5個玉米種質(zhì)的主要性狀遺傳分析

在繁殖實踐中，廣泛使用了不同的作物育種優(yōu)勢，主要是由家庭環(huán)境和遺傳能力作為重要指標(biāo)的。目前,根據(jù)不同的劃分方式建立起來了玉米多種雜交模式:如美國Lancaster群×Reid群、美國馬齒×歐洲硬粒、P群×Reid群、P群×旅大紅骨群等得到普遍應(yīng)用。中國玉米育種工作者,根據(jù)玉米的一般配合力(generalgombiningability,GCA)、特殊配合力(specificcombiningability,SCA)等進(jìn)行劃分,歸納出PA、唐四平頭、旅大紅骨、PB、BSSS和Lancaster6個雜種優(yōu)勢群,其中最主要也是最常用到的試驗方法就是雙列雜交。雙列雜交(diallelcrossing)試驗是由N個親本的盡可能的一組雜交組合。1956年,格力芬根據(jù)雜交組合的不同,提出了雙列雜交的4種分析模式,可分析親本的一般配合力和特殊配合力,是選擇優(yōu)良雜交后代十分有效的方法之一。1983年,耿旭等又該分析方法進(jìn)行詳盡的闡述,包括格力芬法提出的4種分析方法。隨著種業(yè)市場化進(jìn)程加快,中國今后5~10年玉米育種發(fā)展方向為:中大穗、中大粒、中矮桿、中高密度、中晚熟。為此,對5個具有中大穗、中矮桿等特性的玉米優(yōu)良自交系進(jìn)行遺傳分析,以期給雜種優(yōu)勢群的構(gòu)建提供一定的理論依據(jù)。1材料和方法1.1試驗時間和地點大田試驗于2007年5—9月進(jìn)行,試驗地設(shè)在海南省儋州市寶島新村品資所10隊試驗基地。1.2試驗材料供試玉米自交系分別為:Suwan1、Suwan3、NS1、臺南17、下層云優(yōu)78,分別用字母“A、B、C、D、E”表示。1.3測試方法1.3.1田間調(diào)查農(nóng)藝性狀試驗采用完全雙列雜交設(shè)計,5×5個雜交組合(如表1),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,3個重復(fù),株行距:0.4m×0.8m,抽絲及授粉后采用紙袋隔離,防止闖粉。田間調(diào)查農(nóng)藝性狀包括:株高、穗位高、莖粗等3項;考種內(nèi)容包括:單株鮮重、穗長、穗粗、穗行數(shù)等4項,具體數(shù)據(jù)如表2所示。1.3.2統(tǒng)計方法2結(jié)果與分析2.1原始數(shù)據(jù)試驗的原始數(shù)據(jù)的平均值如表2。2.2多性狀配合力分析由表3可見,各品種(系)除穗行數(shù)差異不顯著以外,其余各性狀的差異達(dá)顯著。說明這些性狀在雜交組合中的表現(xiàn)受一般配合力和特殊配合力的影響。為此,選取株高、穗位高、莖粗等6個性狀進(jìn)行配合力分析。由表4各性狀的相關(guān)性分析可知,穗行數(shù)與穗粗、鮮重均有極顯著的正相關(guān),但各品系的差異并不顯著(表3),說明穗行數(shù)是個較為穩(wěn)定的遺傳性狀,理論上可以培育多穗行數(shù)的新品種來提高產(chǎn)量,但與目前中大穗(每穗14~16行)的玉米育種目標(biāo)不符,可行性不強(qiáng)。2.3參試品種優(yōu)勢率及遺傳力根據(jù)潘家駒的方法對各品系的雜種優(yōu)勢率進(jìn)行分析,公式如下:由表5中可知,在超親優(yōu)勢率上,以NS1為父本的雜交組合(AE、BE、CE、DE)的穗粗性狀的親優(yōu)勢率均為正值,表現(xiàn)出較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢,符合NS1硬粒小穗型種的一個明顯特征。在中親優(yōu)勢率上,以NS1為父本的DE、CE、BE組合的優(yōu)勢率也基本為正值,其中BE組合的鮮重的中親優(yōu)勢率最高達(dá)到13.05%,增產(chǎn)效果明顯。另外,DA組合的中親優(yōu)勢率也均為正值,且多數(shù)性狀的優(yōu)勢率處于參試品種的中上水平,其中鮮重的優(yōu)勢率僅次于BE組合,說明DA也有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢。于是,根據(jù)劉來福的方法對各性狀的遺傳力進(jìn)一步分析,如表6。在對于雜種后代進(jìn)行選擇時,根據(jù)某些性狀遺傳力的大小,就容易從表現(xiàn)型識別不同的基因型,從而較快地選育出優(yōu)良的新類型。表6第6列的F值顯示,方差檢驗結(jié)果均為極顯著,各品種間的性狀有較大的差異。一般地,遺傳力數(shù)值變幅在0~1,習(xí)慣認(rèn)為:當(dāng)h2<0.2,屬低(弱度)遺傳力;0.2≤h2≤0.5,屬中等(中度)遺傳力;h2>0.5,為高(強(qiáng)度)遺傳力。(表6)分析也表明,各性狀的遺傳力較處于中等及以上水平,其中植株穗長、穗粗的遺傳力高,分別達(dá)到59%、56%;而穗位高遺傳力較低,僅為29%?？梢?穗長、穗粗、鮮重性狀可在雜種分離的早期世代進(jìn)行選擇,而株高、穗位高、莖粗性狀需要在較高世代中進(jìn)行選擇。2.4性狀配合力分析參考林德光的分析方法,對各品系的6個性狀的配合力和反交效應(yīng)進(jìn)行分析,結(jié)果如下表7、表8。表7中一般配合力分析結(jié)果表明,除了穗長,其他性狀的一般配合力均達(dá)到極顯著水平,可見穗長的遺傳選擇性差,親本的自身的遺傳力較強(qiáng)(其廣義遺傳力為59%),有較強(qiáng)的遺傳力;而其他性狀的均表現(xiàn)出較好的配合力,具有一定的選擇優(yōu)勢。另外,在表8中各性狀的特殊配合力均達(dá)到極顯著水平,說明穗長的反交效應(yīng)十分顯著。3結(jié)論和討論3.1選擇、選擇時,主要有3個月內(nèi)、5.在性狀遺傳評價與育種測定中,數(shù)量性狀的表型值是基因型與環(huán)境的共同產(chǎn)物,遺傳力是描述遺傳分量占表型值的比例,是評價遺傳改良與增益的常用參數(shù)。一般來說,凡是遺傳力較高的性狀,在雜種的早期世代進(jìn)行選擇,收效比較顯著;而遺傳力較低的性狀,則要在雜種后期世代進(jìn)行選擇才能收到較好的結(jié)果。筆者根據(jù)雙列雜交設(shè)計,利用父本及子代F1進(jìn)行廣義遺傳力的估算,結(jié)果表明各性狀的遺傳力均達(dá)到中等及以上強(qiáng)度,可見不同遺傳單元、樣本決定了遺傳力的大小,與顧萬春的結(jié)論基本一致,可為各自交系的進(jìn)一步純化提供了理論依據(jù)。另外,作物的產(chǎn)量一般都是由許多比較復(fù)雜的因素控制的,所以它的遺傳為較低。然而,筆者發(fā)現(xiàn),單株鮮重的遺傳力達(dá)到0.43,且與其顯著相關(guān)的穗粗、穗長農(nóng)藝性狀的遺傳力分別為0.56、0.59?？梢?單株產(chǎn)量的選擇可以作為產(chǎn)量選擇的間接指標(biāo),以提高選擇的效果。3.2般配合力和特殊配合力首先按林德光等的方法對所有品種的所有性狀進(jìn)行分析,保留品種間有顯著差異的性狀,再按配合力進(jìn)行方差分析,性狀達(dá)到顯著時再進(jìn)行一般配合力和特殊配合力分析。一般配合力和特殊配合力分析參考耿旭等的方法,廣義遺傳力分析參考劉來福的方法。配合力是闡述子代性狀因親本配合所表現(xiàn)的遺傳能力,它表達(dá)親本(組合)對子代表現(xiàn)