玉米甜糯双隐性DH系品质及产量性状的配合力与遗传特性

张 垚， 杨跃华， 孔亮亮， 刘俊峰， 崔 阳， 宋俏姮

(四川省农业科学院 水稻高粱研究所， 四川 德阳 618000)

0 引言

【研究意义】目前鲜食玉米主要有甜玉米和糯玉米，而甜糯玉米是鲜食玉米的新成员，由于其甜味适中，又兼具糯玉米的糯性而倍受消费者喜爱。全国甜糯玉米种植面积在鲜食玉米的比重逐年增加，2016年种植面积在13万hm2，截至2020年已接近20万hm2[1]。因此，选育高产稳产、优质抗逆的甜糯玉米品种是鲜食玉米育种的主要方向。【前人研究进展】甜糯玉米品种的选育是通过甜糯杂交，选育出甜糯双隐性自交系(wxwxsh2sh2)，再与糯玉米自交系(wxwxSh2Sh2)杂交获得杂交种，其后代25%的籽粒(wxwxsh2sh2)表现为甜质，75%(wxwxSh2Sh2或wxwxSh2sh2)表现为糯质[2]。由于单倍体加倍育种技术缩短育种年限，并且产生的DH系(由单倍体加倍获得的双单倍体)性状与多代自交获得的自交系不存在显著差异，此技术已广泛应用于普通玉米育种[3]。研究团队在前期工作基础上，利用单倍体加倍技术，已选育出一批甜糯双隐性DH系。【研究切入点】由于支链淀粉和皮渣率影响糯玉米的鲜食口感[4]，单穗鲜重影响鲜食玉米产量，因此支链淀粉、皮渣率和单穗鲜重3个指标是甜糯玉米选育的重点考察指标，而目前关于甜糯双隐性DH系的品质和产量性状配合力的分析研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】筛选出6份性状优良的甜糯双隐性DH系与糯玉米自交系杂交，以杂交组合为试验材料，分析皮渣率、支链淀粉含量和单穗鲜重的配合力效应及其遗传特性，旨在为甜糯玉米品种的选育提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

母本为4份自育糯玉米自交系，编号为w1～w4，其中，w1含部分合江白糯种质，w2含部分芦山糯种质，w3含部分糯白玉米种质，w4含部分青川乌玉米种质。父本为6份甜糯双隐性DH系，编号为DH1～DH6，均来源于YH03-01×荣玉甜1号种质。

1.2 试验设计

2018年秋季于四川省农业科学院水稻高粱研究所云南元江基地种植4个母本和6个父本，按NCⅡ试验设计组配24个杂交组合。2019年春季于四川省农业科学院水稻高粱研究所四川德阳基地种植24个杂交组合，随机区组设计，3区组，3行区，行长3.3 m，株距0.33 m，行距0.6 m。授粉后23 d收获自交果穗测定皮渣率，并收获每小区中间行9穗测定单穗鲜重(去苞叶)。完熟期收获自交果穗测定支链淀粉含量。

1.3 指标测定与统计方法

皮渣率的测定参照文献[5]的方法，支链淀粉含量参照文献[6]的方法测定。配合力分析和遗传参数估算参照文献[7-8]的方法进行。利用Excel 2003和DPS 3.01统计和分析数据，分析各性状的配合力效应和遗传特性。

2 结果与分析

2.1 性状的方差分析

从表1看出，甜糯玉米的皮渣率、支链淀粉含量和单穗鲜重3个性状在区组间无显著差异，而在组合间、父母本互作间差异达极显著水平，在母本、父本间差异达显著水平。说明，甜糯玉米的皮渣率、支链淀粉含量和单穗鲜重均受品种遗传基因的控制。

表1 皮渣率、支链淀粉含量和单穗鲜重的方差分析结果

2.2 性状的一般配合力

从表2看出，一般配合力效应值皮渣率为DH6>DH4>DH1>DH3>DH5>DH2；支链淀粉为DH4>DH3>DH5>DH1>DH6>DH2；单穗鲜重为DH4>DH3>DH5>DH1>DH6>DH2。DH系皮渣率的一般配合力效应值越低，则组配出的杂交组合皮渣率越低；DH系支链淀粉含量和单穗鲜重的一般配合力效应值越高，则组配出的杂交组合支链淀粉含量和单穗鲜重越高。DH4、DH3易配出产量高、支链淀粉含量高而皮渣率处于中等的组合，应加强利用此类DH系；DH2虽易配出皮渣率较低的组合，但组合的支链淀粉含量和产量也可能会较低，对此类DH系应适当淘汰。

表2 6份甜糯双隐性DH系各性状一般配合力的效应值

2.3 性状的特殊配合力

从表3看出，同一性状、不同组合的特殊配合力效应值差异显著，说明基因型对各性状的影响真实存在。皮渣率特殊配合力效应值为-11.61～16.53，负值占54.17%，最低的为w4×DH5，w1×DH3次之，最高的为w3×DH2；支链淀粉含量特殊配合力效应值为-0.74～1.07，正值占50%，最高的为w4×DH1，w2×DH5次之，最低的为w2×DH1；单穗鲜重特殊配合力效应值为-14.19～20.43，正值占50%，最高的为w4×DH1，w2×DH5次之，最低的为w2×DH1。虽然部分DH系的一般配合力一般，但与某些特殊遗传背景的糯玉米自交系杂交，具有较高的特殊配合力效应，如组合w2×DH5，这类DH系也应有针对性的利用。

2.4 性状的遗传特性

从表4看出，皮渣率、支链淀粉含量和单穗鲜重3个性状的加性方差均略高于非加性方差，说明这3个性状同时受加性效应和非加性效应的影响，但以加性效应为主。3个性状的狭义遗传力均相对较低，说明加性方差占表型方差的比例较小，不易早代选择。3个性状的广义遗传力中等，表明这3性状受环境影响较小，表型主要由其自身基因型决定。

表3 杂交组合各性状特殊配合力效应值

表4 遗传参数估计值

3 讨论

玉米杂交育种关键在于选育优良自交系，而自交系的配合力决定了强优势杂交组合的产生[9-10]。研究结果表明，从综合品质和产量性状的一般配合力看，DH4、DH3为综合性状优良的DH系，易于组配出产量高、支链淀粉含量高而皮渣率中等的甜糯玉米；从综合品质和产量性状的特殊配合力看，w3×DH4、w3×DH3是综合性状表现优良的2个杂交组合。

4 结论

DH4、DH3为综合性状优良的DH系。皮渣率、支链淀粉含量、单穗鲜重受加性基因和非加性基因的共同影响，以加性基因为主。皮渣率、支链淀粉含量、单穗鲜重3个性状的狭义遗传力均较低，不宜进行早代选择。