自交系籽粒灌漿與脫水能力配合力分析

玉米莖速率和脫水率是玉米育種的選擇指標(biāo)之一。選擇籽粒灌漿速率和脫水速率高的玉米品種種植,對(duì)生長(zhǎng)季節(jié)有限地區(qū)的玉米生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)玉米機(jī)械化收獲十分必要。研究表明,玉米籽粒干物質(zhì)的積累決定于灌漿時(shí)期和灌漿速度,玉米品種間的籽粒灌漿速率存在差異,選擇有效并可遺傳。眾多研究表明籽粒脫水速率品種間有差異并可以遺傳,籽粒脫水速率影響收獲時(shí)籽粒的含水量,即通過(guò)育種手段選擇脫水速率高的品種是可行的。黑龍江省地處我國(guó)最北端,緯度高、無(wú)霜期短、有效活動(dòng)積溫低,秋季氣溫下降快,收獲時(shí)玉米籽粒含水量高,不利機(jī)械收獲作業(yè),同時(shí)影響玉米籽粒商品品質(zhì)及貯藏加工,增加成本,降低效益。2013年黑龍江省玉米生產(chǎn)田玉米穗腐、粒腐病發(fā)病嚴(yán)重,這與玉米果穗生育后期脫水密切相關(guān)。因此選育籽粒灌漿速率、脫水速率高的玉米品種十分必要和迫切。該研究通過(guò)對(duì)9份自交系籽粒灌漿速率、脫水速率的配合力分析,探討自交系籽粒灌漿速率、脫水速率的配合力差異,以期為選育灌漿速率、脫水速率高的玉米品種提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1來(lái)源之間的聯(lián)系供試材料為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所輻射研究室新選育的9份改良K10自交系。其中自交系1來(lái)源于K10×丹598;自交系2來(lái)源于K10×丹340;自交系3來(lái)源于K10×國(guó)外雜交種;自交系4來(lái)源于K10×歐洲群體;自交系5來(lái)源于K10×Pob45;自交系6來(lái)源于K10×瑞德群體;自交系7來(lái)源于K10×鄭58;自交系8來(lái)源于K10×昌7-2;自交系9來(lái)源于K10×安441。1.2方法1.2.1iii的配制試驗(yàn)采用Griffing(1956)雙列雜交方法IV,以9份自交系配制36個(gè)雜交組合。2012年在哈爾濱進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),2行區(qū),5m行長(zhǎng),行距65cm,株距25cm,3次重復(fù)。1.2.2取樣與計(jì)算方法在玉米抽出花絲之前,每小區(qū)選整齊一致植株套袋,待花絲抽齊后,人工一次性授粉。以此作為灌漿的起始日期,到生理成熟,即黑胚層出現(xiàn)時(shí)取樣,每區(qū)取5個(gè)果穗,每穗取穗中部100粒,稱籽粒鮮重、軸鮮重和苞葉鮮重。收獲前再次取樣,方法同前。取樣風(fēng)干后,在80℃烘箱烘干至恒重,稱籽粒干重、軸干重、苞葉干重。計(jì)算籽粒灌漿速率、苞葉水量、穗軸含水量、籽粒含水量、籽粒脫水速率、苞葉脫水速率和穗軸脫水速率。取樣和計(jì)算方法按照《中國(guó)玉米栽培學(xué)》的方法。籽粒灌漿速率(g·d-1·百粒-1)=百粒干重(g)/灌漿開(kāi)始到生理成熟天數(shù)。含水量(%)=100×(鮮重-烘干重)/鮮重。脫水速率(%·d-1)=(生理成熟含水量-收獲前含水量)/生理成熟到收獲前相隔天數(shù)。以10穗平均值對(duì)每個(gè)組合籽粒灌漿速率、脫水速率、苞葉脫水速率、穗軸脫水速率做配合力分析。配合力分析方法按劉來(lái)福等編著《作物數(shù)量遺傳》中的雙列雜交方法進(jìn)行。2結(jié)果與分析2.1不同基因的四個(gè)性狀的離散度分析從表1中可知,4個(gè)性狀的方差均達(dá)極顯著水平,表明這4個(gè)性狀在供試自交系間存在遺傳差異,可作進(jìn)一步配合力分析。2.2不同因素四屬性的連通性分析從表2中可以看出,按固定模型分析的4個(gè)性狀一般配合力、特殊配合力差異均達(dá)到顯著和極顯著水平,說(shuō)明這些性狀的配合力效應(yīng)真實(shí)存在。2.3般配合力相對(duì)效應(yīng)值從表3中看出,不同的自交系及同一份自交系4個(gè)性狀的一般配合力效應(yīng)值有較大差異。籽粒灌漿速率一般配合力相對(duì)效應(yīng)值有5個(gè)正值、4個(gè)負(fù)值,從高到低依次為自交系4、8、3、7、6、5、1、9、2。籽粒脫水速率一般配合力相對(duì)效應(yīng)值有5個(gè)正值、4個(gè)負(fù)值,從高到低依次為自交系9、4、8、3、6、2、7、1、5。穗軸脫水速率一般配合力相對(duì)效應(yīng)值有5個(gè)正值、4個(gè)負(fù)值,從高到低依次為自交系4、3、9、8、6、5、7、1、2。苞葉脫水速率一般配合力相對(duì)效應(yīng)值有4個(gè)正值、5個(gè)負(fù)值,從高到低依次為自交系3、9、5、4、8、1、2、7、6。從4個(gè)性狀一般配合力相對(duì)效應(yīng)值看,自交系4、3的4個(gè)性狀的相對(duì)效應(yīng)值均為正值,籽粒灌漿速率、脫水速率一般配合力均較高。自交系8籽粒灌漿速率一般配合力相對(duì)效應(yīng)值較高,脫水速率一般配合力居中。自交系9籽粒灌漿速率一般配合力較低,脫水速率一般配合力較高。自交系2、1、7籽粒灌漿、脫水速率一般配合力均較低。2.4灌漿速率及雜交組合從表4中可以看出,不同組合4個(gè)性狀特殊配合力有很大差異。籽粒灌漿速率特殊配合力較高的前3位分別是4×9、2×4、4×7,特殊配合力組合較低的后3位分別是2×5、7×9、2×6。由此看出灌漿速率一般配合力較高的自交系易配出灌漿速率高的組合,如自交系4。灌漿速率一般配合力較低的自交系其雜交組合灌漿速率也較低,如自交系2。如兩親本中的一個(gè)親本一般配合力較高,其雜交組合灌漿速率也可較高,如組合2×4。籽粒脫水速率特殊配合力較高的前3位分別是8×9、2×4、4×9,特殊配合力組合較低的后3位分別是1×2、1×3、5×6。穗軸脫水速率特殊配合力較高的前3位分別是4×8、4×7、6×9,特殊配合力組合較低的后3位分別是2×5、6×7、2×6。苞葉脫水速率特殊配合力組合間差異較大,前3位分別是4×9、3×5、3×4,特殊配合力組合較低的后3位分別是2×6、2×8、1×6。從籽粒脫水速率、穗軸脫水速率、苞葉脫水速率特殊配合力高低的組合看,親本一般配合力較高,其組合出現(xiàn)特殊配合力較高的機(jī)會(huì)多。3個(gè)脫水速率的特殊配合力在同一組合中正負(fù)趨向多數(shù)不一致,說(shuō)明3個(gè)脫水速率不完全相關(guān)。2.5為脫水性狀配合力從籽粒灌漿速率、籽粒脫水速率、穗軸脫水速率和苞葉脫水速率4個(gè)性狀配合力結(jié)果綜合分析,自交系1、自交系2四個(gè)性狀配合力均為負(fù)值且位次較靠后,由此初步認(rèn)為用丹598和丹340改良K10的自交系在9份自交系中籽粒灌漿、脫水速率均較低,用其作為改良籽粒灌漿、脫水速率不易達(dá)到目標(biāo)。自交系3、自交系4四個(gè)性狀配合力均為正值且位次較靠前,用國(guó)外雜交種、歐洲群體改良K10的自交系,在9份自交系中籽粒灌漿、脫水速率均較高,由此看出用這2份材料改良灌漿脫水性狀較好。自交系5只有苞葉脫水速率配合力為正值、自交系7僅籽粒灌漿速率配合力為正值且位次居中,由此看出用Pob45群體、鄭58改良K10的自交系灌漿、脫水速率不高。自交系6和自交系8苞葉脫水速率配合力為負(fù)值、自交系9籽粒灌漿速率配合力為負(fù)值,3份自交系其它3個(gè)性狀均為正值,自交系8、9位次較靠前,說(shuō)明用昌7-2改良K10的自交系灌漿、脫水速率較高、用安441改良K10的脫水速率較高。由此認(rèn)為用于灌漿脫水性狀改良和雜交種選育,自交系3、4、8、9可進(jìn)一步利用,自交系1、2、5、6、7不理想。作為進(jìn)一步改良灌漿脫水性狀的種質(zhì)資源,國(guó)外雜交種、歐洲群體及由其改良的自交系3、4可用,丹598、丹340、瑞德群體、鄭58效果不理想。3品種及分子質(zhì)量的研究籽粒灌漿速率、籽粒脫水速率、穗軸脫水速率、苞葉脫水速率配合力分析表明,不同自交系間有較大差異。一般配合力高的自交系,其特殊配合力也較高;一般配合力低的自交系也有特殊配合力較高的組合出現(xiàn)。籽粒脫水速率、穗軸脫水速率、苞葉脫水速率配合力不完全相關(guān)。用于灌漿脫水性狀改良和雜交種選育,自交系3、4、8、9可用,自交系1、2、5、6、7不易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。國(guó)外雜交種、歐洲群體及由其改良的自交系3、4可作為進(jìn)一步改良灌漿脫水性狀的種質(zhì)資源應(yīng)用,而丹598、丹340、瑞德群體、鄭58不理想。玉米籽粒產(chǎn)量來(lái)自于灌漿期干物質(zhì)的積累,即“庫(kù)”的建成與充實(shí),研究表明玉米籽粒干物質(zhì)的積累決定于灌漿時(shí)期和灌漿速度,從而影響產(chǎn)量。灌漿速率定義為每日每粒(或千粒)增加的干重。如果單株產(chǎn)量相近,百粒重低、穗粒數(shù)多和百粒重