美国玉米种质X64 选系穗部性状及产量配合力评价分析

李方明 谢文锦 杨海龙 付 俊 张中伟 高旭东

（丹东农业科学院 辽宁凤城 118109）

玉米种质资源是玉米生产和新品种选育的遗传物质基础[1]，加强研究玉米种质资源对其育种生产具有极其重要的意义[2]。 引进与应用外来种质是改良现有地方玉米种质、 拓宽玉米种质遗传基础及创造高杂种优势后代的常用方法。

选育高配合力的优良自交系是充分利用玉米杂种优势的基础工作， 也是玉米育种工作环节中的关键和重点。 在玉米育种过程中，将隶属不同杂种优势类群自交系组配形成具备高杂种优势模式能够快速有效地选育优质品种， 而这要求杂种优势群间必须具有高的配合力。 由此可知，自交系各性状的配合力是杂交种选育过程中亲本选择的重要依据。 因此做好玉米自交系各性状鉴定和配合力分析， 对提高玉米育种效率和育种水平具有重要意义[3]。

本试验以美国玉米种质X64 与丹东农业科学院的5 个不同类群自交系配制杂交组合。 旨在分析和研究新选自交系穗部性状和产量的配合力， 为育种工作者选育优良自交系、 组配杂交种提供一定的参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以5 个X64 选系X6411、X6421、X6431、X6441、X6451 为母本，选取PH6WC、9352 、DH34 、丹599 和昌7-2 作为父本，采取不完全双列杂交（5×5）配成25 个杂交组合（表1）。

表1 亲本自交系的名称及来源

1.2 试验方法

试验于2020 年5 月4 日在凤城市玉米试验地播种25 个杂交组合，采用随机区组设计， 3 次重复，种植密度为4 000 株/亩，5 行区， 行长4 m、 行距0.6 m、株距0.25 m。在玉米收获期测量果穗长、穗粗、行粒数、穗行数、百粒重、粒长、轴粗、秃尖长、出籽率及单株产量、小区产量。

1.3 统计方法

利用Excel 2010 对试验数据进行初步处理后，再利用DPS 7.5 按照莫惠栋等方法进行试验数据的方差分析、配合力的计算。

2 结果与分析

2.1 穗部性状及单株产量配合力方差分析

对杂交组合不同穗部性状和单株产量进行配合力方差分析。 结果表明（表2），除轴粗的P1 组GCA外，其余各性状组合间及其GCA 和SCA 差异均达到显著或极显著水平。 表明各穗部性状在各基因型间存在真实的遗传差异，其差异是由遗传因素引起的，是可遗传的变异，因而可作进一步分析。

表2 穗部性状及小区产量配合力方差分析

2.2 穗部性状配合力分析

2.2.1 穗部性状一般配合力分析 利用DPS 7.5 对亲本不同穗部性状的GCA 相对效应值进行估算，估算结果列于表3。 从表3 可以看出，同一自交系不同性状间的GCA 效应值差异很大；同一性状不同自交系间的效应值也有很大差异。

表3 亲本农艺性状一般配合力效应值

通过穗部性状配合力分析筛选出3 个优良新选系。 X6411：穗长、行粒数、百粒重、出籽率、穗粗和粒长GCA 效应值正向较高，穗行数GCA 为负值，且秃尖长和轴粗的GCA 负向较小，用其组配有望获得长穗、短秃尖、长粒形、多行粒、百粒重高、出籽率高的高产组合。 X6421：穗行数GCA 正向值最大，穗长、穗粗、粒长和出籽率GCA 正向值较大或居中，且秃尖长负向效应值较大，在组配组合时对增加穗行数、减小秃尖有较大作用，对提高穗长、穗粗方面有一定作用。 X6431：穗长、穗行数、穗粗、粒长、百粒重GCA 正向值较大，轴粗负向效应值最大，用于组配组合时有望获得果穗粗、粒长、籽粒大的组合。 X6431 是以穗粗、轴细、粒长为突出优势的优良自交系。

2.2.2 穗部性状特殊配合力分析 特殊配合力(SCA)高低取决于亲本自交系基因型的非加性效应， 其受环境条件影响较大，不能够稳定遗传，但可以用来指导杂种优势的利用， 为杂交组合的选配提供理论依据[2]。25 个杂交组合不同穗部性状的特殊配合力效应值见表4。 穗长最大效应值为X6431×PH6WC，穗粗SCA 正向值最大的组合为X6421×9352，轴粗SCA 负向值最大的组合为X6431×丹599，秃尖长SCA 负向值最大的组合为X6451×DH34。 粒长SCA 最大的组合是X6451×昌7-2， 行粒数SCA 最大的组合是X6411×昌7-2， 穗行数SCA 最大的组合是X6431×PH6WC，百粒重SCA 最大的组合是X6421×PH6WC，出籽率SCA 最大的组合是X6411×昌7-2。

表4 穗部性状特殊配合力效应值

2.3 小区产量配合力效应分析

小区产量的配合力效应值见表5。不同自交系的产量一般配合力相对效应值有很大的差异。 P1 组亲本的一般配合力，9352 的GCA 最高， 昌7-2 的GCA最低。 在P2 组亲本的一般配合力相对效应值中，X6411 的GCA 最高，GCA 最小的是X6451。 X6431、X6421、X6441 的GCA 效应值依次居中。25 个组合的特殊配合力变动幅度较大，其变动范围在-5.19～8.45之间， 其中，11 个组合的SCA 为正值，14 个组合的SCA 为负值，XY6482×DH34 的SCA 值最大，XY6485×9352 的SCA 值最小。 产量的TCA 变动幅度较大，范围为-18.97~21.78，XY6481×丹599、XY6481×9352、XY6483×9352 为排名前三的组合。 分析TCA 的3 个组成部分，TCA 较高的组合， 大致可分为4 种类型：第一类是双亲GCA 和组合SCA 均高， 如组合XY6481×9352、XY6483×9352； 第二类是一个亲本的GCA 高，一个亲本的GCA 低，组合SCA 中等，如组合XY6481×PH6CW； 第三类是一个亲本的GCA 高，一个亲本的GCA 中等，组合的SCA 中等或较高，如组合6481×DH34 和XY6483×9352；第四类是双亲GCA效应值中等，SCA 效应值高，如组合6482×DH34。 而TCA 低的组合其母本GCA、父本GCA、组合SCA 往往均较低。

表5 小区产量一般配合力、特殊配合力和相对效应值

3 讨论与结论

根据穗部性状一般配合力结果筛选出X6411、X6421 和X6431 3 个 优 良 选 系，X6411 多 数 性 状GCA 为正向效应值， 用X6411 作母本， 在组配长穗型、秃尖较短、多行粒、百粒重高、出籽率高的高产组合有较大潜力。 X6421 穗行数、穗粗、粒长GCA 效应值正向较大， 且秃尖长负向效应值较大， 用于组配可增加穗行数、 减小秃尖， 在提高穗粗、 粒长方面有一定作用。 X6431 是以穗粗、 轴细、 粒长为突出优势的自交系， 但X6431 的秃尖较为明显， 应选择在减少秃尖上有高配合力的亲本组配， 有望获得果穗粗长、 籽粒长的组合。 根据产量配合力分析结果可知， X6411 和X6431 具有较高的一般配合力， 用其组配易获得高产组合。 产量的特殊配合力相对效应值的变动范围在-5.19～8.45 之间， 其中， 11 个组合的SCA 为正值， 14 个组合的SCA 为负值。 SCA相对效应值居前5 位的是XY6482×DH34、XY6483×9352、XY6485×PH6CW、XY6484×丹599 和XY6485×昌7-2。TCA 综合了双亲GCA 和组合SCA，可以较全面地反映组合的表现， 是玉米杂交种选育中的一个重要遗传参数。 TCA 值变幅在-18.97～21.78 之间，排名 前 三 的 是XY6481× 丹599、XY6481×9352 和XY6483×9352， 综合考虑穗部性状和小区产量配合力，在供试的5 个新选系中，X6411 和X6431 是表现比较理想的自交系， 从其组合中筛选到高产组合的可能性大，应充分利用。 其余各自选系各有其优良的特性，可根据育种目标适当加以利用。 X6411×9352、X6431×9352 和X6411×丹599 是产量较高、农艺性状比较理想的组合。