11份玉米自交系单株产量等性状的配合力与遗传参数研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190900592

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (6): 5-10.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190900592

所属专题：玉米

11份玉米自交系单株产量等性状的配合力与遗传参数研究

胡军, 魏开锋, 郭鹏程, 刘万, 于汇琳, 潘洪玉, 张鑫生()

吉林大学植物科学学院,长春 130062

收稿日期:2019-09-02 修回日期:2019-10-15 出版日期:2020-02-25 发布日期:2020-02-22
通讯作者: 张鑫生
作者简介:胡军,男,1979年出生,江西萍乡人,讲师,博士,主要从事玉米遗传育种研究。通信地址：130062 吉林省长春市绿园区西安大路5333号吉林大学植物科学学院,Tel：0431-87835716,E-mail：hu_jun@jlu.edu.cn。
基金资助:
吉林省省校共建计划专项“玉米高产抗病MAS育种关键技术体系的研究”(SXGJQY2017-08);“十三五”国家重点研发计划项目“北方玉米有害生物防治指标与农药减施关键技术创新与优化”(2017YFD0201802);吉林省重点科技研发项目“玉米主要病虫害应急规模化绿色防控关键技术研究与示范”(20180201012NY)

The Combining Ability and Genetic Parameters of Yield per Plant and Other Characters of 11 Maize Inbred Lines

Hu Jun, Wei Kaifeng, Guo Pengcheng, Liu Wan, Yu Huilin, Pan Hongyu, Zhang Xinsheng()

College of Plant Science, Jilin University, Changchun 130062

Received:2019-09-02 Revised:2019-10-15 Online:2020-02-25 Published:2020-02-22
Contact: Zhang Xinsheng

摘要/Abstract

摘要：

旨在研究玉米自交系单株产量等性状的配合力、遗传力及反交效应,为玉米自交系的选育和杂交种的组配提供依据。以11份玉米自交系为试材,按Griffing Ⅲ完全双列杂交法组配110个组合,观测杂交种的单株产量、株高、穗位高、雄穗分支数、雄穗主轴长、抽丝期和开花期等7个性状的表型数据,并对上述性状的一般配合力、特殊配合力、广义遗传力、狭义遗传力和反交效应进行估算。供试材料除雄穗主轴长的特殊配合力差异不显著外,其余性状的一般配合力和特殊配合力差异均达到极显著水平。JZ3和JZ6两个自交系单株产量的一般配合力为极显著正值,两对组合JZ9×JZ2和JZ2×JZ9、JZ6×JZ3和JZ3×JZ6的单株产量具有最大的正向SCA效应值,分别为40.68 g和35.24 g。单株产量的反交效应差异极显著,部分自交系的反交效应方差较大。7个性状的广义遗传力从大到小依次为,雄穗分支数、株高、开花期、穗位高、抽丝期、单株产量和雄穗主轴长;狭义遗传力从大到小依次为,雄穗分支数、株高、穗位高、开花期、雄穗主轴长、抽丝期和单株产量。试验结果表明单株产量性状的显性遗传方差占比最大,狭义遗传力最小,易受环境条件的影响,对该性状的选择适宜在晚代进行;单株产量性状具有显著的反交效应,故部分自交系需严格控制正反交方式。

关键词: 玉米, 一般配合力, 特殊配合力, 反交效应, 广义遗传力, 狭义遗传力

Abstract:

The combining ability, heritability and reciprocal effects of yield per plant and other characters of maize inbred lines were studied to provide a basis for the selection of maize inbred lines and the combination of maize hybrids. Using 11 maize inbred lines as test materials, we matched 110 combinations according to Griffing III complete diallel hybridization method. Seven phenotypic characters, i.e., yield per plant, plant height, ear height, branch number and spindle length of tassel, silking and anthesis stages of the inbred lines were observed, and the general combining ability (GCA), special combining ability (SCA), reciprocal effects (REC), broad-sense heritability (H ²_B) and narrow-sense heritability (H ²_N) of the above characters were estimated. The results showed that both GCA and SCA of all the tested traits were significantly different except the SCA of spindle length of tassel. The GCA of yield per plant of JZ3 and JZ6 inbred lines was significantly positive. Two pairs of the combinations, JZ9×JZ2 and JZ2×JZ9, JZ6×JZ3 and JZ3×JZ6, had the largest positive SCA effect values of 40.68 g and 35.24 g, respectively. The REC of yield per plant had significant difference; however, some inbred lines had large variances in the REC. The H ²_B of the seven characters in the descending order was tassel branching number, plant height, the anthesis stage, ear height, the silking stage, yield per plant, and spindle length of tassel. The H ²_N, ranging from big to small was tassel branching, plant height, ear height, the anthesis stage, spindle length of tassel, silking stage, and yield per plant. The results suggest that the dominant genetic variance accounts for the largest proportion, H ²_N of yield per plant is the smallest; therefore, the yield per plant is easy to be affected by environmental conditions and suitable for selection in later generations. Because of the significant REC in yield per plant, the way of crossing in some inbred lines need to be strictly controlled.

Key words: maize, GCA, SCA, REC, H ²_B, H ²_N

中图分类号:

S334.5

胡军, 魏开锋, 郭鹏程, 刘万, 于汇琳, 潘洪玉, 张鑫生. 11份玉米自交系单株产量等性状的配合力与遗传参数研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(6): 5-10.

Hu Jun, Wei Kaifeng, Guo Pengcheng, Liu Wan, Yu Huilin, Pan Hongyu, Zhang Xinsheng. The Combining Ability and Genetic Parameters of Yield per Plant and Other Characters of 11 Maize Inbred Lines[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(6): 5-10.

图/表 5

参考文献 35

[1]	李少昆, 赵久然, 董树亭 , 等. 中国玉米栽培研究进展与展望[J]. 中国农业科学, 2017,50(11):1941-1959.
[2]	马达灵, 任琴, 周峰 . 玉米产量提高过程中品种特征研究进展[J]. 中国农学通报, 2016,32(15):38-43.
[3]	薛珠政, 卢和顶, 建新 , 等. 种植密度对玉米单株和群体效应的影响[J]. 玉米科学, 1999,7(2):52-54.
[4]	李少昆, 王崇桃 . 中国玉米生产技术的演变与发展[J]. 中国农业科学, 2009,42(6):1941-1951
[5]	盖钧镒 . 作物育种学各论[M]. 北京: 中国农业出版社, 2006: 128-166.
[6]	刘文国, 李春雷, 刘宏伟 , 等. 吉林省不同时期骨干玉米黄改系主要性状配合力分析[J]. 东北农业大学学报, 2016,47(1):9-14.
[7]	陈洪梅, 汪燕芬, 姚文华 , 等. 导入热带种质的温带玉米自交系的利用潜力[J]. 作物学报, 2011,37(10):1785-1793.
[8]	杨巍, 李玲, 姜龙 , 等. 不同密度下玉米DH系单株产量的杂种优势及配合力分析[J]. 吉林农业大学学报, 2014,36(1):23-29.
[9]	董莹, 杨巍, 任雪娇 , 等. 不同密度下Reid改良系的单株产量杂种优势及配合力[J]. 吉林农业大学学报, 2017,39(4):386-391.
[10]	郜悦, 周婷, 李艳华 , 等. 玉米Non-Reid群产量因素遗传改良效果及杂种优势和配合力分析[J]. 玉米科学, 2019,27(3):35-40.
[11]	李佩瑶, 王震, 张先宇 , 等. 41份中晚熟欧洲玉米选系的配合力及杂种优势分析[J]. 玉米科学, 2018,26(3):28-31.
[12]	Larièpe1 A, Moreau L, Laborde J , et al. General and specific combining abilities in a maize (Zea mays L.) test-cross hybrid panel: relative importance of population structure and genetic divergence between parents[J]. Theor Appl Genet, 2017,130:403-417.
[13]	Zhou Z Q, Zhang C S, Lu X H , et al. Dissecting the Genetic Basis of Underlying Combining Ability of Plant Height Related Traits in Maize[J]. Frontiers in Plant Science, 2019,9, Doi: 10.3389/fpls.01117.
[14]	Qi H H, Huang J, Zheng Q , et al. Identification of combining ability loci for five yield-related traits in maize using a set of testcrosses with introgression lines[J]. Theor Appl Genet, 2013,126:369-377.
[15]	刘来福, 黄远樟 . 作物数量遗传学基础四.配合力:完全双列杂交上(上)[J]. 遗传, 1979,1(6):45-47.
[16]	刘来福, 黄远樟 . 作物数量遗传学基础五.配合力:完全双列杂交上(下)[J]. 遗传, 1980,2(1):43-48.
[17]	孔繁玲 . 植物数量遗传学[M]. 北京: 中国农业大学出版社, 2006: 139-150.
[18]	唐燕琼 . 双列杂交育种法配合力效应估计及其显著性检验的SAS实施[J]. 热带作物学报, 2003,24(2), 69-76.
[19]	何坤辉, 常立国, 崔婷婷 , 等. 多环境下玉米株高和穗位高的QTL定位[J]. 中国农业科学2016, 49(8):1443-1452.
[20]	李凯, 张晓祥, 管中荣 , 等. 玉米株高和穗位高的全基因组关联分析[J]. 玉米科学, 2017,25(6):1-7.
[21]	何文昭, 王红武, 胡小娇 , 等. 玉米株高和穗位高在不同环境下的数量遗传分析[J]. 作物杂志, 2017(3):13-18.
[22]	李浩川, 陈琼, 杨继伟 , 等. 基于双单倍体群体的玉米株高和穗位高QTL分析[J]. 河南农业大学学报, 2016,50(2):161-166.
[23]	刘军霞, 何小娟, 刘婷婷 , 等. 不同环境下玉米雄穗分枝数和主轴长的QTL分析[J]. 分子植物育种, 2018,16(10):3219-3226.
[24]	丰光, 李妍妍, 景希强 , 等. 玉米雄穗分枝性状的数量遗传分析[J]. 沈阳农业大学学报, 2011-02, 42(1):94-97.
[25]	韩娅楠, 刘福建, 王瑞霞 . 玉米生育期QTL定位及上位性互作效应的遗传研究[J]. 华北农学报, 2010,25(2):84-87.
[26]	师臣 , 玉米生育期遗传分析[J]. 黑龙江农业科学, 2010(4):24-27.
[27]	李宁辉, 宋雯雯, 齐凤坤 , 等. 黑龙江省三江地区几个早熟玉米自交系主要农艺性状的配合力和遗传参数分析[J]. 黑龙江农业科学, 2015(9):9-13.
[28]	王克伟, 杨巍, 慈佳宾 , 等. 不同密度下黄早4改良系单株产量的遗传分析[J]. 分子植物育种, 2017,15(11):4746-4751.
[29]	张永科, 王瑞, 赵小峰 , 等. 改良昌7-2玉米自交系配合力研究[J]. 玉米科学, 2017,25(6):12-20.
[30]	郑常祥 . 完全双列杂交的容量对估算配合力、方差分量以及遗传力的影响[J]. 贵州农业科学, 1992,3:5-10.
[31]	任全兴, 刘良舟, 翟虎渠 . 不同样本容量下几种交配设计估计遗传参数的可靠性[J]. 作物学报, 1993,19(6):531-538.
[32]	朱军 . 遗传学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2002: 273-293.
[33]	王天宇, 祝云芳, 陈华璋 , 等. 玉米正反交杂交种F₁主要性状的差异性分析[J]. 玉米科学, 2007,15(4):52-55.
[34]	李浩川, 刘宗华, 王琳 , 等. 杂交当代玉米子粒蛋白质含量的正反交效应及杂种优势分析[J]. 河南农业大学学报, 2007,41(1):1-4,11.
[35]	唐海涛, 张彪, 梅碧蓉 , 等. 西南骨干玉米自交系主要农艺性状和产量正反交杂优效应分析[J]. 中国农学通报, 2014,30(15):207-215.

变异来源	自由度	株高	穗位高	雄穗主轴长	雄穗分支数	抽丝期	散花期	单株产量
杂交组合	109	3.94^**	2.29^**	1.69^**	4.30^**	2.61^**	3.49^**	3.90^**
一般配合力	10	23.17^**	10.63^**	8.17^**	31.32^**	9.97^**	15.4^**	8.20^**
特殊配合力	44	3.29^**	1.87^**	1.01	2.18^**	3.02^**	3.74^**	5.44^**
反交效应	55	0.96	1.11	1.07	1.09	0.93	1.199	1.88^**

变异来源	自由度	株高	穗位高	雄穗主轴长	雄穗分支数	抽丝期	散花期	单株产量
杂交组合	109	3.94^**	2.29^**	1.69^**	4.30^**	2.61^**	3.49^**	3.90^**
一般配合力	10	23.17^**	10.63^**	8.17^**	31.32^**	9.97^**	15.4^**	8.20^**
特殊配合力	44	3.29^**	1.87^**	1.01	2.18^**	3.02^**	3.74^**	5.44^**
反交效应	55	0.96	1.11	1.07	1.09	0.93	1.199	1.88^**

序号	自交系	株高	穗位高	雄穗主轴长	雄穗分支数	抽丝期	开花期	单株产量
1	JZ1	-11.28^**	-6.16^**	0.36	0.78	-0.43	-1.24^**	-16.63^**
2	JZ2	5.50^**	7.47^**	-1.02	-0.21	1.59^**	1.10^**	4.78
3	JZ3	-8.59^**	- 0.64	-0.65	4.66^**	-0.87^*	-0.49	17.64^**
4	JZ4	0.67	1.95	-2.10^**	1.35^*	-0.94^*	-0.55	3.35
5	JZ5	-18.95^**	-4.18^**	-1.54*	0.74	-1.09^**	-1.25^**	-7.63^*
6	JZ6	6.51^**	4.52^**	-0.31	0.15	0.68	0.51	12.20^**
7	JZ7	5.97^**	-0.31	0.91	-0.93^*	-0.88^*	-0.53	-0.77
8	JZ8	-4.95^*	-4.44^**	0.17	-1.09^*	0.54	0.15	-6.99^*
9	JZ9	3.86^*	-2.04	0.54	-2.61^**	1.26^**	1.39^**	6.13
10	JZ10	9.83^**	0.58	-0.47	-1.92^**	1.02^**	1.62^**	-6.54^*
11	JZ11	12.24^**	3.25^*	4.11^**	-0.91^*	-1.29^**	-1.05^**	-5.54

序号	自交系	株高	穗位高	雄穗主轴长	雄穗分支数	抽丝期	开花期	单株产量
1	JZ1	-11.28^**	-6.16^**	0.36	0.78	-0.43	-1.24^**	-16.63^**
2	JZ2	5.50^**	7.47^**	-1.02	-0.21	1.59^**	1.10^**	4.78
3	JZ3	-8.59^**	- 0.64	-0.65	4.66^**	-0.87^*	-0.49	17.64^**
4	JZ4	0.67	1.95	-2.10^**	1.35^*	-0.94^*	-0.55	3.35
5	JZ5	-18.95^**	-4.18^**	-1.54*	0.74	-1.09^**	-1.25^**	-7.63^*
6	JZ6	6.51^**	4.52^**	-0.31	0.15	0.68	0.51	12.20^**
7	JZ7	5.97^**	-0.31	0.91	-0.93^*	-0.88^*	-0.53	-0.77
8	JZ8	-4.95^*	-4.44^**	0.17	-1.09^*	0.54	0.15	-6.99^*
9	JZ9	3.86^*	-2.04	0.54	-2.61^**	1.26^**	1.39^**	6.13
10	JZ10	9.83^**	0.58	-0.47	-1.92^**	1.02^**	1.62^**	-6.54^*
11	JZ11	12.24^**	3.25^*	4.11^**	-0.91^*	-1.29^**	-1.05^**	-5.54

序号	自交系	特殊配合力效应
序号	自交系	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	JZ1
2	JZ2	2.94
3	JZ3	14.65	8.63
4	JZ4	-30.86^**	-21.91^*	-16.33
5	JZ5	-7.16	1.07	-29.07^**	31.25^**
6	JZ6	11.98	-74.50^**	35.24^**	-10.18	14.08
7	JZ7	-16.20	31.82^**	-1.43	9.08	5.92	-8.32
8	JZ8	16.79	9.13	11.04	12.31	0.75	-7.43	-26.73^**
9	JZ9	-4.20	40.68^**	-12.56	24.68^**	6.02	11.38	10.25	-10.57
10	JZ10	7.40	-8.48	6.21	25.78 ^**	-22.59^*	1.96	17.68	4.86	-65.10^**
11	JZ11	4.66	10.61	-16.38	-23.84^*	-0.28	25.77^**	-22.08^*	-10.17	-0.58	32.28^**

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序号	自交系	反交效应
序号	自交系	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	JZ1
2	JZ2	-2.63
3	JZ3	8.94	17.08
4	JZ4	-1.22	12.89	-0.36
5	JZ5	7.32	-24.49^*	7.74	-11.17
6	JZ6	15.93	-7.96	-6.94	-19.70	2.98
7	JZ7	21.27^*	32.68^**	28.82^**	18.34	4.77	24.18^*
8	JZ8	3.27	-12.98	-1.67	10.98	-11.05	-19.21	5.34
9	JZ9	15.10	-6.08	-44.17^**	-1.35	-9.13	-3.33	-10.18	0.84
10	JZ10	-6.58	-4.05	-24.82^*	-19.40	6.42	7.19	-5.00	-6.56	8.33
11	JZ11	17.76	9.85	3.59	13.06	5.82	-18.42	1.28	-13.15	9.23	-6.78

序号	性状	加性遗传方差	显性遗传方差	遗传方差	环境方差	表型方差	广义遗传力/%	狭义遗传力/%
1	株高	161.24	107.29	268.52	154.36	422.88	63.50	38.13
2	穗位高	27.19	23.56	50.75	46.86	97.61	52.00	27.00
3	雄穗主轴长	4.69	1.51	6.11	14.43	20.45	29.91	22.54
4	雄穗分支数	6.97	2.01	8.98	4.36	13.34	67.31	52.29
5	抽丝期	1.61	2.23	3.84	4.11	7.95	48.32	20.25
6	开花期	1.58	1.94	3.52	3.15	6.67	52.76	23.65
7	单株产量	169.88	427.44	597.33	859.71	1457.04	41.00	11.66

[1]	王绍新, 王宝宝, 李中建, 许洛, 冯健英. 中国鲜食玉米的研究脉络和趋势探析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 8-15.
[2]	纪坤, 王彬, 赵博文, 薛浩, 吴建民, 朱晓建, 王依欣, 赵海军, 韩赞平. 不同玉米种质材料植株与穗粒性状的灰色关联度分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 27-32.
[3]	付焱焱, 李云峰, 韩冬, 马树庆. 吉林省粮食主产区玉米生长季水分盈亏及其对产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 99-105.
[4]	张洪芬, 杨丽杰, 赵玉娟, 张峰. 陇东2020年“强凉夏”气候特征及对农业影响分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(5): 117-123.
[5]	李锐, 尚霄, 尚春树, 常利芳, 闫蕾, 白建荣. SSR荧光检测解析224份山西玉米自交系的遗传结构与遗传关系[J]. 中国农学通报, 2022, 38(5): 9-16.
[6]	周忠文, 张谋草, 刘英, 柳东慧, 张红妮, 张俊林, 韩博. 气象要素对陇东塬区春玉米灌浆速度影响分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(5): 94-98.
[7]	王辉, 陆鑫海, 杜美芳, 张琪. 1960—2019年海河平原地区夏玉米生长季高温特征分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(4): 62-68.
[8]	孙彦铭, 黄少辉, 刘克桐, 杨云马, 杨军芳, 邢素丽, 贾良良. 土壤肥力差异对冀中南山前平原与低平原夏玉米产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(35): 35-42.
[9]	胡雪纯, 解文艳, 马晓楠, 周怀平, 杨振兴, 刘志平. 长期秸秆还田对旱地玉米土壤有机碳及碳库管理指数的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(34): 8-13.
[10]	宋英博, 王囡囡, 张洪权, 樊伟民, 李于, 孟凡祥, 李灿东, 陈庆山. Excel VBA数组法在玉米自交系测配试验列表设计中的应用[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 106-110.
[11]	蒋菊芳, 杨华, 胡文青, 魏育国. 持续高温干旱胁迫对春玉米生长的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 63-68.
[12]	番华彩, 曾莉, 李卫雁, 丁云秀, 郭志祥, 李舒, 徐胜涛, 郑泗军, 王永斌. 香蕉细菌性软腐病防控药剂筛选及田间应用效果评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(31): 113-118.
[13]	蒋锋, 闫艳, 麦嘉埼, 梁日朗, 周捷成, 李坪遥, 刘鹏飞. 甜玉米品质性状的主基因+多基因遗传分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(30): 14-20.
[14]	张慧敏, 鲍广灵, 周晓天, 高琳琳, 胡宏祥, 马友华. 严格管控类耕地特定农作物重金属安全性评估[J]. 中国农学通报, 2022, 38(3): 52-58.
[15]	朱喜霞, 郑玉珍, 王海红, 黄保, 平西栓, 刘天学, 赵霞, 李毓珍. 机械化条件下“豆玉”不同行距配置和减肥对作物产量及大豆光合特性的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(29): 16-21.