鲜食型糯玉米果皮厚度和皮渣率的配合力及相关性分析

时间：2024-05-25

张垚，杨跃华，孔亮亮，刘俊峰，宋俏姮

（四川省农业科学院水稻高粱研究所，四川德阳 618000）

糯玉米食法多种多样，既可以蒸煮后直接食用，又可以加工成罐头等食品，深受广大消费者的喜爱，已发展成为一个具有较大潜力的新型产业。优良糯玉米的必要条件是皮薄渣少、粘软清香、柔嫩爽口[1～3]。因此，作为衡量糯玉米柔嫩度指标的果皮厚度和皮渣率，在鲜食型糯玉米育种性状选择中占有重要地位。杂交育种中选择亲本的主要依据是亲本自交系配合力的高低，准确选出亲本并尽快确定强优势组合是育种工作的关键[4]。因此，分析糯玉米果皮厚度和皮渣率配合力的高低与遗传规律，是选育优良糯玉米品种的重要内容。目前，关于糯玉米果皮厚度和皮渣率的配合力分析及其相关关系研究较少。以10个糯玉米自交系为试材，采用NCⅡ试验设计，组配24个杂交组合，分析各自交系的果皮厚度和皮渣率配合力效应水平与遗传特性，并探讨了果皮厚度与皮渣率之间的相关关系，旨为鲜食糯玉米新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

试验于2017年在四川省农业科学院水稻高粱研究所德阳基地进行。参试材料为10个自育的优良糯玉米自交系（依次记为w1、w2，……，w10），其中w1～w4属SS杂优类群，w5～w10属NSS杂优类群。采用NCⅡ试验设计，以w1～w4的自交系为母本、w5～w10的自交系为父本，组配成24个杂交组合。采用随机区组排列，3次重复。小区行长3.3 m，行距0.6 m，3行/区，株距0.33 m。授粉后22 d，每小区随机取3个果穗，测定果皮厚度[5]和皮渣率[6]。

利用Excel 2003和DPS 3.01软件分析处理数据，配合力效应和遗传参数的计算参照刘纪麟[7]和翟虎渠[8]的统计方法。

2 结果与分析

2.1 糯玉米果皮厚度和皮渣率的方差分析

对24个杂交组合的果皮厚度和皮渣率进行方差分析，结果（表1）显示，2个性状区组间的差异均未达到显著水平，组合间的差异达均到了极显著水平。说明果皮厚度和皮渣率均是受基因控制的性状。除父本间果皮厚度差异达显著水平外，母本间及父本间的其他性状均无显著差异，但父母本互作对果皮厚度和皮渣率的影响均达到了极显著水平。说明糯玉米父母本基因互作对杂交后代的果皮厚度和皮渣率影响较大，即果皮厚度和皮渣率受非加性基因影响较大，而受加性基因影响较小。

表1 果皮厚度和皮渣率的方差分析Table 1 Variance analysis on pericarp thickness and residue rate

2.2 糯玉米自交系果皮厚度和皮渣率的一般配合力分析

不同母本果皮厚度的一般配合力效应值顺序为w4＞w3＞w2＞w1，不同父本果皮厚度的一般配合力效应值顺序为 w8＞w7＞w9＞w5＞w10＞w6；不同母本皮渣率的一般配合力效应值顺序为w4＞w2＞w3＞w1，不同父本皮渣率的一般配合力效应值顺序为 w10＞w8＞w5＞w7＞w9＞w6（表2）。亲本果皮厚度和皮渣率的一般配合力效应值越低，其杂交后代果皮厚度和皮渣率较低的概率越大。自交系w1和w6的果皮厚度及皮渣率均表现较大的负效应，表明二者作为亲本对杂交后代的果皮厚度和皮渣率均有较好的改良作用，应着重利用。

表2 糯玉米自交系果皮厚度和皮渣率的一般配合力效应值Table 2 The effect values of GCA of pericarp thickness and residue rate of waxy inbred lines

2.3 糯玉米杂交组合果皮厚度和皮渣率的特殊配合力分析

不同杂交组合对果皮厚度和皮渣率有极显著影响（表1）。果皮厚度特殊配合力效应值为负值的组合数量占组合总数的58.33%，变异范围为-29.56～-1.30，其中，w1×w8组合的效应值最小，w2×w5组合次之；w4×w5组合的效应值最高（表3）。皮渣率特殊配合力效应值为负值的组合数量占组合总数的54.17%，变异范围为-11.54～-1.08，其中，w4×w9组合的效应值最小，w4×w6组合次之；w3×w6组合的效应值最高。

相同母本不同父本的杂交组合以及相同父本不同母本的杂交组合，果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效应值均既有正值也有负值，变异范围大。说明同一亲本与多个遗传背景不同的亲本组配，其果皮厚度和皮渣率在不同杂交组合中表现差异较大，即果皮厚度和皮渣率的遗传效应以非加性效应为主。

2.4 糯玉米果皮厚度和皮渣率的遗传特性

果皮厚度和皮渣率的加性方差均＜非加性方差（表4）。果皮厚度和皮渣率的广义遗传力均较高，分别为93.26%和80.62%；狭义遗传力均较低，分别为33.61%和31.30%。说明果皮厚度和皮渣率受环境以及加性基因影响较小，受非加性基因影响较大，即果皮厚度和皮渣率的遗传以非加性效应为主。

表3 糯玉米杂交组合果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效应值Table 3 The effect values of SCA on pericarp thickness and residue rate of waxy cross combinations

表4 果皮厚度和皮渣率的遗传参数估计值Table 4 Estimate value of genetic parameters on pericarp thickness and residue rate

2.5 糯玉米果皮厚度与皮渣率的相关性分析

果皮厚度与皮渣率的相关系数为0.43，呈显著正相关（表5），说明皮渣率随着果皮厚度的降低而降低。以果皮厚度（x）为自变量、皮渣率（y）为依变量进行回归分析，二者的线性回归方程为y=0.027 2x+9.368 8，决定系数（R2）为 0.181 1（图1）。决定系数较小，说明果皮厚度与皮渣率之间的线性拟合程度较差。

表5 果皮厚度与皮渣率之间的相关系数Table 5 Correlation coefficients of pericarp thickness and residue rate

图1 皮渣率与果皮厚度的线性回归Fig.1 Linear regression model of residue rate on pericarp thickness

3 结论与讨论

杂交育种的关键是选育优良的自交系，而强优势杂交组合的产生在很大程度上取决于自交系的配合力[9～12]。本研究中，10个糯玉米自交系的果皮厚度和皮渣率性状在父母本互作间差异极显著；相同母本不同父本和相同父本不同母本的杂交组合，果皮厚度和皮渣率的特殊配合力效应值变异范围大；果皮厚度和皮渣率的广义遗传力均较高，狭义遗传力均较低。以上三方面内容均说明果皮厚度和皮渣率的遗传主要受非加性效应影响，2个性状会因双亲背景基因型的不同而表现出较大的随机性。因此，在筛选高品质糯玉米组合时，应适当加大组配量。自交系w1和w6的果皮厚度和皮渣率一般配合力效应值均较低，可着重利用。

从统计角度来看，本研究中果皮厚度与皮渣率之间存在显著的正相关，但其相关系数和决定系数均较小，线性拟合程度较差。这可能是因为糯玉米果皮柔嫩度差，难以打碎，即使某一杂交组合的果皮厚度较薄，也可能出现较高的皮渣率。另外，皮渣的大小还可能受到果皮拉力、果皮硬度和籽粒含水量的影响[13，14]，本研究中未对这些指标进行测定和控制，也可能成为影响皮渣率与果皮厚度之间相关性的因素。今后，可对皮渣率与果皮厚度、果皮拉力、果皮硬度和籽粒含水率间的关系进行深入探讨。

参考文献：

［1］陆芳芳，陆卫平，刘萍，沈新平，王继丰，刘小兵.糯玉米淀粉RVA黏度的杂种优势分析［J］.作物学报，2006，32（4）：503-508.

［2］李小琴，吴景强，叶翠玉，苏金煌.我国甜玉米育种概况及面临的挑战［J］.作物杂志，2002，（5）：45-46.

［3］张凯迪.鲜食玉米籽粒皮渣率的差异及其与品质和产量的关系［D］.扬州：扬州大学，2008.

［4］彭忠华，王国祥.甜玉米主要数量性状配合力及性状间的相关分析［J］.贵州农业科学，2002，30（4）：6-9.

［5］乐素菊，张璧，刘厚成，王晓明.超甜玉米子粒果皮厚度及灌浆特性研究［J］.华南农业大学学报，2003，24（3）：13-17.

［6］刘萍.中国鲜食甜、糯玉米品种试验产量与品质评价体系的建设［D］.扬州：扬州大学，2007：5-12.

［7］刘纪麟.玉米育种学［M］.北京：中国农业出版社，2002.

［8］翟虎渠.应用数量遗传［M］.北京：中国农业出版社，2001.

［9］焦仁海，刘兴贰，孙发明，徐艳荣，侯宗运，才卓.玉米穗部产量性状配合力和遗传参数分析［J］.玉米科学，2008，16（6）：24-28.

［10］曾慕衡，刘鹏飞，蒋锋，王晓明.鲜食型糯玉米果皮厚度和支链淀粉含量的遗传特性［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2010，38（1）：98-101.

［11］刘鹏飞，王晓明，曾幕衡，王汉宁.糯玉米支链淀粉含量和含糖量性状的配合力分析［J］.甘肃农业大学学报，2008，43（3）：72-76.