20份黄改系玉米自交系抗病性鉴定及配合力分析

于玲玲， 李 媛， 黄艳红， 张 徽， 孙立群， 郭 强

(1.唐山市农作物种子站， 河北 唐山 063001； 2.河北省种子管理总站， 河北 石家庄 050000；3.唐山市农业技术推广站， 河北 唐山 063001; 4.唐山市植物保护检疫站， 河北 唐山 063001；5.河北兰德泽农种业有限公司， 河北 石家庄 050000； 6.唐山市农业科学研究院， 河北 唐山 063001)

近年来，随着玉米品种审定制度的改变，尤其是引种备案制度的实施，加快了玉米品种的“异地流通”。唐山地区被列为东华北中晚熟春播区域和京津冀夏播早熟区域。每年唐山地区新引育的品种多达几十个，这些品种多以“美系”品种居多，该类型品种耐旱能力较强，适应性比较广，产量比较高，最突出的特点就是秋后脱水比较快，所以该类型品种推广较快。但该类型品种抗倒伏能力较差，灌浆期对高温比较敏感(这类品种也多高感穗粒腐和茎腐病)，籽粒结实能力较差[1-2]。目前，唐山种子市场的主要问题是品种多而乱，农民种植玉米品种多达上百个，基本没有主推品种，农民购种表现出明显的盲目性；部分品种抗干旱、抗倒伏、抗病虫害能力差，稳产性差，增产潜力有限，缺乏高产稳产优质抗病综合性状好的品种。因此，拓宽品种类型，选育适宜本地区种植的高产、稳产品种迫在眉睫[3-5]。

本研究以LX 9801、浚92-6、浚92-8、昌7-2、SKU和LBFU这6个唐山地区常用黄改系自交系为基础材料构建基础群体，利用连续自交的方法，对基础群体进行选系，对后代个体进行配合力分析和抗性鉴定。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2013年夏，以6个黄改系自交系LX 9801、浚92-6、浚92-8、昌7-2、SKU和LBFU为基础材料，在大田条件下隔离种植，开放授粉3代；2015年3月开始自交选系，选系至第6代，对入选自交系进行配合力分析和抗病性鉴定。

1.2 试验方法

1.2.1田间试验方法

2018年10月30日将中选的20份黄改自交系(H 1～H 20)和郑58、浚9058和PH 6 WC种植于唐山市农业科学研究院海南试验基地，1次重复，4行区，行距0.6 m，株距0.3 m，行长3 m。以郑58、浚9058和PH 6 WC为母本，以黄改自交系为父本，按照NCII不完全双列杂交遗传设计进行杂交组配；2019年夏，将60份杂交组合种植在唐山市农业科学研究院试验场，采用随机区组试验设计，3次重复，5行区，行长5 m，行距60 cm，株距0.32 cm，正常的田间管理。

1.2.2抗病性鉴定

2019年夏，对20份黄改自交系进行抗茎腐病和瘤黑粉病鉴定。抗茎腐病鉴定：用于接种的病原菌为禾谷镰孢、拟轮枝镰孢、层出镰孢和芒孢腐霉为本实验室于2015—2018年唐秦地区普查期间从玉米茎腐病株上分离获得，经过单孢纯化培养后，进行形态与分子鉴定，每种病原菌选择3个强致病力菌株用于扩繁接菌鉴定。病情分级与抗性评价详见表1。

发病株率(%)=(发病株数/总株数)×100%。

表1 玉米对茎腐病抗性的病情级别及抗性划分

病情级别发病株率/%抗性10.0～5.0高抗(HR)35.1～10.0抗(R)510.1～30.0中抗(MR)730.1～40.0感(S)940.1～100高感(HS)

抗瘤黑粉病鉴定：根据瘤黑粉病发病特点，在玉米籽粒腊熟期，调查玉米瘤黑粉病的发病株数，玉米瘤黑粉病的调查依照严理等[7]的方法。玉米对瘤黑粉病抗性的病情级别及抗性划分与茎腐病相同。

1.2.3数据分析

凡音乐材料来自剧种主调的单节型过腔，即为单节型主调性过腔。如“昆南”阳入声字“月”的唱调（《白兔记·养子》【锁南枝】“星月朗”，670），该单字唱调的过腔是该过腔的音乐材料来自“昆南”主调，故谓之单节型主调性过腔。

运用DPS(V 7.05)软件和Excel软件按NCⅡ(不完全双列杂交)进行试验设计，并进行一般和特殊配合力分析，估算群体遗传相似系数。

2 结果与分析

2.1 玉米病害调查结果

由表2可知，在20份黄改系材料中，筛选出高抗茎腐病的材料共4份，占20%；感和高感茎腐病的材料共6份，占30%。筛选出高抗瘤黑粉病的材料共3份，占15%；感和高感瘤黑粉病的材料共3份，占15%。其中自交系H 7，H 9，H 12，H 13，H 19对2种病害都表现出高抗或抗。

表2 20份黄改系材料的抗病性统计

自交系抗性茎腐病瘤黑粉病H1SSH2MRMRH3HRSH4SHRH5MRMRH6HSHSH7RRH8RMRH9RHRH10HRMRH11MRMRH12RHRH13RRH14HRMRH15HSRH16RMRH17HSRH18HSRH19HRRH20MRMR

2.2 穗部性状配合力分析

对亲本和杂交组合后代的6个穗部性状进行方差分析，结果(表3)表明，供试材料在穗长、穗粗等6个性状上均存在显著差异，说明60个组合和23个亲本材料在所研究的6个性状上均存在真实的遗传差异，有必要进行下一步的配合力效应分析。

表3 亲本和杂交组合穗部性状配合力方差分析

变异来源自由度穗长穗粗穗行数百粒重出籽率单株产量组合397.982.2332.569.6110.351.35母本23.874.5622.3514.328.651.51父本195.457.0120.123.786.841.21

2.3 父本自交系一般配合力相对效应值分析

配合力的大小是根据杂种后代性状的表性值进行测定的，如果一个自交系与许多自交系杂交，其F1代的平均产量称为该自交系的一般配合力。

由表4可知，20份黄改系自交系的穗长，穗粗，穗行数，百粒重，出籽率，单株产量都表现出正负2种效应，不同自交系同一性状和同一自交系不同性状的一般配合力都表现出很大的差异。

穗长：H 4，H 6，H 9，H 19的一般配合力相对效应值较高，利用以上自交系进行杂交组配，容易获得穗长较长的后代。

穗粗：穗粗一般配合力相对效应值较高的自交系包括H 7，H 9，H 12，H 16，选用以上自交系作亲本容易得到穗粗比较粗的后代。

表6 杂交组合特殊配合力相对效应

组合穗长穗粗穗行数百粒重出籽率单株产量郑58×H1-10.25-0.12-2.120.21-2.65-12.32郑58×H2-5.540.150.210.610.32-0.32郑58×H30.560.650.241.235.322.21郑58×H4-0.840.030.12-0.150.55-1.09郑58×H5-1.25-0.35-0.41-0.24-0.11-3.65郑58×H6-8.98-0.21-0.170.110.87-4.55郑58×H73.330.421.452.317.234.98郑58×H81.120.110.840.911.513.56郑58×H95.210.220.31-0.31-0.112.11郑58×H104.980.350.12-0.110.6512.99郑58×H11-2.83-0.19-0.320.41-2.330.11郑58×H126.210.493.512.636.128.44郑58×H131.980.210.540.120.652.12郑58×H145.310.410.840.780.816.68郑58×H15-2.65-0.11-0.65-0.21-0.770.14郑58×H16-0.120.120.21-0.330.12-0.65郑58×H171.210.271.562.210.880.94郑58×H18-3.11-0.31-0.94-0.510.21-2.55郑58×H1911.320.491.081.821.1210.37郑58×H20-6.65-0.28-0.87-0.11-1.34-6.60浚9058×H1-10.56-0.45-0.210.130.61-8.32浚9058×H2-4.44-0.18-0.120.01-0.310.87浚9058×H31.560.310.541.022.642.12浚9058×H40.31-0.21-0.65-0.140.211.09浚9058×H5-0.31-0.45-0.810.03-0.23-0.98浚9058×H6-11.21-0.54-0.410.31-1.31-9.99浚9058×H74.440.532.561.733.216.24浚9058×H80.510.110.910.651.451.10浚9058×H97.110.280.640.341.0211.12浚9058×H103.310.11-0.150.190.688.21组合穗长穗粗穗行数百粒重出籽率单株产量浚9058×H11-1.19-0.13-0.63-0.65-0.471.00浚9058×H124.980.371.651.220.976.12浚9058×H130.96-0.12-0.33-0.380.740.87浚9058×H146.650.541.211.361.084.22浚9058×H15-3.08-0.27-0.11-0.230.36-1.98浚9058×H160.650.310.771.230.100.99浚9058×H171.980.080.210.720.873.01浚9058×H18-4.01-0.37-0.12-0.420.37-5.65浚9058×H199.540.510.610.981.426.66浚9058×H20-4.98-0.32-0.120.120.11-4.98PH6WC×H1-8.98-0.98-0.58-0.11-0.58-9.21PH6WC×H2-5.010.330.560.320.12-0.88PH6WC×H31.320.100.080.981.643.34PH6WC×H4-0.420.080.240.28-0.12-0.99PH6WC×H5-0.11-0.87-0.52-0.65-0.33-0.48PH6WC×H6-6.68-1.32-1.68-1.65-1.47-7.99PH6WC×H70.910.330.250.550.983.24PH6WC×H8-0.66-0.51-0.68-0.321.75-0.05PH6WC×H98.020.331.021.212.2210.16PH6WC×H102.211.084.332.980.799.21PH6WC×H110.05-0.550.11-0.21-0.360.65PH6WC×H12-1.320.04-0.010.15-0.660.54PH6WC×H13-0.66-0.65-1.05-1.650.340.86PH6WC×H147.651.522.981.872.225.05PH6WC×H15-5.55-2.21-1.86-3.12-0.23-2.31PH6WC×H160.13-0.180.10-0.150.560.76PH6WC×H171.320.981.160.991.112.89PH6WC×H18-2.98-0.67-0.55-0.48-0.85-6.37PH6WC×H196.981.121.990.641.287.60PH6WC×H20-6.69-1.01-1.23-1.070.21-4.00

表4 父本各性状一般配合力效应

父本代号穗长穗粗穗行数百粒重出籽率单株产量H1-2.15-0.250.11-1.020.32-4.98H20.350.11-4.560.890.11-1.33H3-0.14-0.32-5.56-0.48-1.210.65H41.890.117.981.853.561.65H50.32-0.68-7.56-0.78-0.44-5.65H61.36-3.2124.890.12-2.226.21H7-0.752.1116.540.990.985.54H8-0.45-1.215.651.51-1.864.21H91.121.3218.651.442.988.65H100.580.778.650.660.774.20H11-1.21-3.01-8.98-0.31-1.87-2.22H120.141.981.651.012.113.12H130.440.644.560.721.111.06H14-0.24-0.17-0.78-0.110.910.21H15-0.980.88-2.98-0.76-0.22-2.32H160.541.523.450.411.310.84H17-0.910.315.12-0.33-0.66-3.12H18-1.120.55-12.32-0.910.89-0.87H190.87-0.3326.651.652.023.89H20-0.670.35-0.120.11-0.51-1.11

穗行数：穗行数一般配合力相对效应值较高的自交系主要包括H 4，H 6，H 7，H 8，H 9，H 10，H 13，H 17，H 19。

百粒重：百粒重一般配合力相对效应值较高的自交系包括H 4，H 8，H 9，H 12，H 19，选用以上自交系作亲本容易得到百粒重比较重的后代。

出籽率：出籽率一般配合力相对效应值较高的自交系包括H 4，H 9，H 12，H 13，H 16，H 19。

单株产量：H 6，H 7，H 8，H 9的单株产量一般配合力显著高于其它自交系，用以上自交系作亲本容易组配出产量较高的后代。

2.4 母本自交系一般配合力相对效应值分析

由表5可知，母本自交系中，单株产量、出籽率、百粒重一般配合力相对效应值较高的自交系为PH 6 WC，穗行数和穗长一般配合力相对效应值较高的自交系为浚9058，穗粗一般配合力相对效应值较高的自交系为郑58。

表5 母本各性状一般配合力效应

名称穗长穗粗穗行数百粒重出籽单株产量郑58-0.150.250.111.020.321.98浚90580.320.130.56-0.89-0.11-0.33PH6WC0.14-0.33-3.561.481.013.65

2.5 杂交组合特殊配合力相对效应值分析

特殊配合力是指将某个特定组合的表型值与一般配合力之差称为该组合的特殊配合力。本研究中的60个杂交组合，6个性状的特殊配合力效应值详见表6。由表6可知，穗长特殊配合力正效应值最大的组合为郑58×H 19，穗粗特殊配合力正效应值最大的组合为PH 6 WC×H 14，穗行数特殊配合力正效应值最大的组合为PH 6 WC×H 10，百粒重特殊配合力正效应值最大的组合为PH 6 WC×H 10，出籽率特殊配合力正效应值最大的组合为郑58×H 7。单株产量特殊配合力正效应值最大的组合为郑58×H 10，该组合穗长、穗粗、穗行数、出籽率的特殊配合力正效应值也较高。

2.6 主要性状的遗传参数

由表7可看出，穗长、穗行数、出籽率和单株产量的广义和狭义遗传力均大于50%，在玉米育种过程中，可以针对以上性状进行早代选择；穗粗、百粒重的狭义遗传力低于50%，说明以上性状除受遗传因素影响，受到环境等其它因素的影响较大，不宜进行早代选择。

表7 黄改系群体中各性状遗传参数估算

遗传参数 穗长穗粗穗行数百粒重出籽率单株产量广义遗传力/%91.3265.2462.7272.8894.5676.54狭义遗传力/%74.9831.9854.6544.9890.6556.65一般配合力贡献率/%86.3518.6589.3169.5793.5268.56特殊配合力贡献率/%13.6581.3510.6930.436.4831.44

3 讨论与结论

黄改系虽然具有一般配合力较高，株型半紧凑，叶片上冲，早熟性好，花粉量大，结实性好，抗旱耐瘠，抗矮花叶病等优点，但同时具有易感瘤黑粉病，锈病，弯孢菌叶斑病，茎腐病等缺陷，如何克服黄改系本身的缺点，而保持其优点，是育种工作者需要解决的问题[8-11]。通过组建黄改系群体，进行系统选系，是育种工作者通常采用的一种自交系选育方法。本试验采用系统选育+抗病性鉴定的方法，选育出了抗瘤黑粉病和茎腐病的自交系H 7，H 9，H 12，H 13，H 19。

配合力是反映自交系潜在利用价值的能力，也是杂种优势利用的基础。一般配合力决定于基因型中加性效应，特殊配合力决定于基因型中的非加性效应(显性和上位性效应)，通常在测定一般配合力的基础上，再进一步测定它的特殊配合力[12-15]。本试验通过对所选自交系一般配合力和特殊配合力进行分析，选育出H 9自交系在穗长，穗粗，穗行数，百粒重，出籽率和单株产量上的一般配合力较高，用H 9来组配组合对穗长，穗粗，穗行数，百粒重，出籽率和单株产量的增加有显著作用。PH 6 WC×H 10在穗行数和百粒重上特殊配合力较高，郑58×H 10在单株产量上特殊配合力较高。

利用H 9自交系一般配合力高，抗病性强的特点，加大其与瑞德系材料的测配力度，争取后代在产量和抗病性方面较对照品种有所突破；H 10自交系与PH 6 WC和郑58在穗行数、百粒重和单株产量上的特殊配合力较高，下一步将组配PH 6 WC×郑58的杂交组合，从杂交后代选育二环系，然后与H 10自交系进行杂交组配。