玉米收获期含水量配合力分析

玉米收获期含水量配合力分析

玉米不仅是优质的饲料和食品原料，也可以进一步深入。很难对其价值和发展前景进行估计。但从世界范围看,我国北方地区、独联体的北部地区、中欧和北欧各国,加拿大和美国的北部,玉米普遍存在籽粒水分和产量相矛盾的问题。而作为我国玉米主产区的北方春玉米区,其收获期籽粒含水量一般在30%～40%左右,严重影响了玉米的商品品质和加工品质,因此收获期籽粒含水量高已成为限制我国北方春玉米可持续发展的重要障碍因素之一本试验以黑龙江省熟期相近但玉米收获期含水量差异较大的10个玉米自交系为试验材料,采用完全双列杂交设计配制杂交组合,对玉米籽粒收获期含水量的配合力进行分析,拟为选育收获期含水量低的玉米品种提供理论依据。1材料和方法1.1玉米自交系的命名选用黑龙江省第一积温带收获期含水量差异较大且熟期相近的10个玉米自交系,其名称为:东754、444、B73、吉16、3189、东5414、东172、81162、吉黄和1.2田间杂交试验设计2003年按Grlifeng方法1完全双列杂交设计组配10×10的杂交组合,2004年在东北农业大学实验实习基地种植上述杂交组合,田间试验对90个杂交组合和10个玉米自交系分别采用随机区组设计,3次重复,3行区,行长6m,行距0.7m,株距0.3m,小区面积12.6m2。1.3玉米穗的分离授粉生育期调查按照国际通用标准记载生育期,为防止异花授粉造成胚乳直感和保证同一杂交组合不同植株果穗发育进度的一致性,在玉米果穗抽丝前将同一小区不同单株的玉米雌穗用硫酸纸袋套好,统一进行混合授粉,并挂牌标记。在黑龙江省南部自然条件下,对中晚熟玉米品种来说,一般在玉米抽丝后55～60d达到生理成熟,为此本试验以玉米授粉后70d作为玉米最适收获期,此时的含水量为玉米收获期含水量。1.4统计分析方法试验数据分析方法参照高之仁编著的《数量遗传学》一书,数据统计分析采用唐启义、冯光明编写,中国农业出版社发行的DPS(DataProcessingSystem)6.05数据统计分析软件和Excel2003来完成。2结果与分析2.1玉米品种选育中加性基因效应和特殊配合力的应用100份杂交组合收获期含水量配合力方差分析见表1。由表1可见,收获期含水量的一般配合力、特殊配合力以及正、反交效应均达到极显著水平,表明加性基因效应和非加性基因效应对玉米收获期含水量都有重要作用,但一般配合力方差与特殊配合力的方差之比为9.515,说明在玉米收获期含水量的遗传中加性效应占主要地位,非加性效应处于次要地位。因此,在品种选育中要着重强调一般配合力的选择,其次考虑特殊配合力。同时,反交效应方差达到了极显著水平,说明玉米收获期含水量受母本效应的影响,在玉米低收获期含水量育种应注重母本的选择。2.2玉米自交系配合力效应一般配合力效应是指某一亲本自交系与其它多个自交系杂交后遗传给子代性状的平均表现,是由基因加性效应决定,它是能够比较稳定遗传的部分。通过一般配合力的测定,可以初步确定一个自交系的利用价值,预测杂交种后代的表现,使育种工作有科学预见性。对10份供试玉米自交系一般配合力效应分析结果见图1和表2,结果表明,吉16与其它9份供试自交系之间,吉黄61与Mo17、B73、81162之间差异达到极显著水平;Mo17与除B73以外的其它8份供试自交系之间,吉黄61与东754、3189之间,东172与Mo17之间差异达到显著水平。进一步分析表明,10份供试自交系籽粒收获期含水量的一般配合力表现出了正向和负向两类效应,其中吉黄61、444、吉16的一般配合力效应具有较高的负值,且以其为亲本组配的6个杂交组合的收获期含水量变化于22.44%～27.33%之间,平均为24.92%,收获期含水量表现偏低,说明三者在配制低收获期含水量的杂交组合是较为优良的亲本,是低收获期含水量品种选育中比较理想的材料。2.3特殊配合力效应值特殊配合力是指杂交组合与其双亲表现基础上的预期结果的偏差,是由非加性效应决定的,只能在两个亲本杂交后代中才能表现出来。由表3可以看出,90个杂交组合的特殊配合力效应值,表现出正向和负向两类效应。45个杂交组合的特殊配合力效应值为正值,变幅0.035～3.3967,另外45个杂交组合的特殊配合力效应值为负值,变幅为-3.8117～-0.0948。吉16×81162、444×东172、81162×吉16、B73×Mo17、B73×东754的特殊配合力为较高负值,其中吉16×81162、444×东172、81162×吉16收获期含水量也较低,但B73×Mo17、B73×东754的收获期含水量却表现偏高,分别达到36.21%和34.13%。另外可见,杂交组合东5414×东172、东5414×3189、3189×东172、东172×东754的特殊配合力效应具有较高的正值,且收获期含水量也偏高,在玉米低收获期含水量育种中不宜利用。2.4玉米收获期含物系对含煤质量的影响根据随机模型估计复杂群体中各方差项的组成部分及其遗传参数(表4),可以看出,玉米收获期含水量的广义遗传力和狭义遗传力均较高,分别达到81.24%和72.68%,遗传方差与环境方差之比为4.3305,加性方差和显性方差之比8.4862,表明收获期含水量主要受遗传控制,环境条件影响相对较小,其遗传以加性基因效应为主,非加性效应(显性、上位性)为辅,因此玉米收获期籽粒含水量可以在早代进行选择。3讨论3.1个亲本间的接合力目前对于玉米收获期含水量的配合力研究较少,在可供参考的文献资料中,结果都比较突出强调一般配合力的作用。但∏.Ф.Ключко(1987)研究表明收获时籽粒含水量的狭义遗传力为77%,直接选择是有效的。并指出,籽粒水分遗传中,加性基因的作用和制约个别组合特殊表现的非加性基因互作都有重要的作用。本试验通过对10个亲本自交系及90个杂交组合收获期含水量的配合力方差分析表明,一般配合力和特殊配合力的效应均存在极显著差异。在遗传变异中,一般配合力方差显著大于特殊配合力方差,狭义遗传力为72.68%,遗传方差与环境方差之比为4.3305,加性方差和显性方差之比8.4862,同样表明收获期含水量受遗传控制作用较大,受环境条件影响相对较小,但一般配合力效应占主要地位,其遗传控制主要是受加性基因效应的影响,因此收获期籽粒含水量可以在早代进行选择。3.2玉米收获期含水量的变化∏.Ф.Ключко(1987)研究认为玉米收获期含水量正反交效应存在极显著差异,但并不完全是细胞质的影响。Ю.A.Aсыκа(1988)进一步指出单交种的失水速率和收获时籽粒的含水量存在正反交差异,尽管数量较多的杂交种表现出母本效应,但还不能据此将正反交差异全部解释为受细胞质的影响,因为有些杂交种的供试特性偏向父本。本研究的结果进一步证实,玉米收获期含水量正反交效应存在极显著差异。因此在降低收获期含水量的杂交种组配中在强调母本低水分选择的同时,也要注意特殊组合父本的选择。4玉米收获期含水量的变化供试份玉米自交系收获期籽粒含水量的一般配合力方差达到极显著水平,4份自交系表现为负效应,其中吉16、444的负效应较大,用其配制的杂交组合收获期含水量偏低,在降低玉米收获期含水量的新品种选育中有较大的利用价值;6份自交系表现为正效应,Mo17、B73、81162的效应值较大,用其配制的杂交组合收获期含水量偏高,在降低玉米收获期含水量的新品种选育中应谨慎使用;90个杂交组合的特殊配合力方差达到极显著水平,其中东5414