优良玉米自交系植株性状配合力及其利用价值分析

（河南省鹤壁市农业科学院，鹤壁458030） 摘要：选用综合性状较好的12个母本和6个父本自交系，按照NCII遗传交配设计，组配了72个杂交组合，对单株产量及相关农艺性状的配合力、杂种优势等效应进行分析。结果表明，杂交组合的6个相关性状在一般配合力（GCA）、特殊配合力(SCA)上差异极显著。B2等母本自交系和A1等父本自交系的雄穗主轴长、雄穗分枝数的GCA相对效应值为较高负值或正值，且杂交组合的SCA相对效应值为较高正值以上自交系进行组配，更利于减少雄穗养分竞争，保证完全授粉。A5等自交系可以显著降低杂交组合的株高，B3等自交系可以显著降低杂交种的穗位高，B1等自交系可以增加杂交组合的茎粗，利用以上自交系进行组配更利于选育出株高适中、茎秆粗壮、低穗位、抗倒伏能力较强的杂交组合。单株产量比对照增产较高的两个组合B6×A5、B6×A6综合性状均较好，无明显的缺点，且符合当前中高秆品种的选育目标，可以作为优势杂交组合进一步研究利用。     

普通玉米3个籽粒品质性状的配合力分析

以10个普通玉米自交系及其90个杂交组合在北京和山西2个地点的试验数据,分析了蛋白质、淀粉和油分含量的配合力效应。结果表明：(1) 各性状的一般配合力(GCA和特殊配合力(SCA) 均方极显著,且GCA均方大于SCA均方,说明它们在遗传上主要受加性基因效应的影响。(2) 杂交种的3个品质性状与亲本GCA平均值和SCA极显著正相关,但与亲本GCA均值间的相关性相对较强,其相关系数(r)分别为0.708**(蛋白质)、0.756**(淀粉)和0.772**(油分),表明提高亲本GCA对改良杂交种品质具有更大的作用。(3) 自交系BT1和E28的蛋白质含量GCA较高,掖478、昌7-2、掖107和48-2的淀粉含量GCA较高,E28、黄C和P138的油分含量GCA较高。     

优质蛋白玉米自交系主要农艺性状配合力分析

按Griffing双列杂交方法Ⅳ对9个优质蛋白玉米(QPM)骨干自交系进行组配,将获得的36个杂交组合在云南省的昆明、保山、德宏3种不同生态条件下进行鉴定,对自交系的单株产量、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重和胚乳硬度进行配合力分析和遗传参数估算。结果表明,组合间各性状的GCA和SCA差异均极显著;各性状     

高配合力玉米自交系新6的选育研究

新6是新乡市农业科学院以2001年生产试验种A为基础材料,利用系谱法选育而成的高配合力玉米自交系,以新6为亲本已成功育成一批优良组合。按照不完全双列杂交模式组配了20个杂交组合,对新6进行配合力分析,结果表明自交系新6的一般配合力(GCA)高,其中,特殊配合力(SCA)高的组合为T8263×新6,新6及其改良系与X系种质的杂种优势有待进一步研究。     

18个玉米自交系氮效率性状的配合力分析

以不同类群的18个玉米自交系为母本,6个标准测验种为父本,利用NC-II设计,组配108个杂交组合,对亲本自交系氮效率相关性状进行统计分析,并对杂交组合的产量及氮效率相关性状进行配合力分析。结果表明,吐丝期叶绿素相对含量在2个施氮处理下均与氮效率呈极显著正相关(r = 0.553, 0.639),可作为评价亲本自交系氮效率高低的指标;从氮效率2个构成方面来看,不施氮处理下氮利用效率起主要作用,而施氮处理下氮吸收效率起主要作用。亲本氮效率配合力分析表明,在氮高效品种选育中,应保证亲本至少有一个是氮效率一般配合力(GCA)较高的自交系,并选择由其组配的氮效率特殊配合力(SCA)高的组合;双亲的配合力氮效率总体效应(TCA)决定着组合F₁代的产量及氮效率,TCA可作为选育氮高效杂交组合的理论依据。母本自交系BL12、BL48分别在施纯氮225 kg hm^-2 (N225)和450 kg hm^-2 (N450)处理下,具有较高的GCA效应,是较好的氮高效育种材料,其杂交组合BL12×178、BL48×掖478分别在N225,N450处理下表现较优,是优良的氮高效杂交组合。     

18个玉米自交系氮效率相关性状的配合力分析

以不同类群的18个玉米自交系为母本,6个标准测验种为父本,利用NC-II设计,组配108个杂交组合,对亲本自交系氮效率相关性状进行统计分析,并对杂交组合的产量及氮效率相关性状进行配合力分析。结果表明,吐丝期叶绿素相对含量在2个施氮处理下均与氮效率呈极显著正相关(r=0.553,0.639),可作为评价亲本自交系氮效率高低的指标;从氮效率2个构成方面来看,不施氮处理下氮利用效率起主要作用,而施氮处理下氮吸收效率起主要作用。亲本氮效率配合力分析表明,在氮高效品种选育中,应保证亲本至少有一个是氮效率一般配合力(GCA)较高的自交系,并选择由其组配的氮效率特殊配合力(SCA)高的组合;双亲的配合力氮效率总体效应(TCA)决定着组合F1代的产量及氮效率,TCA可作为选育氮高效杂交组合的理论依据。母本自交系BL12、BL48分别在施纯氮225 kg hm–2(N225)和450 kg hm–2(N450)处理下,具有较高的GCA效应,是较好的氮高效育种材料,其杂交组合BL12×178、BL48×掖478分别在N225、N450处理下表现较优,是优良的氮高效杂交组合。     

16份美系血缘玉米种质自交系的配合力分析

采用NCⅡ遗传交配设计,以10份玉米自选系为母本,6份中早熟类玉米自选系为父本,对其进行组配,共得到60份玉米杂交组合,并对F_1代主要农艺性状进行配合力分析。结果表明,JK 83、JK 72、JK 90三个自交系的产量GCA都较高,可选择与其有高配合力的自交系组配出杂种优势强、制种产量和大田产量都很高的组合;JK 36、JK 57出籽率GCA值都较大,有利于产量的提高;JK 36、JK 57可与JK 83、JK 72、JK 90杂交改良,增强自交系产量的优势。JK 302、JK 99散粉-吐丝间隔期(ASI)GCA值较大,说明此自交系抗旱性较强;JK 145×JK 83、JK 206×JK 72、JK 302×JK 66、JK 302×JK 36的SCA值较大,表明这些组合具有较强的杂种优势,有较大利用价值;但是需要进一步进行多年多地区的田间鉴定以确定其是否稳定高产;JK 83、JK 49的抗倒性较强,JK 28、JK 57的水分GCA值较低,以上述自交系组配杂交种有利于大田机械收获和方便干燥仓储。综合农艺性状分析,16份供试美国玉米种质自交系有较大利用价值,但仍需要在品种抗性、适应性等方面进一步改良,以丰富本地区玉米种质基础。     

10个高粱自交系及其杂交组合配合力和遗传力分析

以6个高粱不育系为母本,4个高粱恢复系为父本,按照NC-Ⅱ不完全双列杂交组配24个杂交组合,对高粱自交系及杂交组合的主要农艺性状进行配合力、杂种优势及遗传参数进行分析。结果表明,除产量和糖锤度外,其余10个农艺性状受加性遗传和非加性遗传共同作用,但非加性遗传作用比较突出,容易受环境及栽培条件的影响,不宜在早代进行选择。全部自交系中,A 1整体性状优良,具有很大的利用潜力。组合A 6×B 3在茎粗、主穗长度、千粒重和糖锤度上SCA效应值最大,可用于选育抗倒伏和高产品种。在所有组合中,超亲优势主要体现在高粱生育期性状和穗部性状上,适宜选育晚熟型高产品种。高粱是杂种优势利用的典型作物之一,在选择高粱杂交亲本时,要综合考虑亲本GCA和组合间SCA对杂交后代的影响,在高GCA亲本的基础上选择SCA高的杂交组合,会大大提高优势杂交组合出现的概率,加快高粱种质资源的创新步伐。     

源于陕A群、陕B群玉米自交系在不同密度条件下配合力分析

采用NC-II遗传设计,以郑58、昌7-2为测验种,与17份高密度条件下筛选的玉米自交系组配成34份杂交组合,2014—2015年分别于陕西杨凌、长武、榆林进行3种密度(45 000、67 500和90 000株hm–2)配合力分析试验。采用PROC VARCOMP分析不同密度条件下产量及耐密性相关性状的遗传效应,采用频率直方分布图研究不同密度条件下产量及耐密性相关性状一般配合力(GCA)平均数的变化规律,利用AMMI评价玉米自交系与杂交组合的稳定性。结果表明,产量、倒伏率、茎秆强度主要受加性遗传效应控制,空秆率主要受非加性遗传效应控制。加性遗传效应对产量及耐密性相关性状的贡献率随种植密度的增加呈上升趋势。玉米自交系产量、空秆率、倒伏率、茎秆强度的一般配合力频率均属于正态分布,随着种植密度的增加,产量GCA的平均值提高了0.28,空秆率GCA平均值降低了0.21,倒伏率GCA平均值降低了0.03,茎秆强度GCA平均值增加了0.02。玉米杂交组合产量与玉米自交系产量GCA密切相关(r=0.877**,r=0.811**,r=0.672**)。随着种植密度的增加,表现稳定的玉米自交系及杂交组合的数量呈上升趋势。因此,强化逆境选择压力,实施高密度选择策略,是增强玉米自交系耐密性和抗倒性,提升一般配合力,实现产量增益的有效措施。     

印水型杂交粳稻产量及产量构成因素的配合力分析

为确定新育成印水型杂交粳稻亲本的潜力,并为印水型杂交粳稻育种提供理论基础,本研究以4个不育系和4 个恢复系为亲本进行不完全双列杂交,研究产量及其构成因素的配合力。结果表明：产量性状一般配合力(GCA)方差均达到极显著水平,除结实率外,父本的一般配合力方差大于母本,单株产量、有效穗和结实率的特殊配合力(SCA)方差达到显著或极显著水平。139A和晚轮422 的GCA效应较高,产量性状以Ⅱ类为主,139A×晚轮422 和辽粳10A×晚轮422 的单株产量水平及组合SCA效应较高。父本GCA效应和组合SCA效应对产量性状的影响较大,母本GCA效应对产量性状的影响相对较小。本研究中,父本的遗传差异大于母本,对产量性状的影响也大于母本,139A和晚轮422 有较大的应用潜力。     

玉米和紫苜蓿配合力的稳定性分析

分析了玉米和紫苜蓿的五个双列杂交试验,结果表明,在采用稳定材料进行两种配合力的研究中,除个别性状外.其余各性状均表现GCA(一般配合力)×环境互作大于SCA(特殊配合力)×环境互作而SCA的SSs/(SSs+SSsc)×100比值小于GCA的SSg/(ssg+SSgc)×100,说明在不同环境中GCA较SCA稳定.但两种配合力与环境互作同相应主效的比值表现出SCA大于GCA的趋势.放在不同环境中应着重测定GCA,而在特定环境中则不能忽视SCA的测定.GCA与环境的工作主要是不同环境中方差值的变化所致,其本质则是生态因素对性状影响的差异.     

二倍体苜蓿主要性状配合力及杂种优势分析

以3份花药离体培养单倍体苜蓿与2份扁蓿豆材料作为亲本,组配10个杂交组合,分析7个主要农艺性状的配合力,探究苜蓿与扁蓿豆的杂种优势与亲本一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)和遗传距离之间的相关关系。结果表明,节间长受加性效应和非加性效应共同影响,株高、节间数、单株产量其遗传主要受加性效应影响较大。各性状的杂种优势在不同组合间差异较大。在二倍体苜蓿与扁蓿豆种间杂交组合中,XJ-3×CY-5和CY-35×HB各农艺性状特殊配合力的效应值适宜,杂种优势强,可作为优良杂交组合进行利用。研究表明,可通过组合间的SCA与杂种优势来提高亲本的选配效率,但利用SRAP标记遗传距离预测苜蓿杂种优势还有待进一步研究。     

玉米自交系KA105和91227的配合力分析

用陕A群自交系KA105、91227与甘肃省自育NSS群的14个自交系进行配合力测定,结果表明,KA105与各自交系单株产量的一般配合力(GCA)总体比较高,91227与各自交系单株产量的特殊配合力(SCA)总体比较高,单株产量总配合力(TCA)效应值较高的组合依次为KA105×1802、KA105×F5001、KA105×F0601和91227×1802。各性状的特殊配合力(SCA)的相关性分析表明,单株产量与秃尖长呈负相关,与其他性状均呈正相关,其中与穗位高、出籽率呈极显著正相关。在自交系选系中株高、穗长、出籽率、轴粗、雄穗分枝、穗行数、百粒重和穗粗可以早代进行选择,单株产量、穗位高和行粒数可在高代进行选择。     

大麦产量相关性状一般配合力的差异分析

为研究大麦产量相关性状一般配合力(GCA)的差异,筛选高GCA亲本,以我国不同产区具代表性的17份大麦新品种(系)为亲本材料,两年度采用NCⅡ设计对7个产量相关性状的配合力进行方差分析。结果表明,所有性状一般配合力(GCA)与特殊配合力(Special combining ability,SCA)方差在单年度或两年度达显著或极显著水平,且GCA方差普遍大于SCA方差,表明基因加性、非加性效应同时存在,并以加性效应为主。所有性状亲本间GCA差异显著,可针对目标性状筛选到高GCA亲本,如16号亲本(95033-1)在穗粒数、千粒质量及单株粒质量3个性状上GCA值均较高,是一优良亲本。亲本性状值与其GCA值间的相关性在不同性状上表现不同,如在株高、穗下节间长、穗长及穗粒数4个性状上,两者呈极显著正相关;在单株穗数与单株粒质量上,仅单年度检测到两者呈显著或极显著正相关;而对于千粒质量,两者相关不显著。因此,前4个性状可根据亲本性状值预测其GCA大小。综上,大麦杂交育种可针对目标性状选择高GCA亲本进行组配,提高后代选择效率。     

河南主要优良玉米自交系利用潜力分析

选择9个河南省当前玉米育种的主要优良自交系按Griffing方法4设计组配36个杂交组合,对单株产量等15个性状的配合力及不同性状配合力之间的相关性进行了分析,结果表明： 除了出籽率外,各自交系其余14个性状的配合力之间存在着显著或极显著差异;自交系单株产量GCA与籽粒长、穗位高GCA之间显著相关;昌7－2、洛06、济533、郑22利用潜力较高,豫8701、中72、868利用潜力中等,洛1544、郑58利用潜力较低;自交系总配合力效应（TCAˊ=gi+ssi.）能够直观地反映自交系利用价值的大小,是较好的的配合力综合评价指标。根据以上研究结果,作者对这些自交系的特点进行了分析,并对这些自交系的改良和利用提出了自己的看法。     

胡麻17份亲本及组合主要性状的配合力分析

为了筛选胡麻优质品系作为杂交亲本配置组合,以求进一步在胡麻产量和品质方面有所突破,以本单位新培育的8个胡麻品系作为母本,与9个成熟品种进行组配,共配制72个杂交组合,旨在测定亲本的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)。结果表明,CP2205在和产量密切相关的单株果数方面GCA表现突出,在千粒重和每果粒数方面也有正向表现;品质方面,CP2205在含油率、亚油酸、亚麻酸等重要方面GCA均表现较好,可作为重点品系进行组配。配置组合时可选用每果粒数、蛋白质和木酚素GCA值较高的品种来进行组配,从而提升后代材料的产量和品质。09-3-11在亚麻酸和亚油酸方面具有较高GCA效应,但在单株果数和每果粒数方面效应较低,组配时应选择这两方面GCA表现较为突出的品种作为亲本,可更容易选出优良后代。     

17个玉米地方种质选系的配合力分析

分析玉米地方种质选系的配合力,可以为探明自交系的应用价值提供技术支撑。选用11个自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对17个玉米地方种质新选的自交系的配合力、杂种优势以及主要性状遗传参数进行了分析。结果表明:单株产量GCA表现突出,且构成产量因子性状GCA表现也较好的新选自交系有P1-1、P1-16和P1-14;SCA值高、杂种优势强的组合是P2-4×P1-10;在株高、穗位高、穗行数等4个性状中,亲本的基因加性效应对F1性状形成起主导作用,而穗长、秃尖长、百粒质量等5个性状的遗传变异主要来自于基因非加性效应。因此,对于高产组合的选配,至少要选择1个GCA高的材料作亲本,并在此基础上兼顾SCA的选择,而利用地方种质选系则应根据性状遗传特性决定其选择时期和选择强度。     

食用向日葵产量与籽粒主要性状配合力及遗传分析

选用4份分枝型恢复系和6份雄性不育系材料作亲本,按照不完全双列杂交（NCII）设计配制24份向日葵杂交组合,对组合的小区产量、单株产量、单盘实粒数、百粒重、籽仁率、籽粒长度和籽粒宽度7个性状的亲本配合力、遗传参数及竞争优势进行分析。结果表明,24份组合的7个性状存在真实性的遗传差异。在亲本不育系一般配合力（GCA）选择的基础上,应注意组合特殊配合力（SCA）的选择,GCA效应值高的亲本育种潜力较大,组配出优势组合的概率大;籽粒长度和籽粒宽度的狭义遗传力较低,分别为7.91%和14.89%,不宜进行早代选择;GCA较高的不育系为亲本A和亲本D,其中亲本A在各性状上均为正向GCA效应值,且在供试不育系中,其GCA效应值最大,其次为亲本D;组合1×A小区产量的SCA效应值及竞争优势最高,为本试验中的最优组合,其他籽粒性状与对照相比也均有提升。     

杂交水稻品质性状的配合力及遗传力研究

为了给杂交水稻主要品质性状的选育提供依据,本研究以三系野败型杂交水稻的恢复系和微核心种质构成的112份优异品种为父本,以四个两系不育系和一个三系不育系为母本,按照不完全双列杂交设计配制了560个组合,分析各组合及其亲本的12个品质性状的配合力与遗传力。结果显示考查的12个品质性状的一般配合力(general combining ability,GCA)和特殊配合力(specific combining ability,SCA)均存在极显著差异,说明各性状受基因加性效应和非加性效应的共同作用,其中在直链淀粉含量、粒长宽比、粒长、粒宽、垩白粒率及垩白度等性状上基因的加性效应占主导地位;在蛋白质含量、糙米率、精米率、整精米率、透明度及碱消值级等性状上则以基因的非加性效应为主。同一组合在不同性状间及同一亲本所配的不同组合的SCA差异较大,最高或最低SCA的组合可来自不同GCA的亲本组合类型,表明亲本GCA与SCA没有固定联系。母本的GCA方差贡献率为0.76%~26.21%,父本的GCA方差贡献率为17.47%~81.94%,在各性状上母本GCA方差贡献率均比父本GCA方差贡献率小,说明各性状受母本(不育系)的影响均较小。直链淀粉含量、粒长宽比、粒长、粒宽、垩白粒率及垩白度的狭义遗传力较高,均在50%以上,可在低世代进行选择。     

新疆冬麦区AL型三系杂交小麦亲本配合力、杂种优势和聚类分析

为了解新疆AL型三系杂交小麦亲本间配合力及其杂种优势关系,利用稳定不育系8份,恢复力强的恢复系9份,按照NCⅡ不完全双列杂交(8×9)设计配制72个F₁杂交组合,对亲本及杂交组合的7个农艺性状进行配合力效应和杂种优势分析,再根据亲本性状和一般配合力划分杂种优势类群。结果表明,三系小麦杂交组合中普遍存在产量和产量性状杂种优势,针对强优势组合的亲本选择,双亲之一一般配合力(GCA)或双亲GCA之和为正值且相对较大;相关性分析表明,中亲优势与父本和母本GCA值之和呈极显著正相关,父本和母本的GCA相关性大于特殊配合力(SCA)相关性。针对6个性状的GCA效应值和性状表型值分别进行聚类分析表明,配合力距离远的亲本组配可能出现强优势杂交组合的几率较大,性状表型值距离较远的两个亲本同一性状之间的优势互补也可以在后代中表现出较强的杂种优势。将17个亲本划分为4个和5个类群,为后续AL型杂交小麦强优势杂交组合的配制提供了依据。