，分析了其7个产量及产量相关性状的一般配合力和特殊配合力效应，旨在探明这些外引自交系材料的产量性状配合力，为玉米种质资源的利用及杂交组合的筛选提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验以3个自选黄改系S101、S102、S103为母本，以5个外引美系M1、M2、M3、M4、M5为父本。2016年冬在海南按照NCII遗传交配设计组配成15个杂交组合，用于配合力分析。

1.2 试验设计2017年6月在河南省新乡市农业科学院试验基地（河南辉县）进行田间试验，采用完全随机区组设计，3个重复，5行区，行长4m，行距0.6m，密度75000株/hm2，按照常规大田进行管理。

1.3 性状调查在成熟期，收获小区中间3行进行脱粒测产，测定穗重、籽粒含水量、穗粒重，计算出籽率，并折算出亩产量。选取有代表性的10个果穗测量穗部性状，包括穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重。

1.4 数据分析利用Excel和SPSS 17.0软件进行方差分析、相关性及配合力分析。

2 结果与分析

2.1 产量性状从表1可以看出，15份玉米杂交组合的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率及产量等7个产量及产量相关性状中，组合间百粒重差异最大，变幅为25.27～38.88g，平均值为31.45g，变异系数为12.15%；组合间产量差异其次，变幅为8325.00～11805.00kg/hm2，平均值为 9987.83kg/hm2，变异系数为9.58%；组合间出籽率差异最小，变幅为87.30%～90.80%，平均值为89.10%，变异系数最小，为1.12%。

表1 玉米杂交组合产量性状测定表现值

由表2可以看出，7个产量性状区组间差异不显著，组合间的差异均达极显著水平。因此进一步对亲本的一般配合力（GCA）效应和杂交组合的特殊配合力（SCA）效应进行分析。各性状的遗传率在16.95%～86.20%之间，其中，出籽率最高，为86.20%；行粒数最低，为16.95%。各性状遗传率大小依次为出籽率＞穗行数＞穗粗＞百粒重＞产量＞穗长＞行粒数，穗长和行粒数的遗传率均低于50%，说明这2个性状除受遗传因素的影响外，环境条件的影响也很大，不适宜进行早代选择。

表2 玉米杂交组合产量性状的方差分析及遗传率分析

2.2 亲本的一般配合力比较一般配合力是由基因的加性效应决定，是能够稳定遗传的部分，反映自交系的利用潜力[5]。试验以3个自选黄改系S101、S102、S103为母本，5个外引美系 M1、M2、M3、M4、M5为父本，对双亲的一般配合力效应进行（分析（表3、表4）。从表3可以看出，3个母本自选系中S102产量的一般配合力（33.28）最高，在穗粗、百粒重和出籽率性状上，S102均表现突出，有利于产量的提高，应作为今后研究的重点。S101产量的一般配合力（1.51）其次，在穗长、穗行数、行粒数性状上，S101均表现最高，也要作为进一步研究的重点。

表3 母本性状的一般配合力

从表4可以看出，M4产量的一般配合力（49.37）最大，其次是 M2（1.59），M3和 M5的产量一般配合力均明显较小。M4的穗粗、穗行数一般配合力最高，百粒重较高。M2的出籽率一般配合力（0.73）最高，穗行数一般配合力（0.32）较高。M3产量、百粒重的一般配合力（-24.52、-3.57）均最低。

表4 父本性状的一般配合力

2.3 各组合的特殊配合力效应分析特殊配合力的效应主要来自双亲基因非加性效应，包括显性效应、超显性效应、上位性效应等遗传效应[6]。表5为全部杂交组合各性状特殊配合力的效应值。从表5可以看出，S102×M5（93.67）产量的特殊配合力最高，其 次 为 S103×M3（78.12）；S101×M1（0.52）穗长的特殊配合力最高，其次为S103×M4（0.31）；S102×M5（0.22）穗粗的特殊配合力最高，其次为S101×M1（0.11）；S102×M5（0.71）穗行数的特殊配合力最高，其次为S101×M4（0.53）；S101×M1（2.33）行粒数的特殊配合力最高，其次为S102×M2（0.81）、S103×M2（0.81）；S103×M3（3.69）百粒重的特殊配合力最高，其次为S101×M2（2.58）；S103×M1（1.15）出籽率的特殊配合力最高，其次为S102×M3（1.12）。可以看出，S102×M5的产量、穗粗、穗行数的特殊配合力均最高，穗长和百粒重的特殊配合力也均表现突出。S103×M3的百粒重、产量和穗粗的特殊配合力表现突出。S101×M1的穗长、行粒数、穗粗、产量、百粒重的特殊配合力表现突出。

表5 产量及其相关性状的特殊配合力

2.4 各性状间特殊配合力效应值的相关性分析为了评价每个产量相关性状的效应，所有杂交组合7个产量及产量相关性状特殊配合力的相关系数见表6。结果表明，穗长、穗粗和百粒重与产量均表现出显著或极显著正相关，相关系数分别为0.573、0.854和0.653；根据相关系数可以看出，产量相关性状与产量的特殊配合力之间相关性依次为：穗粗>百粒重>穗长，穗行数、行粒数及出籽率与产量的特殊配合力差异不显著。穗长与穗粗和行粒数表现极显著正相关（0.693、0.694）；穗粗与穗行数和百粒重表现极显著正相关（0.641、0.747）；穗行数和出籽率表现极显著正相关（0.700）。

表6 各性状间特殊配合力的相关性

3 结论

配合力是评价自交系的重要指标，用来推测一个自交系是否能组配出优良杂交种[7-9]。本研究对7个产量及产量相关性状的一般配合力进行分析，结果表明，3个母本自选系中S102产量的一般配合力最高，在穗粗、百粒重和出籽率性状上均表现突出，因此S102应作为今后研究的重点。父本M4的产量一般配合力最大，且M4的穗粗、穗行数一般配合力最高，百粒重较高，说明M4也应作为今后研究的重点。从产量的特殊配合力来看，S102×M5最高，杂交组合S103×M3和S101×M1也表现较为突出，均可作为今后育种的研究重点。

根据产量及产量相关性状特殊配合力效应值的相关性分析，穗长、穗粗和百粒重与产量均表现出显著或极显著正相关，产量相关性状与产量的特殊配合力之间相关性依次为：穗粗＞百粒重＞穗长，穗行数、行粒数及出籽率与产量的特殊配合力之间差异不显著，说明穗粗是筛选高产杂交种的关键，其次，百粒重和穗长也是决定杂交种产量的重要因素。简言之，根据育种目标选择合适的亲本是培育高产玉米杂交种的重要步骤。