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摘要 以4个自交系为测验种，采用不完全双列杂交设计，对2个玉米人工合成群体新选的20个自交系的配合力及杂种优势进行了研究。结果表明，新选自交系P26、P11、P15和P27产量及相关性状一般配合力表现优良，K169×P25是产量性状SCA表现较好的组合。与对照比较，杂种优势大于8%的组合多为新选系与测验种K169和南789-2的组配方式。
关键词 玉米；群体；自交系；配合力；杂种优势
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）20-082-03
Abstract In order to investigate the breeding potentiality of 20 newly inbred lines obtained from 2 synthetic corn populations named P1 and P2， which were testcrossed with 4 local normal maize inbred lines in a NCII mating design. Combining ability and heterosis of 20 newly inbred lines were analyzed in this test. The results showed that the inbred lines P26， P11， P15 and P27 had a good performance in GCA of yield and related traits， which should have high use potential in maize breeding programs. The cross K169×P25 had the highest SCA effects. Most of hybrids with control heterosis>8%for yield were the crosses between newly inbred lines and the testers K169 and Nan 7892， which suggested that it was more possible to obtain high field hybrid combinations.
Key words Maize； Groups； Inbred lines； Combining ability； Heterosis
回顾育种历史可以看出，优良种质资源的占有与否从根本上决定了育种成效。长期以来我国基础材料的改良和创新研究滞后，人们大多采用系谱和回交改良的育种方法，育种素材集中在极少数的材料上，导致育种遗传基础变得十分狭窄，因而在高产育种上表现缺乏新的杂优类群和杂优利用模式，抗病育种上表现出缺乏新的多样性的抗病强的育种素材[1]。对玉米育种来说，就是要以丰富的种质资源为基础，充分发挥杂种优势的作用，而雜种优势利用的关键是合理选择亲本，亲本的应用潜力关键是配合力[2]。张建辉[3]、秦燕[4]、苟才明[5]分别对四川农业大学5个人工合成群体的育种潜势、S2代配合力、群体选系的配合力进行了系统的分析，为5个群体选系的利用提供了理论依据。由此可见，通过构建玉米人工合成群体，并对群体选系的配合力进行分析，对提高育种效率具有十分重要的意义。为此，成都市农林科学院选用优良杂交种及地方品种，通过不断的遗传重组，合成了一批新的玉米种质群体。该研究以从2个玉米人工合成群体选育的20个自交系为供试材料，通过配合力分析，研究其主要农艺、经济性状的配合力表现，分析2个群体选系的应用价值，为新选系的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验设计
群体P1、P2为成都市农林科学院2007～2008年合成，每个群体均为10个单交组合经2次隔离重组合成的遗传平衡群体。采用半同胞轮回选择法对2个群体进行了5轮改良，并从P1、P2中各选育出10个自交系。从P1中选出的10个自交系编号分别为P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P18、P19、P110，从P2中选出的10个自交系编号分别为P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28、P29、P210。4个测验种分别为R08、K169、南7892、RP128。
以新选育的20个自交系为父本，以4个骨干系为母本，按照不完全双列杂交设计，2013年在成都市农林科学院崇州羊马科技试验园区配制供试80个组合。2014年在崇州羊马科技试验园区进行80个组合的田间试验。试验采用随机区组设计，3次重复，单行区，行距0.85 m，窝距0.40 m，双株种植，每行12株，对照品种为成单30，田间管理同大田生产。取中间10株调查获取数据资料。
1.2 考察性状
田间调查株高、穗高，室内考察穗长、秃尖长、穗粗、轴粗、子粒深度、穗行数、行粒数、穗重、轴重、出子率、百粒重、单株产量等。
1.3 统计分析
以小区均数为单位，利用DPS软件，将数据进行方差分析；对组合间差异显著的性状，按明道绪[6]、高之仁[7]的不完全双列杂交模型作配合力分析。
2 结果与分析
2.1 各性状方差分析
对80个杂交组合14个农艺、经济性状进行配合力方差分析，可以看出14个性状组合间差异均达极显著水平，表明这些性状在各杂交组合间遗传差异真实存在。14个性状的GCA和SCA差异均达显著或极显著水平，表明这些性状的GCA和SCA在亲本和组合间存在真实的差异。
2.2 一般配合力分析
一般配合力（GCA）是指某一亲本的性状对杂交组合影响的平均表现，它主要决定于基因的加性效应，是可以遗传的部分[7]。从表1可以看出，不同自交系同一性状的GCA相对效应值有很大差异，同一自交系不同性状的GCA相对效应值也有很大差异。对各自交系的利用应根据具体试验结果进行分析，如株高、穗位高GCA相对效应值为负值的自交系依次为P28、P23、P13、P110、P24、P29，利用它们可能降低所配组合的株高、穗位高。穗长、行粒数GCA相对效应值为正，同时秃尖长GCA相对效应值为负的自交系有P15、P11、P14、P26、P12，利用它们可能选育长穗的组合。穗粗、穗行数、子粒深度GCA相对效应值为正，同时轴粗GCA效应值为负的自交系仅有P18和P21，利用它们可能组配出大穗组合。穗重、出子率GCA相对效应值为正，轴重GCA值为负的有P14、P21、P19，利用它们可能提高组合的出子率。百粒重GCA相对效应值较高的有P27、P29、P19、P11、P26、P15、P12，利用它们可能组配出大粒组合。产量GCA相对效应值较高的有P26、P11、P15、P27，利用它们可能组配出高产组合。 分析产量GCA相对效应值较高的4个自交系的其余性状可知，P26的穗位高、穗粗、轴粗、子粒深度、穗行数、行粒数、穗重、轴重、百粒重GCA相对效应值均为正值，出子率GCA相对效应值为负，表明由P26所配的组合产量因子综合性状较好，缺点是穗位偏高，穗轴较大，出子率偏低。P11的株高、穗位高、穗长、子粒深度、行粒数、穗重、出子率、百粒重GCA相对效应值均为正值，穗粗、轴粗GCA相对效应值为负，表明由它所配的组合穗行数多，结实性好，穗位偏低，抗倒力强，缺点是穗小，穗位较高。P15株高、穗长、行粒数、穗重、出子率、百粒重GCA相对效应值均为正值，秃尖长、轴粗、穗行数GCA相对效应值均为负，表明由它所配的组合穗长、行粒数、出子率偏高，但穗行数偏低。P27的秃尖长、穗粗、轴粗、穗重、百粒重GCA相对效应值均为正值，出子率GCA相对效应值均为负，表明由它所配组合穗子较粗，百粒重较重，缺点是出子率偏低，秃尖长较长。由此可见，一个优良的自交系也不是十全十美的，优良是相对而言的，是在目标或某性状上表现出较高的配合力，根据育种目标进行恰当组配，便可获得高产的优良杂交组合[8]。
通过对4个测验种的GCA分析可知，在穗长、穗粗、子粒深度、穗行数、行粒数、穗重、出子率、百粒重和单株产量9个性状中，K169有7个性状具有正向配合力效应值，而南789-2有6个性状具有正向配合力效应值，表明K169和南789-2与被测系组配具有较大的利用潜势。
2.3 特殊配合力分析
特殊配合力（SCA）是杂交组合与双亲一般配合力预期结果的偏差，它的高低决定于亲本基因型的非加性基因效应，不能稳定遗传[7]。将SCA效应值按正向、负向进行组合归类 （表2）。可见各性状SCA效应值为正向和负向的杂交组合个数相当，正向、负向效应值变幅较大。效应值最大（株高、穗位高、秃尖长、轴粗、轴重按负向最大的计）的组合中，P29分别在百粒重、轴粗、穗行数等3个性状中出现，从表1可知，P29的这3个性状GCA效应值依次为10.99、3.11、-7.01，由此可见，SCA 高的组合，其亲本GCA未必高，反之GCA高的亲本组配的组合SCA未必一定高，这与张华等[9]的研究结果基本一致。K169×P25是产量性状SCA表现最好的组合。RP128×P13是产量性状SCA表现较差的组合。由表1可知， K169的产量GCA相对效应值为正，而P25的GCA相对效应值为负，RP128 和P13的GCA相对效应值均为负，表明SCA高的组合，其双亲或者1个亲本的GCA也较高，SCA低的组合，其双亲的GCA也较低。因此对群体自交后代的利用，在GCA选择基础上还应注重SCA选择。
2.4 高产组合的组配方式
将对照优势大于8%的14个组合的单株产量均数列于表3，可以看出对照优势大于14%的杂交组合有2个，对照优势大于10%小于14%的杂交组合有6个，对照优势小于10%而大于8%的杂交组合有6个。在这些组合中，被测系P11出现2次，P14出现2次，P15出现2次，P26出现2次，P27出现2次，P13出现1次，P16出现1次，P28出现1次，P210出现1次。测验种K169和南789-2分别出现5次，R08和RP128分别出现2次。结合前面产量一般配合力分析，进一步表明P11、P15、P26和P27具有较大的育种潜力，与测验种K169和南789-2组配获得高产组合的可能性较大。
3 结论与讨论
（1）配合力是自交系的一种内在特性，它不是通过自交系自身的农艺、经济性状表现可以确定的，而是由其所配杂交组合各性状表现来体现[10]。一般配合力的研究结果表明， P28、P23、P13、P110、P24、P29等自交系在株高、穗位高性状上表现较好，而P15、P11、P14、P26、P12等自交系在穗长、行粒数及秃尖长性状上表现较好，因而在对群体后代自交系的利用上，应首先测定各自交系的配合力，再根据不同的育种目标进行合理的组配。同时也可以根据配合力測定的结果对已有自交系进行有针对性的改良，以提高育种效率。
（2）该试验所配的80个组合中， K169×P25是产量性状SCA表现最好的组合， K169×P14是杂种优势最强的组合，而产量GCA表现较好的4个自交系为P11、P15、P26和P27。由此可见，产量SCA最高的组合并非都是由产量GCA最高的自交系所组配的，而SCA最高的组合也并非一定最高产。因此，一个杂交组合杂种优势的高低是亲本GCA效应和组合SCA效应共同作用的结果，同时用GCA、SCA效应来评估自交系的应用潜力，更能反映出自交系的利用价值。
参考文献
[1] 陈彦惠，吴连成.玉米群体改良研究的进展与展望[C]//21世纪玉米遗传育种展望——玉米遗传育种国际学术讨论会文集.中国农学会，2000：59-64.
[2] 聂永心，张丽，潘光堂，等.四川省常用玉米自交系SSR遗传多样性分析[J].分子植物育种，2005，3（1）：43-51.
[3] 张建辉，荣廷昭，杨克诚，等.5个玉米人工合成群体主要性状育种潜势分析[J].作物学报，2006，32（2）：273-277.
[4] 秦燕，任纬，杨克诚.2个玉米人工合成群体S2主要性状的配合力分析[J].华北农学报，2007，22（2）：34-38.
[5] 苟才明，杨克诚. 5个玉米人工合成群体选系的配合力分析[J].华北农学报，2008，23（2）：62-67.
[6] 明道绪，黄玉碧，王超，等. 不完全双列杂交单株资料的配合力分析[J].西南农业学报，1994，7（3）：102-107.
[7] 高之仁. 数量遗传学[M].成都：四川大学出版社，1986：413-433.
[8] 吴宏亮，康建宏，张立杰，等. 8个玉米自交系穗部性状配合力分析[J].山东农业科学，2013，45（10）：10-23.
[9] 张华，王秀全，何丹，等.15个新育成玉米自交系的配合力分析[J].农业科技通讯，2014（2）：39-43.
[10] 敖君.几个玉米自交系主要数量性状配合力分析[J].玉米科学，1999，7（1）：41-42.
关键词 玉米；群体；自交系；配合力；杂种优势
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）20-082-03
Abstract In order to investigate the breeding potentiality of 20 newly inbred lines obtained from 2 synthetic corn populations named P1 and P2， which were testcrossed with 4 local normal maize inbred lines in a NCII mating design. Combining ability and heterosis of 20 newly inbred lines were analyzed in this test. The results showed that the inbred lines P26， P11， P15 and P27 had a good performance in GCA of yield and related traits， which should have high use potential in maize breeding programs. The cross K169×P25 had the highest SCA effects. Most of hybrids with control heterosis>8%for yield were the crosses between newly inbred lines and the testers K169 and Nan 7892， which suggested that it was more possible to obtain high field hybrid combinations.
Key words Maize； Groups； Inbred lines； Combining ability； Heterosis
回顾育种历史可以看出，优良种质资源的占有与否从根本上决定了育种成效。长期以来我国基础材料的改良和创新研究滞后，人们大多采用系谱和回交改良的育种方法，育种素材集中在极少数的材料上，导致育种遗传基础变得十分狭窄，因而在高产育种上表现缺乏新的杂优类群和杂优利用模式，抗病育种上表现出缺乏新的多样性的抗病强的育种素材[1]。对玉米育种来说，就是要以丰富的种质资源为基础，充分发挥杂种优势的作用，而雜种优势利用的关键是合理选择亲本，亲本的应用潜力关键是配合力[2]。张建辉[3]、秦燕[4]、苟才明[5]分别对四川农业大学5个人工合成群体的育种潜势、S2代配合力、群体选系的配合力进行了系统的分析，为5个群体选系的利用提供了理论依据。由此可见，通过构建玉米人工合成群体，并对群体选系的配合力进行分析，对提高育种效率具有十分重要的意义。为此，成都市农林科学院选用优良杂交种及地方品种，通过不断的遗传重组，合成了一批新的玉米种质群体。该研究以从2个玉米人工合成群体选育的20个自交系为供试材料，通过配合力分析，研究其主要农艺、经济性状的配合力表现，分析2个群体选系的应用价值，为新选系的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验设计
群体P1、P2为成都市农林科学院2007～2008年合成，每个群体均为10个单交组合经2次隔离重组合成的遗传平衡群体。采用半同胞轮回选择法对2个群体进行了5轮改良，并从P1、P2中各选育出10个自交系。从P1中选出的10个自交系编号分别为P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P18、P19、P110，从P2中选出的10个自交系编号分别为P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28、P29、P210。4个测验种分别为R08、K169、南7892、RP128。
以新选育的20个自交系为父本，以4个骨干系为母本，按照不完全双列杂交设计，2013年在成都市农林科学院崇州羊马科技试验园区配制供试80个组合。2014年在崇州羊马科技试验园区进行80个组合的田间试验。试验采用随机区组设计，3次重复，单行区，行距0.85 m，窝距0.40 m，双株种植，每行12株，对照品种为成单30，田间管理同大田生产。取中间10株调查获取数据资料。
1.2 考察性状
田间调查株高、穗高，室内考察穗长、秃尖长、穗粗、轴粗、子粒深度、穗行数、行粒数、穗重、轴重、出子率、百粒重、单株产量等。
1.3 统计分析
以小区均数为单位，利用DPS软件，将数据进行方差分析；对组合间差异显著的性状，按明道绪[6]、高之仁[7]的不完全双列杂交模型作配合力分析。
2 结果与分析
2.1 各性状方差分析
对80个杂交组合14个农艺、经济性状进行配合力方差分析，可以看出14个性状组合间差异均达极显著水平，表明这些性状在各杂交组合间遗传差异真实存在。14个性状的GCA和SCA差异均达显著或极显著水平，表明这些性状的GCA和SCA在亲本和组合间存在真实的差异。
2.2 一般配合力分析
一般配合力（GCA）是指某一亲本的性状对杂交组合影响的平均表现，它主要决定于基因的加性效应，是可以遗传的部分[7]。从表1可以看出，不同自交系同一性状的GCA相对效应值有很大差异，同一自交系不同性状的GCA相对效应值也有很大差异。对各自交系的利用应根据具体试验结果进行分析，如株高、穗位高GCA相对效应值为负值的自交系依次为P28、P23、P13、P110、P24、P29，利用它们可能降低所配组合的株高、穗位高。穗长、行粒数GCA相对效应值为正，同时秃尖长GCA相对效应值为负的自交系有P15、P11、P14、P26、P12，利用它们可能选育长穗的组合。穗粗、穗行数、子粒深度GCA相对效应值为正，同时轴粗GCA效应值为负的自交系仅有P18和P21，利用它们可能组配出大穗组合。穗重、出子率GCA相对效应值为正，轴重GCA值为负的有P14、P21、P19，利用它们可能提高组合的出子率。百粒重GCA相对效应值较高的有P27、P29、P19、P11、P26、P15、P12，利用它们可能组配出大粒组合。产量GCA相对效应值较高的有P26、P11、P15、P27，利用它们可能组配出高产组合。 分析产量GCA相对效应值较高的4个自交系的其余性状可知，P26的穗位高、穗粗、轴粗、子粒深度、穗行数、行粒数、穗重、轴重、百粒重GCA相对效应值均为正值，出子率GCA相对效应值为负，表明由P26所配的组合产量因子综合性状较好，缺点是穗位偏高，穗轴较大，出子率偏低。P11的株高、穗位高、穗长、子粒深度、行粒数、穗重、出子率、百粒重GCA相对效应值均为正值，穗粗、轴粗GCA相对效应值为负，表明由它所配的组合穗行数多，结实性好，穗位偏低，抗倒力强，缺点是穗小，穗位较高。P15株高、穗长、行粒数、穗重、出子率、百粒重GCA相对效应值均为正值，秃尖长、轴粗、穗行数GCA相对效应值均为负，表明由它所配的组合穗长、行粒数、出子率偏高，但穗行数偏低。P27的秃尖长、穗粗、轴粗、穗重、百粒重GCA相对效应值均为正值，出子率GCA相对效应值均为负，表明由它所配组合穗子较粗，百粒重较重，缺点是出子率偏低，秃尖长较长。由此可见，一个优良的自交系也不是十全十美的，优良是相对而言的，是在目标或某性状上表现出较高的配合力，根据育种目标进行恰当组配，便可获得高产的优良杂交组合[8]。
通过对4个测验种的GCA分析可知，在穗长、穗粗、子粒深度、穗行数、行粒数、穗重、出子率、百粒重和单株产量9个性状中，K169有7个性状具有正向配合力效应值，而南789-2有6个性状具有正向配合力效应值，表明K169和南789-2与被测系组配具有较大的利用潜势。
2.3 特殊配合力分析
特殊配合力（SCA）是杂交组合与双亲一般配合力预期结果的偏差，它的高低决定于亲本基因型的非加性基因效应，不能稳定遗传[7]。将SCA效应值按正向、负向进行组合归类 （表2）。可见各性状SCA效应值为正向和负向的杂交组合个数相当，正向、负向效应值变幅较大。效应值最大（株高、穗位高、秃尖长、轴粗、轴重按负向最大的计）的组合中，P29分别在百粒重、轴粗、穗行数等3个性状中出现，从表1可知，P29的这3个性状GCA效应值依次为10.99、3.11、-7.01，由此可见，SCA 高的组合，其亲本GCA未必高，反之GCA高的亲本组配的组合SCA未必一定高，这与张华等[9]的研究结果基本一致。K169×P25是产量性状SCA表现最好的组合。RP128×P13是产量性状SCA表现较差的组合。由表1可知， K169的产量GCA相对效应值为正，而P25的GCA相对效应值为负，RP128 和P13的GCA相对效应值均为负，表明SCA高的组合，其双亲或者1个亲本的GCA也较高，SCA低的组合，其双亲的GCA也较低。因此对群体自交后代的利用，在GCA选择基础上还应注重SCA选择。
2.4 高产组合的组配方式
将对照优势大于8%的14个组合的单株产量均数列于表3，可以看出对照优势大于14%的杂交组合有2个，对照优势大于10%小于14%的杂交组合有6个，对照优势小于10%而大于8%的杂交组合有6个。在这些组合中，被测系P11出现2次，P14出现2次，P15出现2次，P26出现2次，P27出现2次，P13出现1次，P16出现1次，P28出现1次，P210出现1次。测验种K169和南789-2分别出现5次，R08和RP128分别出现2次。结合前面产量一般配合力分析，进一步表明P11、P15、P26和P27具有较大的育种潜力，与测验种K169和南789-2组配获得高产组合的可能性较大。
3 结论与讨论
（1）配合力是自交系的一种内在特性，它不是通过自交系自身的农艺、经济性状表现可以确定的，而是由其所配杂交组合各性状表现来体现[10]。一般配合力的研究结果表明， P28、P23、P13、P110、P24、P29等自交系在株高、穗位高性状上表现较好，而P15、P11、P14、P26、P12等自交系在穗长、行粒数及秃尖长性状上表现较好，因而在对群体后代自交系的利用上，应首先测定各自交系的配合力，再根据不同的育种目标进行合理的组配。同时也可以根据配合力測定的结果对已有自交系进行有针对性的改良，以提高育种效率。
（2）该试验所配的80个组合中， K169×P25是产量性状SCA表现最好的组合， K169×P14是杂种优势最强的组合，而产量GCA表现较好的4个自交系为P11、P15、P26和P27。由此可见，产量SCA最高的组合并非都是由产量GCA最高的自交系所组配的，而SCA最高的组合也并非一定最高产。因此，一个杂交组合杂种优势的高低是亲本GCA效应和组合SCA效应共同作用的结果，同时用GCA、SCA效应来评估自交系的应用潜力，更能反映出自交系的利用价值。
参考文献
[1] 陈彦惠，吴连成.玉米群体改良研究的进展与展望[C]//21世纪玉米遗传育种展望——玉米遗传育种国际学术讨论会文集.中国农学会，2000：59-64.
[2] 聂永心，张丽，潘光堂，等.四川省常用玉米自交系SSR遗传多样性分析[J].分子植物育种，2005，3（1）：43-51.
[3] 张建辉，荣廷昭，杨克诚，等.5个玉米人工合成群体主要性状育种潜势分析[J].作物学报，2006，32（2）：273-277.
[4] 秦燕，任纬，杨克诚.2个玉米人工合成群体S2主要性状的配合力分析[J].华北农学报，2007，22（2）：34-38.
[5] 苟才明，杨克诚. 5个玉米人工合成群体选系的配合力分析[J].华北农学报，2008，23（2）：62-67.
[6] 明道绪，黄玉碧，王超，等. 不完全双列杂交单株资料的配合力分析[J].西南农业学报，1994，7（3）：102-107.
[7] 高之仁. 数量遗传学[M].成都：四川大学出版社，1986：413-433.
[8] 吴宏亮，康建宏，张立杰，等. 8个玉米自交系穗部性状配合力分析[J].山东农业科学，2013，45（10）：10-23.
[9] 张华，王秀全，何丹，等.15个新育成玉米自交系的配合力分析[J].农业科技通讯，2014（2）：39-43.
[10] 敖君.几个玉米自交系主要数量性状配合力分析[J].玉米科学，1999，7（1）：41-42.