检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2023, 第4期: 104–109 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.04.016

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

遮阴条件下玉米自交系配合力与遗传效应分析

袁刘正1,2(), 王会强1,2(), 王秋岭1,2(), 朱世蝶1,2, 赵月强1,2, 袁曼曼1,2, 王会涛1,2, 张运栋1,2, 柳家友1,2(), 袁永强1,2   

  1. 1漯河市农业科学院，462000，河南漯河
    2河南省玉米防灾减灾工程技术研究中心，462000，河南漯河
  • 收稿日期:2022-02-08 修回日期:2022-07-27 出版日期:2023-08-15 发布日期:2023-08-15
  • 通讯作者: 柳家友，主要从事玉米育种研究，E-mail：jiayou.liu@126.com
  • 作者简介:袁刘正，主要从事玉米耐阴育种及相关逆境生理研究，E-mail：yuanliuzheng@126.com；|王会强为共同第一作者，主要从事玉米耐阴育种研究，E-mail：huiqiang715@sina.com；|王秋岭为共同第一作者，主要从事玉米耐阴育种研究，E-mail：lnkwql@163.com
  • 基金资助:
    国家玉米产业技术体系建设专项(nycytx-02-70);河南省科技攻关―玉米耐阴种质创制及新品种选育(232102 110182)

Analysis of Combining Ability and Genetic Effect of Maize Inbred Lines under Shading Condition

Yuan Liuzheng1,2(), Wang Huiqiang1,2(), WangQiuling 1,2(), Zhu Shidie1,2, ZhaoYueqiang 1,2, Yuan Manman1,2, Wang Huitao1,2, Zhang Yundong1,2, Liu Jiayou1,2(), Yuan Yongqiang1,2   

  1. 1Luohe Academy of Agricultural Sciences,Luohe 462000, Henan, China
    2The Maize Disaster Prevention and Mitigation Engineering Research Center of Henan Province, Luohe 462000, Henan, China
  • Received:2022-02-08 Revised:2022-07-27 Online:2023-08-15 Published:2023-08-15

RichHTML

3

PDF (PC)

125

摘要：

为了利用杂种优势改良玉米品种的耐阴性，以10个耐阴性不同的玉米自交系为亲本，按照NC II4×6遗传交配设计，对遮阴和自然光照下玉米的产量及穗部性状的配合力、遗传参数进行分析。结果表明，产量、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数和百粒重7个性状在自然光照和遮阴处理下差异均达极显著水平，遮阴处理下昌改3、R2005、LYM35、LYM10这4个自交系的一般配合力较高，特殊配合力也较高，杂种优势也强，可作为玉米耐阴性遗传改良的候选亲本。LYM35×昌改3在遮阴处理下的特殊配合力效应值较高，在遮阴处理下表现优异，是耐阴性较强的组合。遗传参数分析表明，产量、穗长、穗粗、秃尖长和穗行数在遮阴处理下的狭义遗传力相对较高，可以在早代进行耐阴选择，行粒数和百粒重的狭义遗传力较低，广义遗传力较高，应在育种高世代进行选择。

关键词: 玉米, 杂种优势, 耐阴性, 配合力, 狭义遗传力, 广义遗传力

Abstract:

In order to improve the tolerance of maize varieties with heterosis,ten inbred lines with different shading tolerance were used as parents, combining ability and genetic parameters of yield and ear characteristics under shading and natural light were analyzed according to NC II 4×6 genetic mating design. The results showed that there were extremely significant differences in yield, ear length, bald tip length, ear diameter, row number per ear, grain number per row and 100-grain weight under natural light and shade treatments. The four inbred lines of Changgai3, R2005, LYM35 and LYM10 had high general combining ability, high special combining ability and strong heterosis under shading treatments, which could be used as candidate parents for shading resistance genetic improvement of maize. The special combining ability effect value of LYM35×Changgai3 was higher in shading treatments, and it showed excellent performance in shading treatments. Genetic parameter analysis showed that the narrow heritabilities of yield, ear length, ear diameter, bald tip length and row number per ear under shading treatments were relatively high, which could be selected for shading tolerance in early generations. The narrow-sense heritabilities of grain number per row and 100-grain weight were low, but the general heritabilities were high, selection should be made in high breeding generations.

Key words: Maize, Heterosis, Tolerance of shade, Combining ability, Narrow-sense heritability, General heritability

表1

供试玉米自交系材料及来源

编号
Number		 名称
Name		 血缘关系
Kinship
1 昌改3 昌7-2改良系
2 R2005 78599选系
3 LYF9 先锋杂交种选系
4 Y1803 LIBC 4×4CV⊕/4CV
5 LYF5 LH220Ht×6WC⊕/6WC⊕
6 LYM35 PHW17×6WC⊕/6WC/6WC/漯7007/漯7007
7 Y101 R2005×郑58选系
8 LYM90 豫1122×H3659Z
9 LYM11 PHK35×6WC
10 LYM10 德单5号杂交种选系

表2

不同处理产量及不同性状配合力的方差分析（F值）

变异来源
Source of
variation		 自由度
Degreeof
freedom		 产量
Yield		 穗长
Ear
length		 穗粗
Ear
diameter		 秃尖长
Bald tip
length		 穗行数
Row number
per ear		 行粒数
Grainnumber
per row		 百粒重
100-grain
weight
CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY
区组Group 2 2.28 0.24 2.42 2.64 2.26 0.80 1.51 3.15 0.07 2.84 0.79 1.80 2.11 1.82
组合Combination 23 11.09** 23.33** 89.92** 4.63** 13.25** 3.63** 105.44** 4.84** 8.89** 18.10** 4.17** 24.47** 13.25** 13.20**
亲本1 Parent 1 3 5.15* 5.20* 20.84** 6.49** 4.03* 5.62** 4.47* 8.21** 7.40** 9.06** 3.54* 3.11 29.13** 1.21
亲本2 Parent 2 5 0.79 1.07 1.21 0.97 3.16* 2.49 1.84 1.64 4.24* 0.50 0.37 0.92 1.91 0.81
亲本1×亲本2
Parent 1×parent 2		 15 7.42** 14.92** 24.74** 2.71** 7.10** 1.89 64.47** 2.33* 3.50** 9.32** 3.49** 19.47** 2.72** 13.39**

表3

不同处理下产量及不同性状的GCA效应

自交系
Inbred
line		 产量
Yield		 穗长
Ear length		 穗粗
Ear diameter		 秃尖长
Bald tip length		 穗行数
Row number per ear		 行粒数
Grainnumberper row		 百粒重
100-grainweight
CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY
昌改3 Changgai 3 21.28 50.14 -7.15 -10.81 4.62 5.33 -61.81 -45.89 8.83 12.06 5.62 20.60 -7.05 -3.53
R2005 8.73 14.34 -2.35 -2.53 1.66 4.43 0.14 45.83 1.01 4.70 -0.31 -2.75 -4.90 3.87
LYF9 -27.01 -30.59 -8.08 -8.75 -3.56 -2.30 -9.48 -15.58 -0.87 -5.06 -9.57 -10.66 -2.11 -2.48
Y1803 -3.00 -33.88 17.57 22.09 -2.71 -7.46 71.15 15.63 -8.98 -11.69 4.26 -7.19 14.06 2.13
LYF5 -1.84 -20.00 5.87 6.19 -2.91 -6.01 -32.11 20.21 -7.99 -2.40 1.41 -11.29 5.10 1.00
LYM35 1.36 18.72 1.43 6.64 -2.31 0.58 1.84 2.24 -2.80 -0.63 3.45 -8.23 0.69 -5.67
Y101 3.89 -5.21 0.92 -10.10 -4.83 -4.35 -66.05 -39.24 -6.51 -3.15 0.67 -5.30 -4.19 -1.15
LYM90 -18.28 -25.84 -2.67 -5.57 6.43 7.91 23.06 -6.03 8.34 4.41 -2.66 9.08 -0.58 3.71
LYM11 10.57 0.27 -3.95 5.76 2.68 1.62 54.46 4.42 6.26 2.98 -3.81 5.69 -0.11 3.65
LYM10 4.30 32.05 -1.59 -2.92 0.94 0.25 18.81 18.41 2.70 -1.21 0.94 10.06 -0.92 -1.54

表4

不同处理下产量及不同性状的SCA效应

组合
Combination		 产量
Yield		 穗长
Ear length		 穗粗
Ear diameter		 秃尖长
Bald tip length		 穗行数
Row number per ear		 行粒数
Grainnumberper row		 百粒重
100-grainweight
CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY
LYF5×昌改3
LYF5×Changgai 3		 -3.21 -40.27 -0.62 -5.14 -1.92 -0.78 -6.08 -37.74 -3.49 -3.43 -1.28 -0.82 1.07 2.96
LYM35×昌改3
LYM35×Changgai 3		 5.59 62.74 0.43 -1.77 0.24 -3.58 27.86 8.97 -7.49 -2.70 4.01 7.80 -0.48 6.94
Y101×昌改3
Y101×Changgai 3		 16.44 -11.96 6.38 18.10 1.47 1.35 27.86 28.25 2.15 4.81 9.23 -1.23 2.74 -5.29
LYM90×昌改3
LYM90×Changgai 3		 -17.05 -73.88 -4.92 -24.05 3.40 -2.57 -27.30 -28.48 3.93 -0.50 -5.07 -14.32 4.87 1.14
LYM11×昌改3
LYM11×Changgai 3		 -15.35 50.50 -4.00 2.56 -4.75 -1.59 -16.27 23.13 3.64 1.19 -7.17 -0.40 -8.81 -9.06
LYM10×昌改3
LYM10×Changgai 3		 13.57 12.88 2.73 10.30 1.56 7.17 -6.08 5.87 1.26 0.63 0.28 8.97 0.61 3.31
LYF5×R2005 10.71 37.90 9.73 9.84 2.14 2.58 -0.14 22.11 -0.42 2.18 4.37 28.86 3.32 0.86
LYM35×R2005 27.42 1.37 -1.24 -0.60 2.65 11.22 33.80 -12.19 2.10 -2.01 4.51 10.55 2.59 5.64
Y101×R2005 -23.67 2.65 -0.22 2.30 -1.43 1.31 -0.14 -3.37 2.84 0.93 -3.02 -8.63 -2.52 9.86
LYM90×R2005 28.79 44.47 4.91 4.29 3.61 -5.26 -38.33 16.99 3.44 3.11 8.98 -1.42 -6.82 -0.70
LYM11×R2005 -30.08 -67.12 -12.34 -19.41 -3.26 -6.56 -45.97 16.56 -7.54 -3.20 -11.02 -33.05 1.56 -12.34
LYM10×R2005 -13.17 -19.27 -0.84 3.58 -3.72 -3.29 50.78 -40.11 -0.42 -1.01 -3.83 3.70 1.87 -3.32
LYF5×LYF9 -1.02 -0.46 -7.39 -4.64 -1.98 2.68 -58.42 -26.23 3.83 8.44 -1.55 -12.82 -5.50 0.38
LYM35×LYF9 -12.14 -31.14 0.65 2.68 0.54 -4.16 -41.44 24.40 -2.55 3.67 -3.04 -2.07 1.83 0.04
Y101×LYF9 -12.76 24.20 -3.99 5.06 -3.72 -3.34 -7.50 -13.82 -8.34 -10.56 -9.75 15.53 -1.77 -4.20
LYM90×LYF9 -17.05 -2.65 -0.65 -3.54 -7.65 -1.06 157.99 47.92 -5.37 -14.87 -10.22 -18.31 2.76 -3.72
LYM11×LYF9 28.58 26.76 7.72 2.37 4.89 1.31 7.78 -50.29 1.46 -0.43 10.99 14.07 4.67 11.05
LYM10×LYF9 14.39 -16.71 3.66 -1.93 7.91 4.57 -58.42 18.03 10.96 13.75 13.57 3.60 -1.99 -3.54
LYF5×Y1803 -6.48 2.83 -1.72 -0.05 1.75 -4.48 64.64 41.86 0.07 -7.18 -1.55 -15.22 1.11 -4.20
LYM35×Y1803 -20.87 -32.97 0.16 -0.32 -3.43 -3.48 -20.23 -21.19 7.94 1.04 -5.48 -16.29 -3.95 -12.62
Y101×Y1803 19.99 -14.89 -2.17 -25.46 3.67 0.68 -20.23 -11.06 3.34 4.81 3.54 -5.66 1.55 -0.37
LYM90×Y1803 5.32 32.05 0.66 23.30 0.65 8.90 -92.36 -36.43 -2.00 12.25 6.32 34.05 -0.81 3.29
LYM11×Y1803 16.85 -10.14 8.62 14.48 3.12 6.84 54.46 10.61 2.45 2.44 7.20 19.38 2.58 10.35
LYM10×Y1803 -14.80 23.11 -5.56 -11.95 -5.76 -8.46 13.72 16.21 -11.80 -13.37 -10.02 -16.27 -0.49 3.55

表5

不同处理下主要性状的遗传参数

项目
Item		 产量
Yield		 穗长
Ear
length		 穗粗
Ear
diameter		 秃尖长
Bald tip
length		 穗行数
Row number
per ear		 行粒数
Grainnumber
per row		 百粒重
100-grain
weight
CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY CK ZY
加性方差
Additive variance		 12704.54 6729.55 3.60 3.43 0.02 0.06 0.06 0.22 0.91 1.74 3.20 6.45 7.57 0.22
非加性方差
Non-additive variance		 15905.85 8971.07 1.04 2.36 0.04 0.04 0.10 0.11 0.61 1.16 5.39 17.38 1.02 5.78
环境方差
Environmental variance		 7434.10 1932.97 0.13 4.14 0.02 0.12 0.01 0.24 0.73 0.42 6.48 2.82 1.78 1.40
一般配合力方差
Variance of GCA (%)		 44.41 43.47 77.78 59.19 54.90 70.89 44.48 70.47 72.45 60.07 37.20 27.05 88.60 3.59
特殊配合力方差
Variance of SCA (%)		 55.59 56.53 22.22 40.81 45.10 29.11 55.52 29.53 27.55 39.93 62.80 72.95 11.40 96.41
广义遗传力
General heritability (%)		 79.38 89.14 97.27 58.29 81.85 50.30 97.44 60.00 75.14 87.41 56.97 89.41 83.44 81.07
狭义遗传力
Narrow-sense heritability (%)		 35.25 38.75 75.66 34.50 44.93 35.66 43.34 42.28 54.44 52.51 21.20 24.18 73.92 2.91
[1] 李从锋, 贾春兰, 陶志强, 等. 拔节期淹水对不同株高夏玉米产量、形态特征及物质生产的影响. 玉米科学, 2019, 27(6):62-67.
[2] Wang J, Shi K, Lu W, et al. Effects of post-silking shading stress on enzymatic activities and phytohormone contents during grain development in spring maize. Journal of Plant Growth Regulation, 2021, 40(3):1-14.
doi: 10.1007/s00344-020-10064-w
[3] 谢瑞芝, 明博. 玉米生产系统对气候变化的响应与适应. 中国农业科学, 2021, 54(17):3587-3591.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.17.003
[4] 薛昌颖, 马志红, 胡程达. 近40a黄淮海地区夏玉米生长季干旱时空特征分析. 自然灾害学报, 2016, 25(2):1-14.
[5] 李军玲, 郭其乐. 夏玉米花期阴雨风险区划遥感方法研究. 遥感信息, 2015, 30(2):77-79.
[6] 史振声, 钟雪梅, 黄海皎, 等. 遮荫胁迫对不同耐阴性玉米叶绿素含量的影响. 玉米科学, 2013, 21(4):55-58.
[7] 周卫霞, 王秀萍, 穆心愿, 等. 弱光胁迫对不同基因型玉米雌雄花发育和授粉结实能力的影响. 作物学报, 2013, 39(11):2065-2073.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2013.02065
[8] 崔海岩, 靳立斌, 李波, 等. 遮阴对夏玉米干物质积累及养分吸收的影响. 应用生态学报, 2013, 24(11):3099-3105.
[9] 刘仲发, 勾玲, 赵明, 等. 遮荫对玉米茎秆形态特征、穿刺强度及抗倒伏能力的影响. 华北农学报, 2011(4):91-96.
doi: 10.7668/hbnxb.2011.04.016
[10] 崔海岩, 靳立斌, 李波, 等. 遮阴对夏玉米茎秆形态结构和倒伏的影响. 中国农业科学, 2012, 45(17):3497-3505.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.005
[11] 吴亚男, 朱海燕, 张春玲, 等. 遮阴对春玉米物质生产及产量形成的影响. 玉米科学, 2015, 23(1):97-102.
[12] 高佳, 崔海岩, 史建国, 等. 花粒期光照对夏玉米光合特性和叶绿体超微结构的影响. 应用生态学报, 2018, 29(3):883-890.
[13] Yuan L, Tang J, Wang X, et al. QTL analysis of shading sensitive related traits in maize under two shading treatments. PLoS ONE, 2012, 7(6):e38696.
doi: 10.1371/journal.pone.0038696
[14] 王向东, 高根来, 张风琴. 玉米产量性状配合力遗传分析. 玉米科学, 2001, 9(1):31-33.
[15] Pooja, DeviN.Heterosis,molecular diversity,combining ability and their interrelationships in short duration maize (Zea mays L.) across the environments. Euphytica, 2010, 178(1):71-81.
doi: 10.1007/s10681-010-0271-3
[16] Dan M, Betrán J F, Bänziger M, et al. Combining ability,heterosis and genetic diversity in tropical maize (Zea mays L.) under stress and non-stress conditions. Euphytica, 2011, 180(2):143-162.
doi: 10.1007/s10681-010-0334-5
[17] Aghaei S, Aharizad S, Shiri M R, et al. Average heterosis of maize hybrids under terminal water stress at Moghan region. Scholars Research, 2012, 3:5462-5465.
[18] Noorka I R, Taufiqullah. Heterosis and proportional contribution of line×tester interaction and gene action in different maize hybrids under water regimes. The Journal of Animal & Plant Sciences, 2015, 25(6):1616-1625.
[19] Lopes M S, Araus J L, van Heerden P D, et al. Enhancing drought tolerance in C4 crops. Journal of Experimental Botany, 2011, 62(9):3135.
doi: 10.1093/jxb/err105
[20] 卢秉生, 高洪敏, 姚永祥, 等. 10个玉米自交系穗部性状的配合力和遗传参数分析. 作物杂志, 2017(2):23-28.
[21] 张如养, 宋伟, 赵久然, 等. 玉米自交系京724和郑58的产量配合力及杂种优势研究. 玉米科学, 2018, 26(6):1-6,13.
[22] 隋冬华, 唐贵, 武新娟, 等. 19个早熟玉米自交系改良德美亚3号主要农艺性状的配合力分析. 黑龙江农业科学, 2020(9):27-30.
[23] 刘炜, 史延丽, 马洪文, 等. 粳型杂交稻品质性状与其亲本关系的初步研究. 种子, 2004, 23(6):56-57.
[24] 张向群. 玉米自交系两种配合力在杂种一代的表现. 作物学报, 1987, 13(2):135-142.
[25] 刘炜, 李自超, 史延丽, 等. 试用配合力进行粳型水稻杂种优势生态型的划分. 作物学报, 2004, 30(1):66-72.
[26] Guei R G, Wassom C E. Genetics of osmotic adjustment in breeding maize for drought tolerance1. Heredity, 1993, 71(4):436-441.
doi: 10.1038/hdy.1993.158
[27] Lebreton C, Lazić-Jančić V, Steed A, et al. Identification of QTL for drought responses in maize and their use in testing causal relationships between traits. Journal of Experimental Botany, 1995, 46(288):853-865.
doi: 10.1093/jxb/46.7.853
[28] 罗明亮. 甘蓝型油菜苗期耐旱相关性状的配合力和遗传效应分析. 重庆:西南大学, 2010.
[29] 张毅, 黄贺, 程勇, 等. 甘蓝型油菜萌发期低温耐性相关性状的配合力、遗传效应及杂种优势分析. 中国油料作物学报, 2022, 44(1):168-176.
[30] 吕慧芳. 温室专用迷你黄瓜杂种优势利用与遗传研究. 武汉:华中农业大学, 2008.
[1] 郑飞, 陈静, 崔亚坤, 孔令杰, 孟庆长, 李杰, 刘瑞响, 张美景, 赵文明, 陈艳萍. 淮北不同生态区丰产稳产宜机收玉米新品种筛选[J]. 作物杂志, 2023, (4): 110–117
[2] 王丽萍, 白岚方, 王天昊, 王宵璇, 白云鹤, 王玉芬. 不同施氮水平对青贮玉米植株氮素积累和转运的影响[J]. 作物杂志, 2023, (4): 165–173
[3] 李雨新, 卢敏, 赵久然, 王荣焕, 徐田军, 吕天放, 蔡万涛, 张勇, 薛洪贺, 刘月娥. 京津唐夏玉米区生产现状调研分析[J]. 作物杂志, 2023, (4): 174–181
[4] 刘松涛, 田再民, 刘子刚, 高志佳, 张静, 贺东刚, 黄智鸿, 兰鑫. 基于转录组测序揭示玉米抗倒伏相关基因和代谢通路[J]. 作物杂志, 2023, (4): 31–37
[5] 谢文锦, 李方明, 李宁, 杨海龙, 付俊, 张中伟, 高旭东, 丰光. 基于GGE双标图的北方地区鲜食糯玉米产量和品质性状及试点鉴别力分析[J]. 作物杂志, 2023, (4): 85–90
[6] 温胜慧, 杨俊伟, 王洋, 李公建, 翁建峰, 段灿星, 贾鑫, 王建军. 玉米抗真菌病害基因挖掘与分子育种利用研究进展[J]. 作物杂志, 2023, (3): 1–11
[7] 常青, 李立军, 渠佳慧, 张艳丽, 韩冬雨, 赵鑫瑶. 土默川平原麦后复种饲用玉米‖油菜模式的增产优势及氮素利用效率[J]. 作物杂志, 2023, (3): 167–174
[8] 郭书磊, 王瑛, 魏良明, 张新, 刘焱, 吴伟华, 卢道文, 雷晓兵, 王振华, 鲁晓民. 不同生态条件下玉米产量影响因素分析[J]. 作物杂志, 2023, (3): 205–214
[9] 高沐甜, 邱冠杰, 朱通通, 李瑞莲, 邓敏, 罗红兵, 黄成. 玉米―大刍草渗入系群体的剑叶遗传基础解析[J]. 作物杂志, 2023, (3): 51–57
[10] 李忠南, 王越人, 马艺文, 相洋, 邬生辉, 曲海涛, 李福林, 张淑琴, 李光发. 基于玉米DH系分离群体叶鞘、花丝、花药与穗轴颜色性状的遗传分析[J]. 作物杂志, 2023, (3): 75–79
[11] 张盼盼, 李川, 张美微, 赵霞, 黄璐, 刘京宝, 乔江方. 氮肥减施下添加硝化抑制剂对夏玉米植株及土壤氮素积累分配及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (2): 145–150
[12] 崔淑娜, 王晔, 卢雨晴, 潘金豹, 张秋芝. 玉米穗三叶与产量的相关和通径分析[J]. 作物杂志, 2023, (2): 201–206
[13] 孟亚轩, 姚旭航, 周宝元, 刘颖慧, 袁进成, 马玮, 赵明. 青贮玉米混合青贮研究进展[J]. 作物杂志, 2023, (2): 24–29
[14] 于永涛, 张楠, 谢利华, 李光玉, 刘建华, 李武, 李高科, 胡建广. 消费者在甜玉米种质食味品质鉴评中的偏好性初探[J]. 作物杂志, 2023, (1): 14–19
[15] 张东霞, 秦安振. 冬小麦-夏玉米作物蒸散量及其水热关系研究[J]. 作物杂志, 2022, (6): 145–151
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!