玉米杂交组合的配合力效应分析

仲 义， 焦仁海， 徐艳荣， 代秀云， 刘兴二

(吉林省农业科学院玉米研究所，吉林公主岭 136100)



玉米杂交组合的配合力效应分析

仲 义， 焦仁海， 徐艳荣， 代秀云， 刘兴二*

(吉林省农业科学院玉米研究所，吉林公主岭 136100)

摘要[目的]选出具有较高配合力的亲本及具有特殊配合力的玉米杂交组合。[方法]通过运用增广NCII遗传模型的配合力方差分析方法，进行一般配合力方差效应和特殊配合力方差效应估算。[结果]亲本一般配合力效应值比较高的有B1、B2、B5和B19，特殊配合力效应值比较高的组合有B10×B19(23.35)、B1×B19(23.17)、B2×B18(17.35)、B14×B8(15.76)、B2×B19(14.03)、B4×B19(13.21)。[结论]B1、B2、B5和B19这4个自交系可以作为常规玉米高产品种选育的优良亲本应用；而小区产量的特殊配合力效应值分析表明：在组配的42份杂交组合中，B10×B19、B1×B19、B2×B18、B14×B8、B2×B19、B4×B19具有较高的产量，可作为苗头组合参加多地区网点试验。

关键词玉米；NCⅡ模型；配合力；方差分析

在长期的实践中，玉米育种者都有这样的共识，“难在选系，重在选配，中心是配合力问题” 。这说明自交系选育和杂交种亲本组配的核心是配合力问题。一般配合力是指一个品种或品系在一系列杂交组合中的平均表现，特殊配合力是指某些组合比根据其双亲的一般配合力所预期的表现更好或更差的情形。一般配合力是对基因加性效应的度量，由于加性效应能稳定地遗传给后代，所以亲本各性状一般配合力大小对F1杂种优势有很大影响；特殊配合力度量了基因非加性作用，与杂种优势呈极显著正相关。

研究表明，各性状的配合力效应不同，同一性状不同自交系间配合力效应差异较大，同一自交系各性状间配合力效应也各异。戴保威等[1]利用8个玉米自交系为亲本，采用Griffing方法Ⅱ配成28个组合，分析单株粒重等10个性状的一般配合力和特殊配合力，表明玉米中加性效应和非加性效应的作用都很显著，但各性状中二者的贡献不尽相同。赖仲铭等[2]研究年份对玉米经济性状配合力及其地点互作的影响，表明各性状一般配合力和特殊配合力在年份间呈高度正相关，而它们无显著差异，配合力和地点的互作差异不显著。王万廷等[3]采用Griffing方法Ⅰ研究玉米自交系性状的遗传差异与杂种优势、特殊配合力的关系，结果表明性状差异与杂种优势、特殊配合力存在显著负相关，因此认为选配亲本时应考虑双亲单穗粒重高，且双亲差异小，易奏效。笔者通过测定一般配合力和特殊配合力效应值，以期得出具有较高配合力的亲本及具有特殊配合力的组合。

1材料与方法

1.1试验材料供试材料为吉林省农业科学院玉米研究所提供的13份普通玉米自交系。这些自交系的子粒、农艺性状和品质性状差异均较大，其遗传背景也各不相同，代号分别为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B14、B18、B19，以B1、B2、B4、B6、B7、B10、B14为母本，以B3、B5、B8、B9、B18、B19为父本。

1.2田间设计2010年按照增广NCⅡ不完全双列杂交试验设计方法配制42个杂交组合，即M=p×q=42(M代表杂交组合数，p代表母本数，q代表父本数)份供试材料，并自交保留亲本。2011年，将不完全双列杂交试验设计的42个组合及其对应的13个亲本，共计55份材料按随机区组设计播于吉林省农业科学院玉米研究所试验田，3次重复，2行区，行长8.00 m ，行距0.68 m ，株距0.28 m ，田间管理与大田相同。

1.3农艺性状测定2011年对亲本及组合农艺性状进行测定，其中田间考查指标有株高、穗位高；室内考查指标有穗长、穗行数、行粒数、出子率、小区产量。果穗性状取20个有代表性标准穗考种，其他各项指标测定以小区为单位。

1.4数据分析按照数量性状增广NCII遗传模型的配合力方差分析方法，进行一般配合力方差效应和特殊配合力方差效应估算。

2结果与分析

2.1一般配合力效应分析由表1可知，B1：一般配合力效应值为正的性状有7个；各性状一般配合力效应值从大到小依次为小区产量、行粒数、穗位高、穗行数、株高、穗长、出子率。

B2：一般配合力效应值为正的性状有6个，穗行数的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为行粒数、穗位高、小区产量、株高、穗长、出子率、穗行数。

B3：一般配合力效应值为正的性状有6个，出子率的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为穗位高、行粒数、穗长、株高、小区产量、穗行数、出子率。

B4：所有性状的一般配合力效应值均为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为出子率、穗长、穗行数、株高、小区产量、穗位高。

B5：一般配合力效应值为正的性状有5个，穗长、穗行数的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为穗位高、株高、小区产量、出子率、行粒数、穗长、穗行数。

B6：穗行数的一般配合力效应值为正，其他6个性状的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为穗行数、出子率、穗长、株高、穗位高、行粒数、小区`产量。

B7：一般配合力效应值为正的性状有1个，其他6个性状的一般配合力效应值均为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为穗行数、出子率、株高、穗位高、穗长、行粒数、小区产量。

B8：一般配合力效应值为正的性状有6个，只有穗长的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为小区产量、穗行数、行粒数、株高、穗位高、出子率、穗长。

B9：一般配合力效应值为正的性状有5个，穗长、穗行数的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为穗位高、株高、出子率、小区产量、行粒数、穗长、穗行数。

B10：一般配合力效应值为正的性状有1个，为穗长，其他6个性状的一般配合力效应值均为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为穗长、穗行数、出子率、株高、穗位高、小区产量、行粒数。

B14：一般配合力效应值为正的性状有2个，其他5个性状的一般配合力效应值均为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为出子率、穗行数、行粒数、穗长、小区产量、株高、穗位高。

B18：7个性状的一般配合力效应值均为负；一般配合力效应值从大到小依次为穗长、出子率、穗行数、行粒数、株高、小区产量、穗位高。

B19：一般配合力效应值为正的性状有5个，穗位高、出子率的一般配合力效应值为负；各性状一般配合力效应值从大到小依次为小区产量、穗行数、行粒数、株高、穗长、穗位高、出子率。

根据亲本一般配合力统计分析数值，在突出育种中某一特定性状和进行某一性状改良时，选择目标性状一般配合力高的自交系作为亲本，其后代较容易出现理想目标性状，便于选择。

表1　亲本主要数量性状的一般配合力效应

2.2特殊配合力效应分析

2.2.1株高的特殊配合力效应分析。从表2可知，在42个组合中，特殊配合力表现为负向效应的组合有11个，占全部组合数的26.19%，有31个组合表现为正向效应，占全部组合数的73.81%。在所有组合中，特殊配合力效应值最高为B2×B9(15.41)，其次为B2×B5(14.33)，最低为B10×B18(-39.51)。

2.2.2穗位高的特殊配合力效应分析。从表2可知，在42个组合中，特殊配合力表现为负向效应的组合有16个，占全部组合的38.10%，有26个组合表现为正向效应，占全部组合数的61.90%。在所有组合中，B2×B3(22.96)组合的特殊配合力效应值最高，其次为B2×B9组合(22.50)。虽然B6、B19的一般配合力效应值为负，但它们与其他亲本所配制的组合特殊配合力较高，在穗位高性状上表现出较好的组配能力，可作为提高穗位高为目的性状育种的良好亲本。

表2　42个杂交组合主要性状的特殊配合力效应

2.2.3穗长的特殊配合力效应分析。在42个组合中，有25个组合的特殊配合力表现为负向效应，占所有组合数的59.52%，有17个组合表现为正向效应，占所有组合数的40.48%。在所有组合中，特殊配合力效应值最高的为B2×B18(15.83)，其次为B2×B3(14.10)。 B1(1.340)、B2(6.500)、B3(9.000)穗长的一般配合力效应值较大，且它们与其他亲本所配制组合的特殊配合力也较高，在穗长性状上表现出较好的组配能力，可作为提高穗长、提高出子率和产量为目的性状育种的良好亲本。

2.2.4穗行数的特殊配合力效应分析。在42个组合中，有23个组合特殊配合力表现为负向效应，占所有组合数的54.76%，有19个组合表现为正向效应，占所有组合数的45.24%。在所有组合中，特殊配合力效应值最高的组合为B10×B19(16.00)，其次为B14×B19(14.14)。B1(3.469)、B6(1.458)、B8(6.982)、B19(9.368)穗行数的一般配合力较高，且它们与其他亲本所配制组合的特殊配合力效应值也较高，在穗行数性状上表现出较好的组配能力，可作为提高穗行数和产量为目的性状育种的良好亲本。

2.2.5行粒数的特殊配合力效应分析。在42个组合中，有12个组合特殊配合力表现为负向效应，占所有组合数的28.57%，有30个组合表现为正向效应，占所有组合数的71.43%。在所有组合中，特殊配合力效应值最高的组合为B2×B8(22.32)，其次为B2×B3(19.15)。B2(15.911)、B3(9.592)、B5(4.077)、B8(4.461)行粒数的一般配合力效应值均较高，且它们与其他亲本所配制组合的特殊配合力效应值也较高，在行粒数性状上表现出较好的组配能力，可作为提高行粒数和产量为目的性状育种的良好亲本。

2.2.6出子率的特殊配合力效应分析。在42个组合中，有18个组合的特殊配合力表现为负向效应，占所有组合数的42.86%，有24个组合表现为正向效应，占所有组合数的57.14%。在所有组合中，特殊配合力效应值最高的组合为B2×B9(5.35)，其次为B14×B9(5.14)。B2(1.428)、B5(4.594)、B9(3.851)、B14(0.336)出子率的一般配合力较高，且它们与其他亲本所配制组合的特殊配合力效应值也较高，在出子率性状上表现出较好的组配能力，可作为提高出子率为目的性状育种的良好亲本。

2.2.7小区产量的特殊配合力效应分析。 在42个组合中，有11个组合特殊配合力表现为负向效应，占所有组合数的26.19%，有31个组合表现为正向效应，占所有组合数的73.81%。在所有组合中，特殊配合力效应值最高的组合为B10×B19(23.35)，其次为B1×B19(23.17)。B1(8.319)、 B2(12.983)、B5(7.109)、B8(7.031)、B19(11.003)小区产量的一般配合力较高，且它们与其他亲本所配制组合的特殊配合力效应值也较高，在小区产量性状上表现出较好的组配能力，尤其是B19，与其他亲本组合的特殊配合力全部为正值，可优先考虑作为提高产量为目的性状育种的良好亲本。

3结论与讨论

育种工作者普遍认为只有选出具有较高配合力的自交系，才能组配出强优势杂交组合[4]。该试验所利用亲本的配合力分析表明：B3、B5、B8、B9这4个亲本中多数性状的一般配合力效应值表现为正效应。并且小区产量的一般配合力效应值也都为正值，总配合力也大多数表现为正向效应，与它们组配的组合F1代产量表现较好，说明它们是一组较好的亲本。组合B1×B19、B2×B19、B10×B19、B2×B5、B4×B19、B2×B8、B2×B3、B2×B18、B10×B3、B14×B19无论是产量还是其他性状的特殊配合力效应值都较高。从植株性状来看，B1、B2、B3、B5、B8、B9的株高、穗位高一般配合力都为正值，其中B1、B9的茎粗较大，以这些亲本配制的杂种大多表现为“双高壮秆”。而B4、B7、B14、B19的株高、穗位高的一般配合力都较低，以B19作为亲本，杂交种表现为“株高适中，茎秆粗壮，抗倒伏较好”。 从主要数量性状来看，以产量为例：B1、B2、B19的一般配合力为正值，其组配的杂交种产量为8.71 kg(B1×B19)，8.064 kg(B2×B19)，是所有杂交种中较高的；而B6、B7、B18的一般配合力为负值，其组配的杂交种产量为3.503 kg(B6×B18)，3.413 kg(B7×B18)。由此可见，玉米的高产和品质育种需双亲都具有较高的一般配合力。

分析还表明，其他性状的一般配合力选配与产量基本一致。个别可能是由于地理及气候条件的影响，产生了较大的偏差。一般配合力是杂种优势的基础，在一般配合力高的基础上选择特殊配合力较高的组合，才更有可能选出杂种优势突出的优良杂交种，这与前人的研究结果[5]一致。

参考文献

[1] 戴保威，王澍伦，刘大文.玉米自交系产量配合力分析[J].贵州农学院丛刊，1994(2):53-57.

[2] 赖仲铭，杨克诚，郑有良，等.年份对玉米经济性状配合力及其地点互作影响的初步研究[J].四川农业大学学报,1988,6(2):81-86.

[3] 王万廷，李玉华，王晓武，等.玉米自交系性状的遗传差异与杂种优势及特殊配合力的关系[J].甘肃农业大学学报，1993，28(3):243-246.

[4] 杨人震，卢和顶.14个玉米自交系配合力与遗传力分析[J].福建农业学报，1998,13(2):6-10.

Analysis of The Combining Ability in Maize Hybridized Combination

ZHONG Yi, JIAO Ren-hai,XU Yan-rong, LIU Xing-er*et al(Maize Research Institute,Academy of Aricultural Sciences of Jilin Province,Gongzhuling, Jilin 136100)

Abstract[Objective]Getting parents with higher general combining ability and some combinations with higher special combining ability.[Method]In this paper,using variance analysis’ method with genetic model of augmented NCII quantitative trait in combining ability to determine GCA and SCA value with combining ability effect. [Result]The parents with higher GCA value are B1, B2, B5 and B19.The combinations with higher SCA values are B10×B19(23.35),B1×B19(23.17),B2×B18(17.35),B14×B8(15.76),B2×B19(14.03),B4×B19(13.21).[Conclusion] The varieties of B1, B2, B5 and B19,which can be used as good parents for cross breeding of maize. The combinations with higher SCA values areB10×B19,B1×B19,B2×B18,B14×B8,B2×B19,B4×B19，which can be used as promising combinations in the test network of different regions.

Key wordsMaize;NCⅡ model; Combining ability;Analysis of variance

收稿日期2015-12-21

作者简介仲义(1979- )，男，吉林梨树人，硕士，从事玉米遗传育种研究。*通讯作者，研究员，从事玉米遗传育种研究。

中图分类号S 513

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)02-067-04