17份糯玉米自交系農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析

董炳友

（遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，遼寧營口 115009）

糯玉米起源于中國，又稱蠟質(zhì)玉米或黏玉米，由普通玉米第九染色體隱性突變后經(jīng)人工選育而成的一種新類型，糯玉米籽粒無光澤、不透明，外觀呈蠟質(zhì)狀，其籽粒胚乳中全為支鏈淀粉[1-2]。糯玉米籽粒較軟，籽粒中蛋白質(zhì)、糖分、多種氨基酸、維生素和礦質(zhì)元素等的含量都遠遠高于普通玉米，其風味獨特，營養(yǎng)價值高，適口性好，易于消化[3]。雖然我國糯玉米有著非常豐富的種質(zhì)資源類型[4]，但由于我國糯玉米育種工作起步較晚，現(xiàn)有糯玉米自交系多是將農(nóng)家糯玉米品種通過雜交、回交等方法導入到普通玉米骨干系中，或直接利用糯玉米農(nóng)家種或雜交種選育而成，多數(shù)糯玉米自交系無系譜可查，糯玉米育種材料或自交系關(guān)系混沌，自交系間的親緣關(guān)系也并不清楚，因此極大地限制了糯玉米育種水平和育種速度。合理準確地劃分糯玉米自交系的雜種優(yōu)勢群[5]，構(gòu)建相應(yīng)的雜優(yōu)模式，將極大的促進我國糯玉米育種水平的提高和發(fā)展，有利于保持糯玉米民族種業(yè)和糯玉米育種在世界上的領(lǐng)先地位。

2006年遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院玉米育種研究室對遼南地區(qū)糯玉米農(nóng)家種、糯玉米雜交種等進行了廣泛的收集，同時從全國各地引進一些穩(wěn)定糯玉米自交系及其他種質(zhì)資源，并對上述收集或引進的糯玉米種質(zhì)資源進行多年研究、創(chuàng)新，現(xiàn)選育出一批配合力高、性狀優(yōu)良、遺傳穩(wěn)定的糯玉米自交系。為更好地利用這些糯玉米自交系，該研究對遼南地區(qū)已經(jīng)選育或引進的17個糯玉米自交系農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性及其雜種優(yōu)勢類群進行分析研究，旨在為遼南地區(qū)糯玉米雜交種品種的選育提供參考。

1 材料方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地概況。試驗在遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院玉米育種試驗田內(nèi)進行，試驗田土壤為沙壤土，前茬為玉米。土壤肥力基本情況為有機質(zhì)34.70 g/kg、全氮 2.80 g/kg、全磷（P）0.48 g/kg、堿解氮 265.00 g/kg、速效磷（Olsen-P）5.36 mg/kg、速效鉀（NH4OAC-K）86.50 mg/kg，均采用常規(guī)法測定。施肥量分別是磷酸二銨 150 kg/hm2，尿素 75 kg/hm2，硫酸鉀 45 kg/hm2。

1.1.2 供試品種。在17個被測糯玉米自交系中，N16、T316、JDN003、B703 4 個糯玉米自交系直接引自國內(nèi)其他育種單位，其余為遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院玉米育種研究室用“一、二環(huán)系”或回交法所選育出的一系列玉米自交系。選用遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院玉米育種研究室引進并已知其親緣關(guān)系的糯玉米自交系，即 T316、改糯 1、改糯 2、95-6，以及遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院玉米育種室選育的糯玉米自交系：B703、黃粘 96-2、JDN003、ZNF7-1、TJN-10、LN113、LNN-2、LNN-15、LNN-36、N16、LNX-35、ZNX42、黃粘 954、TJHN-5、WB316、LN106、LHN11-4 共計 21個玉米自交系為被測系。

為明確被測糯玉米自交系與目前我國糯玉米育種上幾大糯玉米類群種質(zhì)資源的關(guān)系，選用了通系5、糯1、糯2和中玉04，4個糯玉米自交系為測驗種，分別代表通系5群、糯1群、糯2群和中玉04群[5]。25個糯玉米自交系中已知系譜類群的自交（表1）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計與性狀鑒定。2013年7月采用NCⅡ設(shè)計，用已知類群的通系5、糯1、糯2和中玉04為測驗種分別與T316、B703、黃粘96-2、LN106等21個被測系雜交共配制了84個組合。2014年采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，雙行區(qū)，行長5 m，行距0.65 m，株距0.3 m，每行17株。田間每小區(qū)在農(nóng)藝性狀調(diào)查的適宜期，取5株調(diào)查株高、穗位等與產(chǎn)量相關(guān)的農(nóng)藝性狀，成熟后每小區(qū)以實收風干后產(chǎn)量測產(chǎn)并隨機取10穗進行室內(nèi)考種，以折成14%水后的小區(qū)產(chǎn)量為最終產(chǎn)量[6]。

表1 已知系譜類群的自交系類群

1.2.2 統(tǒng)計方法。采用數(shù)量遺傳和系統(tǒng)聚類分析法[7]以產(chǎn)量和與產(chǎn)量相關(guān)的5個性狀的小區(qū)平均值計算一般配合力效應(yīng)、特殊配合力效應(yīng)和總配合力效應(yīng)，對測交后代產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的總配合力效應(yīng)用類平均法進行系統(tǒng)聚類[8]，得出遺傳聚類圖。數(shù)據(jù)資料均采用Excell和DPS統(tǒng)計軟件進行分析。

2 結(jié)果分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀的多樣性分析

糯玉米雜交組合各個主要農(nóng)藝性狀的多樣性分析（表2）。從表2可以看出，在供試的糯玉米材料中穗位、穗上葉片數(shù)、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、產(chǎn)量，6個性狀的變異系數(shù)較大，說明這6個農(nóng)藝性狀都存在遺傳多樣性的差異，株高、莖粗、穗粗和軸粗的變異系數(shù)較小，農(nóng)藝性狀遺傳多樣性的差異變化不大。說明供試糯玉米材料間的遺傳基礎(chǔ)相對較狹窄，在糯玉米育種上還有待于進一步拓寬其種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)。

2.2 測交組合性狀的方差分析

對測交組合各個農(nóng)藝性狀進行方差分析（表3）。結(jié)果表明，所調(diào)查的10個性狀中，區(qū)組間的差異除小區(qū)莖粗、穗粗、穗行數(shù)、軸粗性狀不顯著外，其余性狀均達到顯著水平，說明供試測交組合的這4個性狀受環(huán)境微小變化的影響較小。10個性狀的組合間、測驗種間的差異均達到顯著水平，表明這10個性狀存在顯著的遺傳差異且測驗種的一般配合力差異顯著；被測系的莖粗、穗粗的方差差異不顯著，表明被測系在這兩個性狀上的一般配合力差異不大，各性狀測驗種與被測系的互作方差均顯著，因此組合間的特殊配合力差異顯著。

表2 各農(nóng)藝性狀多樣性分析

2.2 被測自交系的遺傳聚類分析

供試84個組合10個性狀的實際測定值分別計算出供試自交系各個性狀的一般配合力效應(yīng)值和特殊配合力效應(yīng)值，分別計算出各個性狀的總配合力的相對效應(yīng)值。對21個被測系與測驗種所組配的測交組合，以4個測驗種及株高、穗位、產(chǎn)量等十個性狀所組成的40項總配合力效應(yīng)為變量指標，對21個被測糯玉米自交系進行遺傳聚類分析（圖1）。

表3 測交組合10個性狀的方差分析（F值）

從圖1可以看出，在D2值為1.37上也大致將21個被測自交系分成5大類。第一類群包括B703、JDN003、TJHN-5、T316共4個自交系，由于本類群中有糯玉米自交系T316，可以看出此群為通系5群；第二類群包括黃粘96-2、黃粘954、改糯1、LNN-2、LNN-15、LNN-36共6個自交系，此類群為糯1群；第三類群有4個糯玉米自交系，分別是ZNF7-1、ZNX42、N16、95-6，此群應(yīng)為中玉 04 群；第四類群中有改糯2、TJN-10、LNX-35 3個糯玉米自交系，此類群是糯2群；第五大類分別為WB316、LHN11-4、LN106、LN113 4 個自交系，由于這 4 個糯玉米自交系與其他類群之間的D2值大，而且它們相互之間的D2值也大，難以與其他自交系或彼此間歸為一類，因此不能稱為一個糯玉米育種中的雜種優(yōu)勢類群。

圖1 10個性狀總配合力效應(yīng)的遺傳聚類圖

3 結(jié)論與討論

4個類群中的糯玉米自交系都具有農(nóng)藝性狀好，優(yōu)良性狀的遺傳力高、一般配合力好的特點，各個類群間存在雜種優(yōu)勢，但遺傳基礎(chǔ)不是很寬，較難找到特殊配合力高的優(yōu)良雜交組合，因此在糯玉米育種中還有待于進一步拓寬其遺傳基礎(chǔ)。WB316、LHN11-4、LN106、LN113 4個糯玉米自交系的遺傳基礎(chǔ)相對比較復雜，難以明確歸類，其種質(zhì)特點尚待進一步研究。

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