第 27 卷 第 4 期 2015 年 8 月 Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University 27(4):1~5 Aug. 2015 doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2015.04.001 外 引 加 拿 大 玉 米 的 配 合 力 分 析 和 应 用 张 玉 胡 1,2, 高 树 仁 1, 王 霞 1, 孙 丽 芳 1, 王 振 1 (1. 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 农 学 院, 大 庆 163319;2. 黑 龙 江 省 八 五 八 农 场 ) 摘 要 : 采 用 NCⅡ 遗 传 交 配 设 计, 对 引 自 加 拿 大 的 15 个 玉 米 的 6 个 与 产 量 有 关 的 性 状 进 行 一 般 配 合 力 分 析, 并 对 120 个 杂 交 组 合 进 行 特 殊 配 合 力 分 析 结 果 表 明 :C6 C12 和 C14 的 一 般 配 合 力 效 应 值 较 高, 其 综 合 性 状 较 好 ;C14 B14 C14 H 旅 28 C6 K10 C12 杂 1 的 特 殊 配 合 力 效 应 值 为 显 著 正 值, 是 具 有 较 强 杂 交 优 势 的 组 合, 可 以 进 一 步 在 生 产 上 加 以 利 用 关 键 词 : 加 拿 大 玉 米 ; ; 配 合 力 中 图 分 类 号 :S513.03 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1002-2090(2015)04-0001-05 Combining Ability Analysis and Application of Maize Inbred Lines from Canada Zhang Yuhu 1,2, Gao Shuren 1,Wang Xia 1,Sun Lifang 1,Wang Zhen 1 (1. College of Agronomy,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319;2. 858 Farm of Heilongjiang Province) Abstract:According to North Carolina mating design Ⅱ(NC Ⅱ),six production characters of inbred lines from Canada were carried by general combining ability analysis (GCA),and grain weight of 120 hybridized combination was carried by special combining ability analysis (SCA). The result showed that GCA of C6,C12 and C14 were higher,and the comprehensive character was better. GCA of C14 B14,C14 H lv 28,C6 K10 and C12 za1 was remarkable positive number. The hybridized combination had the great value in direct hybridization,and could be better used in production. Key words:canada maize;inbred lines;combining ability 我 国 玉 米 种 质 基 础 狭 窄, 而 且 存 在 亲 缘 关 系 复 杂 化 的 倾 向, 难 于 选 育 出 具 有 突 破 性 状 的 优 良 品 种, 而 拓 宽 我 国 玉 米 种 质 基 础 的 方 法 之 一 就 是 从 国 外 引 [1-3] 进 优 良 对 于 新 引 进 的 玉 米, 首 先 要 研 究 其 种 质 特 点, 并 根 据 特 点 加 以 利 用 试 验 通 过 对 引 自 加 拿 大 的 15 个 玉 米 的 配 合 力 分 析, 探 讨 各 项 指 标 预 测 杂 种 优 势 的 可 行 性 和 效 果 便 于 今 后 种 质 的 创 新 交 流 和 利 用, 为 丰 富 我 国 的 玉 米 种 质 资 源 和 提 高 育 种 效 率 提 供 科 学 依 据 1 材 料 与 方 法 1.1 试 验 材 料 已 知 类 群 的 京 七 W557 合 344 杂 1 K10 B14 H 旅 28 丹 340( 表 1), 加 拿 大 引 进 的 15 个, 编 号 为 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 1.2 田 间 试 验 设 计 以 加 拿 大 引 进 的 15 个 玉 米 为 母 本, 以 京 七 W557 合 344 杂 1 K10 B14 H 旅 28 丹 340 为 父 本, 采 用 NCⅡ 遗 传 交 配 设 计 共 配 制 了 120 个 组 合 2010 年, 采 用 完 全 随 机 区 组 设 计, 单 行 区, 三 次 重 复, 行 长 5 m, 行 距 0.7 m, 株 距 0.25 m, 每 行 20 株 每 小 区 取 10 株 进 行 收 获 和 室 内 考 种, 考 察 穗 部 性 状 ( 穗 长 穗 粗 穗 行 数 行 粒 数 百 粒 重 ) 收 稿 日 期 :2014-12-10 基 金 项 目 : 公 益 性 行 业 ( 农 业 ) 科 研 专 项 经 费 项 目 (201303007) 作 者 简 介 : 张 玉 胡 (1984-), 男, 农 艺 师, 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 毕 业, 现 主 要 从 事 作 物 遗 传 育 种 方 面 的 研 究 工 作 通 讯 作 者 : 高 树 仁, 男, 教 授, 硕 士 研 究 生 导 师,E-mail:gaoshr107@126.com
2 第 27 卷 京 七 W557 合 344 杂 1 表 1 名 称 及 来 源 Table 1 Name and source of inbred lines 来 源 唐 四 平 头 K10 唐 四 平 头 B14 兰 卡 斯 特 H 旅 28 兰 卡 斯 特 丹 340 来 源 Reid Reid 旅 大 红 骨 旅 大 红 骨 试 验 地 点 在 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 科 研 所 试 验 田, 播 种 日 期 为 5 月 10 日, 收 获 日 期 为 10 月 10 日 1.3 田 间 统 计 分 析 方 法 用 NCⅡ 遗 传 设 计 分 析 方 法 作 配 合 力 方 差 分 析 一 般 配 合 力 (GCA) 和 特 殊 配 合 力 (SCA) 效 应 估 算 计 [4] 算 原 理 及 方 法 采 用 高 之 仁 著 的 数 量 遗 传 学 2 结 果 与 分 析 2.1 各 性 状 联 合 方 差 分 析 对 6 个 穗 粒 性 状 的 联 合 方 差 分 析 结 果 ( 表 2) 表 明 : 各 性 状 在 组 合 间 存 在 极 显 著 差 异, 说 明 不 完 全 双 列 杂 交 的 120 个 组 合 在 所 研 究 的 6 个 性 状 上 存 在 真 实 性 的 遗 传 差 异, 这 种 遗 传 的 差 异 性 是 由 加 性 基 因 和 非 加 性 基 因 共 同 作 用 的 结 果 因 此, 将 组 合 间 方 差 分 解 成 P1 组 和 P2 组 亲 本 的 一 般 配 合 力 方 差 及 P1 P2 的 特 殊 配 合 力 方 差 经 F 测 验 后 发 现,P1 P2 组 亲 本 的 一 般 配 合 力 效 应 对 F1 代 杂 交 种 的 6 个 性 状 均 存 在 极 显 著 的 影 响 P1 P2 的 特 殊 配 合 力 方 差 分 析 结 果 表 明, 穗 粗 穗 长 穗 行 数 行 粒 数 和 百 粒 重 也 存 在 显 著 或 极 显 著 的 特 殊 配 合 力 效 应 因 此, 可 进 一 步 估 算 亲 本 的 一 般 配 合 力 效 应 和 组 合 双 亲 的 特 殊 配 合 力 效 应 表 2 120 个 组 合 方 差 分 析 结 果 ( 均 方 值 ) Table 2 Variance analysis of 120 composes 变 异 来 源 区 组 组 合 P1 P2 P1 P2 误 差 自 由 度 2 119 7 14 98 238 534.93 3 179.91** 6 816.18** 7 613.32** 2 286.83* 1 778.41 穗 粗 53.891 6 364.05** 1 044.99** 698.20** 267.68** 36.39 穗 长 1.49 8.24** 47.90** 15.90** 4.31** 1.22 穗 行 数 1.44 3.42** 13.74** 6.62** 2.22** 1.23** 注 :* 表 示 在 5% 水 平 达 到 显 著 ;** 表 示 在 1% 水 平 上 达 到 显 著 行 粒 数 9.15 49.41** 303.29** 105.77** 23.22** 7.49 百 粒 重 6.203 4 5.156 7** 137.414 0** 70.723 4** 17.158 1** 5.921 2 2.2 引 进 加 拿 大 玉 米 的 一 般 配 合 力 效 应 分 析 从 表 3 看 出, 不 同 同 一 性 状 的 一 般 配 合 力 效 应 有 很 大 差 异, 表 现 正 向 和 负 向 两 类 效 应 综 合 试 验 结 果, 从 加 拿 大 引 进 15 个 一 般 配 合 力 (GCA) 效 应 变 化 范 围 是 -13.010 4 ~26.560 3 一 般 配 合 力 表 现 为 正 效 应 的 有 C2 C4 C6 C12 C14 C15, 其 中 C6 和 C14 的 一 般 配 合 力 (GCA) 效 应 值 最 高, 为 15.757 2 26.560 3, 所 以 C6 和 C14 有 很 大 的 利 用 潜 力, 可 以 直 接 组 配 杂 交 组 合, 进 而 筛 选 出 高 产 的 杂 交 组 合 C2 C4 C12 和 C15 的 一 般 配 合 力 (GCA) 效 应 值 分 别 为 :0.610 2 3.449 2 7.507 6.115, 所 以 C2 C4 C12 和 C15 可 以 经 过 改 良 再 组 配 杂 交 组 合, 进 而 筛 选 出 高 产 的 杂 交 组 合 一 般 配 合 力 表 现 为 负 效 应 的 有 C1 C3 C5 C7 C8 C9 C10 C11 C13, 其 中 C10 和 C11 一 般 配 合 力 (GCA) 效 应 值 最 低, 为 -13.010 4-10.062 1, 所 以 C10 C11 不 宜 作 为 亲 本 组 配 杂 交 组 合 直 接 利 用 穗 粗 穗 长 穗 行 数 行 粒 数 和 百 粒 重 等 产 量 有 关 的 性 状 一 般 配 合 力 分 析 结 果 表 明 : 穗 粗 穗 长 穗 行 数 行 粒 数 和 百 粒 重 一 般 配 合 力 最 大 分 别 为 C14(23.955 7) C6(8.101 2) C13 (7.693 2) C14(11.636 9) C7(11.708 5) 利 用 引 进 加 拿 大 玉 米 的 各 性 状 一 般 配 合 力 效 应 值 分 别 与 平 均 值 做 二 维 散 点 图 ( 图 1 2) 发 现 只 有 和 穗 粗 的 一 般 配 合 力 效 应 值 与 穗 粒 重 平 均 值 是 呈 线 性 关 系, 而 且 都 是 随 着 一 般 配 合 力 的 增 大 也 是 增 大 的 趋 势 说 明 与 产 量 有 关
第 4 期 张 玉 胡 等 : 外 引 加 拿 大 玉 米 的 配 合 力 分 析 和 应 用 3 的 性 状 中 和 穗 粗 的 一 般 配 合 力 效 应 值 直 接 影 响 组 合 的 产 量 表 3 各 性 状 的 GCA 效 应 值 Table 3 Effects of GCA characters of inbred lines C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15-3.728 1 0.610 2-5.321 8 3.449 2-0.768 8 15.757 2-6.014 7-8.375 1-9.672 9-13.010 4-10.062 1 7.507-3.044 9 26.560 3 6.115 穗 粗 1.244 9 10.895 5-1.702 3-4.533 9 3.729 8 14.998 5 17.044 2 0.990 6-30.789 4-27.186 9-5.770 6 8.248 8-9.769 5 23.955 7-1.355 6 穗 长 2.551 5-4.456 5-3.651 3 5.446 1 3.715 8 8.101 2-2.954 8 0.222 7 0.788 6 2.573 2-6.328 2-4.304 2 0.788 6 2.355 6-4.848 3 穗 行 数 -2.338 1-1.343 9-2.451 7-0.718 9-1.798 4-0.548 5-3.559 6 2.576 2-2.835 2-3.673 2 1.553 6-2.394 9 7.693 2 6.581 6 3.258 行 粒 数 0.051 8 1.955 5-3.928 7 11.636 9-1.836 7 3.452-8.581 1-1.892 7 1.741 7-1.068 1-6.646 9-5.13 0.776 9 4.022 1 5.447 3 百 粒 重 3.082 5-4.147 6-3.238 3-6.084 2 8.687 7-2.000 9 11.708 5-6.729 3 1.708 3 1.181 1-6.486 7 1.095 7 0.247 4 5.599 2-4.623 3 Fig.1 图 1 平 均 值 与 一 般 配 合 力 关 系 General combining ability relationship between grain weight and grain weight average Fig.2 图 2 平 均 值 与 穗 粗 一 般 配 合 力 关 系 General combining ability relationship between ear diameter and grain weight average
4 第 27 卷 2.3 各 组 合 的 特 殊 配 合 力 效 应 分 析 综 合 试 验 结 果 表 明 ( 表 4), 在 引 进 的 15 个 加 拿 大 玉 米 中,C14 的 一 般 配 合 力 (GCA) 为 最 大 正 值,C14 B14 C14 H 旅 28 的 特 殊 配 合 力 (SCA) 为 显 著 正 值 (11.126 4 16.779 1), 表 明 C14 与 B14 H 旅 28 之 间 的 遗 传 关 系 较 远, 能 够 组 配 出 高 杂 种 优 势 的 组 合 的 机 率 大,C14 丹 340 C14 K10 C14 W557 的 特 殊 配 合 力 (SCA) 值 为 3.411 9 7.054 5 3.044 3 说 明 C14 可 用 于 改 良 B14 京 7 自 交 系 的 产 量 穗 粒 表 现 及 其 配 合 力 C2 C4 C6 C12 C15 的 一 般 配 合 力 (GCA) 效 应 值 都 为 正 值 (0.610 2 3.449 2 15.757 2 7.507 6.115), 其 中 C6 K10 C12 杂 1 的 特 殊 配 合 力 (SCA) 效 应 值 也 较 大 (38.521 8 26.162 5), 表 明 C6 和 K10 C12 和 杂 1 的 遗 传 关 系 较 远, 组 配 出 高 优 势 的 组 合 的 机 率 大 C1 C3 C5 C7 C9 C10 C11 C13 的 一 般 配 合 力 (GCA) 效 应 值 较 低 或 者 为 负 值, 虽 然 测 交 种 的 特 殊 配 合 力 (SCA) 部 分 为 正 值, 但 利 用 价 值 不 大 利 用 引 进 加 拿 大 玉 米 特 殊 配 合 力 和 做 二 位 散 点 图 发 现 : 与 的 特 殊 配 合 力 是 呈 线 性 关 系, 随 着 特 殊 配 合 力 的 增 大 而 增 大 ( 图 3) 说 明 与 产 量 有 关 的 性 状 中 特 殊 配 合 力 效 应 值 直 接 影 响 杂 交 组 合 的 产 量 表 4 120 个 组 合 的 特 殊 配 合 力 效 应 值 Table 4 Effects of GCA of 120 combination ear weight 被 测 系 丹 340 B14 H 旅 28 K10 W557 合 344 京 七 杂 1 C1 15.437 7-7.788 4 9.969 2-24.378 9 10.541 6-10.087 5.169 1.136 9 C2-11.890 7-3.661-0.974 7 49.858 7-9.554 5-4.089 3-2.897 9-16.790 6 C3 25.988 6-11.964 6 8.737 6-22.620 1-2.898 2 1.056 9-5.387 9 7.087 8 C4-6.926 4-13.131 3-1.505 7 9.083 7 12.164 4-10.913 4 6.095 4 5.133 2 C5-6.448 8 7.582 6 6.793-13.259 7 4.168 1-1.745 3-7.593 1 10.503 2 C6-12.350 3-12.630 2-5.003 7 38.521 8-0.782 3-6.602 2-8.460 9 7.307 6 C7 8.028 9 7.241 6-16.050 6 5.887 6 5.060 7 13.997 8-16.931 2-7.235 C8-4.025 5-18.252 6 20.992 9-10.943 8-13.063 9-5.519 6 13.411 2 17.401 2 C9 2.978 5 61.686 8-19.76-14.793 2-40.430 6-3.426 14.163 8-0.419 3 C10-12.790 3-10.334 4-24.094 3 2.065 8 11.756 1 4.487 7 10.245 3 18.664 1 C11-15.750 6 16.929 6 5.031 9-1.483 4 4.818 5 18.309 8-5.064 6-22.791 3 C12-1.195 3-7.483 8 4.225 4-29.195 5-1.250 6-0.512 7 9.25 26.162 5 C13 4.400 5 8.617 2-3.845 5-16.819 1 24.004 6 11.792 1-8.586-19.563 9 C14 3.411 9 11.126 4 16.779 1 7.054 5 3.044 3-10.111 4-5.953 4-25.351 4 C15 11.131 7-27.937 8-1.294 6 21.021 7-7.578 3 3.362 3 2.540 2-1.245 2 特 殊 配 合 力 Fig.3 图 3 和 特 殊 配 合 力 的 关 系 Specific combining ability relationship between grain weight and grain weight
第 4 期 张 玉 胡 等 : 外 引 加 拿 大 玉 米 的 配 合 力 分 析 和 应 用 5 3 结 论 与 讨 论 (1) 引 进 加 拿 大 玉 米 的 一 般 配 合 力 效 应 在 和 穗 粗 上 表 现 出 明 显 的 差 异 试 验 结 果 认 为, 与 产 量 有 关 的 性 状 中 和 穗 粗 的 一 般 配 合 力 效 应 值 直 接 影 响 组 合 的 产 量,C6 C12 和 C14 的 穗 粒 重 和 穗 粗 的 一 般 配 合 力 都 为 较 大 正 效 应 值, 所 以 对 F1 单 产 有 明 显 增 产 作 用, 可 直 接 利 用, 是 选 育 强 优 势 组 合 的 优 良 (2) 各 杂 交 组 合 特 殊 配 合 力 效 应 值 结 果 表 明 : 特 殊 配 合 力 效 应 值 直 接 影 响 杂 交 组 合 的 产 量,C14 B14 C14 H 旅 28 C6 K10 C12 杂 1 的 配 合 力 效 应 值 为 显 著 正 值, 并 且 一 般 配 合 力 也 较 大, 是 具 有 较 强 杂 交 优 势 的 组 合, 可 以 进 一 步 在 生 产 上 加 以 利 用 (3) 试 验 还 发 现, 一 般 配 合 力 高 的 其 组 合 的 特 殊 配 合 力 不 一 定 高 例 如 C6 的 杂 交 组 合 中 只 有 C6 K10 的 特 殊 配 合 力 是 正 效 应, 其 余 的 都 是 负 效 应 ;C14 丹 340 C14 B14 C14 H 旅 28 C14 K10 和 C14 W557 特 殊 配 合 力 为 正 效 应, 而 C14 合 344 C14 京 七 和 C14 杂 1 特 殊 配 合 力 为 负 效 应 一 般 配 合 力 低 的 其 组 合 的 特 殊 配 合 力 有 可 能 比 较 高 例 如 C9 的 和 穗 粗 的 一 般 配 合 力 均 为 负 效 应 (-9.672 9 和 -30.789 4), 但 是 C9 B14 的 特 殊 配 合 力 效 应 值 试 验 120 个 组 合 中 的 最 大 值 [5] (61.686 8) 这 与 叶 雨 盛 等 的 研 究 结 果 一 致 这 说 明 杂 种 优 势 的 表 现 是 基 因 加 性 效 应 和 非 加 性 效 应 共 同 [6] 作 用 的 效 果, 它 不 但 取 决 于 亲 本 的 一 般 配 合 力 效 应, 还 取 决 于 组 合 的 特 殊 配 合 力 作 用, 所 以 选 取 组 合 的 时 候 要 选 择 一 般 配 合 力 和 特 殊 配 合 力 都 高 的 组 合, 这 样 会 产 生 杂 种 优 势 比 较 强 的 组 合 参 考 文 献 : [1] 王 振 华, 金 益, 王 云 生. 黑 龙 江 省 主 要 玉 米 杂 交 种 种 质 基 础 分 析 [J]. 东 北 农 业 大 学 学 报,1997,28(2):119-128. [2] 王 富 德, 姜 明 月, 赵 廷 昌. 辽 宁 省 玉 米 杂 交 种 的 种 质 基 础 及 性 状 改 良 [J]. 辽 宁 农 业 科 学,1993(1):6-14. [3] 史 新 海, 金 良 善, 李 可 敬, 等. 山 东 省 主 要 玉 米 的 利 用 及 其 系 谱 分 析 [J]. 莱 阳 农 学 院 学 报,1997,14(1):30-33. [4] 高 之 仁. 数 量 遗 传 学 [M]. 成 都 : 四 川 大 学 出 版 社,1986. [5] 叶 雨 盛, 曾 桂 萍, 李 哲, 等.19 个 玉 米 主 要 数 量 性 状 配 合 力 分 析 [J]. 玉 米 科 学,2007,15(S1):86-89. [6] 张 宏 天, 张 吉 立, 王 宁, 等. 不 同 施 氮 方 式 对 玉 米 各 器 官 养 分 含 量 的 影 响 [J].,2014,26 (1):9-13.