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中国农业科学 2002 ,35 ( 6) :600 - 605
Scientia Agricultura Sinica
根据产量特殊配合力分析玉米自交系杂种优势群
李明顺1 ,张世煌1 ,李新海1 ,潘光堂2 ,白 1 ,彭泽斌1
丽
( 1 中国农业科学院作物育种栽培研究所 , 北京 100081 ; 2 四川农业大学玉米研究所 ,雅安 625014)
摘要 : 采用 NCII 设计 ,以 Mo17 、 、
B73 黄早四 、 340 、 、 为测验种 , 12 个自交系为被测系 ,通过两年 、
丹 K12 K22 两点
完全区组试验设计 ,分析了 18 个玉米自交系的配合力和杂种优势群 。结果表明 ,18 个自交系可分为 5 群 ,即兰卡斯
特 ( Mo17 和 P138) 、
瑞得 (B73 、
8112 、 7922 和掖 107) 、
铁 四平头 ( 黄早四 、 和 515 ) 、
K12 旅大红骨 ( 丹 340 、 、 330 、
E28 自
S37 和 8293) 和 PA 群 ( K22 、
CA156 、 478 和沈 5003) 。在 72 个杂交组合中 , K12 × 293 、 × 、 × 293 、 ×
掖 8 B73 S37 B73 8 K22
Mo17 × 293 、
S37 、 8 Mo17 × 、 340 × 7922 、 340 ×P138 、 340 ×S37 为 9 个强优势组合 。 K12 、 、293 和丹
S37 丹 铁 丹 丹 S37 8
340 的产量一般配合力高 ,参与组配的强优势组合较多 。因此 ,这 4 个自交系及其衍生系在我国玉米育种和生产中会
有较大的应用潜力 。
关键词 : 玉米 ; 自交系 ; 配合力 ; 杂种优势群
Study on Heterotic Group s Among Maize Inbred
Line s Ba sed on SCA
L I Ming2shun1 , ZHAN G Shi2huang1 , L I Xin2hai1 , PAN Guang2tang2 , BA I Li1 , PEN G Ze2bin1
( 1 Instit ute of Crop B reedi ng and Cultivation , Chi nese A caclem y of A gricult ural Sciences , Beiji ng 100081 ;
2
Instit ute of M aize , S ichuan A gricult ural U niversity , Y a’ 625014 )
an
Abstract : The combining ability and heterotic groups of 18 maize inbred lines used predominantly in China
were analyzed based on t he data f rom 22year and 22location experiment s. Design II and testers of Mo17 , B73 ,
Huangzao4 , Dan340 , K12 , K22 were adopted. The result s indicated t hat 18 inbred lines were classified into 5
heterotic groups , i. e. Lancaster ( Mo17 and P138 ) , Reid ( B73 , 8112 , Tie7922 and Ye107 ) , Sipingtou
( Huangzao4 , K12 and 515) , L ü Red Cob ( Dan340 , E28 , Zi330 and 8293 ) and PA group ( K22 , CA156 ,
da
Ye478 and Shen5003) . The combinations of K12 × 293 , B73 ×S37 , B73 × 293 , K22 ×S37 , Mo17 × 293 ,
8 8 8
Mo17 ×S37 , Dan340 ×Tie7922 , Dan340 ×P138 and Dan340 ×S37 performed best among 72 ent ries. Inbred
lines K12 , S37 , 8293 and Dan340 were good combiners and are involved to produce high yielding hybrids. They
will be t he predominant lines in maize breeding and commercial production in China.
Key words : Maize ; Inbred lines ; Combing ability ; Heterotic group
近年来 ,玉米育种家已经普遍接受杂种优势群 传距离 ,应独立为一个亚群 [ 4 ] 。我国每年选育大量
与杂种优势模式的概念 , 并开展了相应的研究 。我 性状优良 、配合力较高的新自交系 ,但其中有一些系
国学者曾对生产上大量使用的 15 个骨干自交系进 谱不完整 ,与主要杂种优势群之间的关系尚缺乏系
行遗传多样性分析 , 区分出四平头 、
旅大红骨 、
兰卡 统研究 ,其利用价值受到一定的限制 ,降低了选育强
瑞得 4 个杂种优势群 [ 1～3 ] 。最近的研究表明 ,
斯特 、 优势组合的机会 。而对骨干自交系做遗传多样性分
以掖 478 为代表的 PA 种质与 4 大类群有明显的遗 析 ,构建杂种优势模式可以明显提高选育强优势杂
收稿日期 :2001210218
基金项目 : 亚洲开发银行 AMBION ET 中国项目资助
作者简介 : 李明顺 (19732) ,男 ,河北昌黎人 ,研究实习员 ,主要从事玉米遗传育种及种质改良研究。张世煌为本文联系作者 , Tel : 010268918596 ;
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Fax : 010268975212 ; E2mail : cshzhang @public. bta. net . cn
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6 期 李明顺等 : 根据产量特殊配合力分析玉米自交系杂种优势群 601
交组合的效率 ,并促进种质扩增研究 。 表玉米生产上常用的兰卡斯特 、 瑞得 、
四平头 、
旅大
本研究旨在利用 NCII 设计的田间试验数据 , 红骨和 PA 种质群 。被测系为国内不同地区骨干杂
根据产量特殊配合力划分某些杂种优势反应尚不明 交组合的亲本或有应用潜力的新自交系 。
确的自交系与骨干系之间的杂种优势群 ; 在供试材 1. 2 田间试验设计
料中筛选强优势组合和一般配合力较高的自交系 ; 1997 年冬和 1998 年冬在海南省三亚市以测验
探讨在杂种优势群之间预测强优势组合的可能性 。 种为母本 , 被测系为父本 , 组配 72 个杂交组合 。试
验采用两年 ( 1998 、 1999 年) 两点 ( 北京昌平 、
四川雅
1 材料与方法 安) 完全区组设计 ,3 次重复 ,单行区 ,行距 0. 6m ,株
1. 1 试验材料 距 0. 3m ,行长 4. 8m ,折合 55 558 株/ ha 。试验调查
本试验选用 18 个普通玉米自交系 ( 表 1 ) ,其中 15 个农艺性状和产量性状 , 以单株粒重计算产量 。
Mo17 、 、
B73 黄早四 、 、 340 、
K12 丹 K22 为测验种 , 代 本文针对产量和产量构成因子进行分析 。
表 1 个参试自交系
18
Table 1 Pedigree of 18 inbred lines
序号 自交系 系谱 序号 自交系 系谱
Code Lines Pedigree Code Lines Pedigree
1 Mo17 18722 ×C103 10 掖 107 XL80 衍生系
Ye107 Derived from XL80
2 B73 Reid 11 沈 5003 美国 3147 二环系
Shen5003 Recycle of 3147
3 黄早四 四平头 12 515 ( 华风 100 × C103) ×
矮 黄早四
Huangzao4 Sipingtou ( Huafeng100 ×AiC103) ×Huangzao4
4 丹 340 旅9×有稃玉米 13 U8112 美国种质
Dan340 L ü ×Podcorn
9 American germplasm
5 K12 黄早四衍生系 14 S37 Suwan 1
Derived from Huangzao4
6 K22 掖 478 衍生系 15 铁 7922 美国 3382 二环系
Derived from Ye478 Tie7922 Recycle of 3382
7 自 330 Oh43 ×可利 67 16 CA156 Pool 33 群体
Zi330 Oh 43 ×Creole 67 Pool33
8 E28 A619 × 9 宽
旅 17 P138 78599 衍生系
A619 × ü
L 9kuan Derived from 78599
9 掖 478 8112 × 5003
沈 18 8293 丹 340 衍生系
Ye478 8112 ×Shen5003 Derived from Dan340
1. 3 统计方法 差均达极显著水平 , 表明年份和地点对产量影响较
1. 3. 1 以 小 区 性 状 均 值 为 单 位 进 行 配 合 力 分 大 。产量 、
百粒重 、
行粒数和穗行数的组合间方差极
[5 ]
析 。 显著 ,说明不同组合间 4 个性状有极显著的差异 。
gca f = T f / m r - T c / m f r 测验种 、
被测系方差均达极显著差异 , 表明测验种 、
gca m = T m / f r - T c / m f r 被测系间的一般配合力有极显著差异 。测验种与被
sca ij = T ij / r - T f / m r - T m / f r + T c / m f r 测系互作方差极显著 , 表明组合间的特殊配合力差
式中 , f = 母本数 , m = 父本数 , r = 重复数 。 异极显著 。
1. 3. 2 根据产量特殊配合力划分杂种优势群 。在 2. 2 配合力分析
测验种固定的情况下 , 特殊配合力较低的划入同一 根据两年试验数据进行一般配合力效应 ( GCA)
杂种优势群 。 分析 。结果列于表 3 。
2. 2. 1 产量的一般配合力效应 : K12 和丹 340 的
2 结果与分析 GCA 在测验种中较高 ,依次为 13. 0 和 10. 2g 。在被
2. 1 联合方差分析 测系中 8293 、 、
S37 P138 和铁 7922 的 GCA 较高 , 分
由表 2 可见 ,4 个性状在年份zycnzj.com/http://www.zycnzj.com/ 6 和 11. 1g 。
、
地点间的产量方 别为 28. 9 、 0 、
26. 13.
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602 卷
中 国 农 业 科 学 35
表 2 个性状两年两点联合方差分析
4
Table 2 Combine ANOVA for 4 traits at two environments in two years
变异来源 自由度 产量 百粒重 行粒数 穗行数
Sources Degree of freedom Yield (g) 100 2kernel weight (g) Kernels / row Rows / ear
年份 Years 1 10715. 36 3 3
22. 3845 130. 3614 3 58. 482 3 3
3 3 3
重复 Replications 2 2239. 69 103. 084 6. 1277 0. 5742
组合 Hybrids 71 5393. 209 3 3
133. 7096 3 3
139. 2136 3 3
29. 457 3 3
3 3
年份 ×组合 Y ×H 71 1368. 4814 17. 896 23. 7436 3. 385
误差 Error 598 653. 9247 14 20. 974 2. 673
地点 Environments 1 57109. 55 3 3
889. 54 3 3
6620. 38 3 3
947. 61 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3
测验种 Testers 5 7652. 95 692. 848 286. 28 222. 385
被测系 Lines 11 15874. 85 3 3
261. 138 3 3
223. 59 3 3
44. 6596 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3
测验种 × 被测系 T × L 55 3045. 799 46. 097 72. 66 4. 98
误差 Error 659 647. 478 13. 029 11. 33 1. 384
表 3 个玉米自交系的产量和产量构成因子的一般配合力效应
18
Table 3 GCA of 18 Maize lines for yield and yield component traits
自交系 产量 百粒重 行粒数 穗行数
Lines Yield (g) 1002 kernel weight (g) Kernels/ row Rows/ ear
Mo17 - 0. 883 - 0. 395 4. 398 - 2. 52
B73 - 0. 763 - 2. 454 0. 425 0. 551
黄早四 Huangzao 4 - 5. 146 - 0. 152 - 0. 579 - 0. 797
丹 340 Dan340 10. 183 0. 659 - 1. 951 1. 258
K12 13. 025 4. 438 - 0. 6 0. 299
K22 - 16. 417 - 2. 096 - 1. 694 1. 279
自 330 Zi330 - 2. 95 - 0. 851 - 0. 582 0. 121
CA156 - 2. 525 - 0. 965 - 1. 088 0. 636
E28 - 9. 333 - 3. 283 0. 671 0. 443
掖 478 Ye 478 - 19. 808 - 0. 776 0. 294 - 1. 199
掖 107 Ye107 - 5. 717 2. 494 - 3. 052 - 1. 331
沈 5003 Shen5003 - 15. 958 - 0. 67 - 1. 152 - 0. 856
515 - 13. 133 - 1. 451 - 1. 926 - 0. 037
8112 - 10. 058 - 0. 088 0. 299 - 1. 387
S37 25. 967 3. 262 2. 373 0. 499
铁 7922 Tie7922 11. 067 - 1. 348 2. 361 - 0. 002
P138 13. 55 1. 049 1. 308 - 0. 567
8293 28. 9 2. 627 - 1. 681 3. 682
2. 2. 2 百粒重的一般配合力效应 : 测验种 K12 和 和穗行数的 GCA 较高 。在被测系中 , S37 的产量
丹 340 的 GCA 较高 , 分别为 4. 4 和 0. 7g 。在被测 GCA 高是由于 3 个产量构成性状均较高 , 铁 7922
系中 S37 、 - 93 、 107 和 P138 的 GCA 较高 ,分别
8 掖 是由于行粒数的 GCA 较高 , P138 是由于百粒重和
为 3. 3 、 6 、 5 和 1. 0g 。
2. 2. 行粒 数 GCA 较 高 , 8293 是 由 于 百 粒 重 和 穗 行 数
2. 2. 3 行粒数的一般配合力 : 测验种 Mo17 和 B73 GCA 较高 。
的 GCA 较高 , 分别为 4. 4 和 0. 4 粒 。在被测系中 产量特殊配合力 ( SCA) 分析表明 ,在 72 个组合
S37 、 7922 和 P138 的 GCA 较高 ,分别为 2. 4 、 4
铁 2. 中 ,有 40 个组合的特殊配合力为正值 ,其中丹 340 ×
和 1. 3 粒 。 铁 7922 、 340 ×
丹 8112 、
Mo17 × 、 ×
S37 B73 P138 、 ×
B73
2. 2. 4 穗行数的一般配合力 : 测验种丹 340 和 B73 8 - 93 、 × 、 × 330 、 × 330 、 ×
B73 515 K22 自 K12 自 B73
的 GCA 较高 ,分别为 1. 3 和 0. 6 行 。在被测系中 82 Mo17 × 293 的 SCA 较高。SCA 较
S37 、 × 478 、
K12 掖 8
93 、
CA156 、 和 E28 的 GCA 较高 , 依次为 3. 7 、
S37 低的有丹 340 ×8293 、 ×铁 7922 、 ×8112 、
B73 B73 丹
0. 6 、 5 和 0. 4 行 。
0. 340 × 、 × 107 、 ×
S37 K12 掖 K22 CA156 、 × 478 、
K22 掖
综上分析 , 测验种 K12 的产量 GCA 高是由于 Mo17 ×P138 、
黄早四 × 330 、 × 5003 、 340
自 K22 沈 丹
百粒重的 GCA 最高 , 丹 340 的 GCA 是由于百粒重
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× 330 、
自 Mo17 ×沈 K12
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6 期 李明顺等 : 根据产量特殊配合力分析玉米自交系杂种优势群 603
表 4 个杂交组合的产量 SCA 效应
72
Table 4 SCA for yield of 72 combinations ( g)
Mo17 B73 黄早四 丹 340 K12 K22
Huangzao4 Dan340
自 330 Zi 330 - 2. 367 3. 613 - 17. 854 - 16. 933 16. 575 16. 967
CA156 2. 908 2. 688 5. 421 0. 442 10. 85 - 22. 308
E28 - 4. 783 - 6. 954 3. 629 - 6. 85 2. 358 12. 6
掖 478 Ye 478 - 5. 808 - 6. 879 9. 004 9. 825 15. 433 - 21. 575
掖 107 Ye 107 10. 55 - 6. 871 12. 913 6. 033 - 25. 908 3. 283
沈 5003 Shen 5003 - 16. 258 6. 521 7. 454 8. 375 11. 233 - 17. 325
515 - 4. 633 17. 646 - 2. 471 - 9. 55 - 13. 192 12. 2
8112 4. 042 - 28. 879 - 6. 246 35. 075 - 7. 417 3. 425
S37 24. 967 15. 796 - 13. 471 - 26. 25 - 15. 592 14. 55
铁 7922 Tie 7922 - 2. 583 - 34. 604 8. 779 40. 9 - 9. 092 - 3. 4
P138 - 21. 167 18. 963 - 10. 654 12. 767 1. 825 - 1. 733
8293 15. 133 18. 963 3. 496 - 53. 833 12. 925 3. 317
2. 3 杂种优势群分析 表 5 个玉米自交系的杂种优势群
18
根据系谱关系 ( 表 1 ) 和产量 SCA ( 表 4 ) 对供试 Table 5 Heterotic groups of 18 inbred lines
材料进行杂种优势群分析 。结果表明 , 这些材料可 类群名称 测验种 被测系
Heterotic group Testers Lines
以分为 5 个杂种优势群或亚群 。第一群为兰卡斯特 兰卡斯特群 Mo17 P138
种质 ,包括 Mo17 和 P138 , 其组合 SCA 为 - 21. 2g 。 Lancaster
瑞得群 B73 8112 、 7922 Tie7922 、
铁
第二群为瑞得种质 , 包括 B73 、 7922 、
铁 8112 和掖
Reid 掖 107 Ye107
107 ,其中测验种 B73 与被测系铁 7922 、
8112 和掖 四平头群 黄早四 Huangzao4 515
107 的 SCA 分别为 - 34. 6 、 28. 9 和 - 6. 9g 。第三
- Sipingtou K12
旅大红骨群 丹 340 Dan340 自 330 Zi330 、
群为四 平 头 种 质 , 包 括 黄 早 四 、K12 和 515 , 其 中
L ü Red Cob
da E28 、 、293
S37 8
K12 与 515 的 SCA 为 - 13. 9g , 黄 早 四 与 515 的 PA K22 掖 478 Ye478 、
SCA 为 - 2. 5g 。第四群为旅大红骨种质 , 包括丹 沈 5003 Shen5003 、
CA156
340 、 、 330 、 和 8293 , 其中测验种丹 340 与
E28 自 S37
被测 系 E28 、 330 、 和 8293 的 SCA 分 别 为
自 S37
此划入 PA 群 。
- 6. 9 、 16. 9 、 26. 3 和 - 53. 8g 。第五群为 PA 种
- -
本试验存在一些明显的误差 , 在四川的试验中
质 ,包括 K22 、 478 、
掖 CA156 、 5003 , 其中测验种
沈
掖 107 与 B73 的 SCA 最低 ,而北京的试验结果却是
K22 与被测系掖 478 、 CA156 和沈 5003 的 SCA 分
掖 107 与 K12 的 SCA 最低 。这种误差是由于掖
别为 - 21. 6 、 22. 3 和 - 17. 3g ( 表 5 ) 。铁 7922 、
-
107 与 K12 的杂交组合在北京倒伏严重 ( 88. 6 %) 所
8112 和掖 107 均来自美国杂交种 , 与 B73 划在一群
致 。另外 ,Mo17 与 E28 在北京严重感病 , 它们的组
有一定的合理性 。515 、 都是黄早四衍生系 , 属
K12
合产量偏低 。其它自交系和杂交种的结果在两点之
于四平头群 。E28 、 330 均划入旅大红骨群 。 K22
自
间基本一致 ( 结果未列) 。
为掖 478 的衍生系 , 掖 478 为沈 5003 的衍生系 , 因 2. 4 杂种优势分析
此这 3 个自交系聚为一群 。由此来看 ,依据 SCA 聚 根据产量平均值 ( 表 6) 衍生出表 7 ,给出 9 个强
类的结果与系谱基本一致 。 优势 ( 超过 72 个组合产量平均值的 25 %) 和弱优势
对于系谱不完整或与这 5 个种质群没有直接亲 杂交组合 ( 低于 72 个组合产量平均值的 20 %) , 其
缘关系的自交系 , 可根据 SCA 划入对应类群 , 这样 中 K12 × 293 产量最高 ( 9 583. 8kg/ ha ) , 其余依次
8
做有利于提高育种效率 。例如 P138 与 Mo17 的遗 为 B73 ×S37 、 ×8293 、
B73 K22 ×S37 、Mo17 ×8293 、
传关系较近 , 在本研究中划入同一群 。S37 来源于 Mo17 × 、 340 × 7922 、 340 ×P138 、 340
S37 丹 铁 丹 丹
Suwan 1 ,但与丹 340 配合力较低 , 因此推测与旅大 ×S37 ; 9 个 弱 优 势 组 合 为 B73 ×8112 、 K22 ×掖
红骨群的遗传距离较近 ,应属同一群 ,这和育种家的 478 、K22 ×沈 5003 、 340 ×自 330 、
丹 Mo17 ×沈
经验相符 。同理 ,8293 属于旅大红骨群 。CA156 来 5003 、 ×铁 7922 、
B73 K22 ×CA156 、 B73 ×掖 107 、
源于亚热带种质 Pool 33 ,但与 K22 配合力较低 ,因
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Mo17 × 478 。分析表明 , 强优势组合的亲本大多
掖
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604 卷
中 国 农 业 科 学 35
数来自不同的杂种优势群 ( 表 7 ) ; 所有组合的两亲 个主要产量构成因子具有互补性 。分析表明 , 弱优
本中至少有一个具有较高的一般配合力 ,3 个产量 势组合的亲本大部分来自同一个杂种优势群 , 说明
构成因子具有互补性 ( 表 3) 。因此归纳出强优势组 杂种优势群内不容易找到强优势组合 , 这也说明划
合的 3 个特征 , 即 : 两亲本来自不同的杂种优势群 ; 分玉米种质杂种优势群的重要性 。
两亲本至少有一个具有较高的产量一般配合力 ; 3
表 6 个组合的产量平均值
72
Table 6 Yield of 72 hybrids ( kg/ ha)
Mo17 B73 黄早四 丹 340 K12 K22
Huangzao4 Dan340
自 330 Zi330 6172. 5 6767. 0 5539. 1 4728. 0 7889. 2 6739. 2
CA156 6283. 6 7011. 4 7105. 9 6894. 7 8072. 6 5005. 8
E28 5850. 3 5539. 1 6333. 6 6239. 2 7528. 1 7039. 2
掖 478 Ye478 5411. 3 5644. 7 6689. 2 6389. 2 7405. 9 4328. 0
掖 107 Ye107 6194. 7 5322. 5 6889. 2 6028. 0 5966. 9 6044. 7
沈 5003 Shen5003 4822. 4 6189. 2 6205. 8 5972. 5 7194. 8 4561. 3
515 5739. 1 6517. 0 5533. 6 5550. 2 6028. 0 6178. 0
8112 6200. 3 4216. 9 5994. 7 7405. 9 7255. 9 6294. 7
S37 8917. 1 9450. 4 7711. 5 8394. 8 7800. 3 9033. 7
铁 7922 Tie7922 6667. 0 4955. 8 7767. 0 8733. 7 8267. 0 6639. 2
P138 6065. 8 8302. 9 6413. 2 8567. 0 8116. 9 6284. 1
8293 8936. 2 9157. 6 8052. 5 5719. 8 9585. 0 7416. 8
表 7 个强 、
9 弱优势组合的产量及其特殊配合力
Table 7 SCA and yield of 9 higher and 9 lower heterosis combinations
9 个强优势组合 Hybrids of higher heterosis 9 个弱优势组合 Hybrids of lower heterosis
组合 产量 特殊配合力 组合 产量 特殊配合力
Hybrids Yield ( kg/ ha) SCA (g) Hybrids Yield ( kg/ ha) SCA (g)
K12 × 293
8 9583. 8 12. 925 B73 × 8112 4216. 9 - 28. 879
B73 × S37 9450. 4 15. 796 K22 × 478
掖 4328. 0 - 21. 575
K22 ×Ye478
B73 × 293
8 9156. 0 18. 963 K22 × 5003
沈 4561. 3 - 17. 325
K22 × Shen5003
K22 ×S37 9033. 7 14. 55 丹 340 × 330
自 4728. 0 - 16. 933
Dan340 × Zi330
Mo17 × 293
8 8933. 7 15. 133 Mo17 × 5003
沈 4822. 4 - 16. 258
Mo17 × Shen5003
Mo17 ×S37 8917. 1 24. 967 B73 ×Tie7922 4955. 8 - 34. 604
B73 × 7922
铁
丹 340 × 7922
铁 8733. 7 40. 9 K22 × CA156 5005. 8 - 22. 308
Dan340 ×Tie7922
丹 340 ×P138 8567. 0 12. 767 B73 × 107
掖 5322. 5 - 6. 871
Dan340 ×P138 B73 ×Ye107
丹 340 × S37 8394. 8 - 26. 25 Mo17 × 478
掖 5411. 3 - 5. 808
Dan340 × S37 Mo17 ×Ye478
3 讨论 质基础得到改良或扩增 。如果不以当地种质为基础
3. 1 我国玉米种质的杂种优势群 进行改良 ,不但难度大 ,而且有可能又增加一个种质
我国主要根据系谱 、
特殊配合力和分子标记等 群 ; 当地种质基础比较狭窄 , 若不进行遗传改良 , 最
方法把玉米种质划分为 4 ～ 5 个杂种优势群 [ 1～4 ,6 ]
。 终可能会被淘汰 。20 世纪 70 ～ 80 年代流行的获白
划分杂种优势群是为了提高育种效率 , 而过多的杂 种质后来被淘汰就是一例 [ 7 ] 。因此 , 适当合并杂种
种优势群非但不能提高育种效率 , 反而增加了选育 优势群 ,简化杂种优势模式 ,有利于提高育种效率和
强优势组合的难度和工作量 。同时 , 给群体改良和 种质扩增 。本研究以 K22 为测验种将掖 478 、
沈
导入外来种质带来困难 , 使种质扩增和改良研究进 5003 、
CA156 划分为 PA 种质 。用 B73 为测验种来
展缓慢 。 衡量 ,SCA 仍然很低 。因此可将 PA 亚群整体并入
根据我国的玉米种质状况 , 目前至少需要 4 个 瑞德群 。同样 , 以黄早四和 K12 为测验种划分的 2
测验种测试外来材料 ,导入外来种质 ,只能使 1/ 4 种 个类群表现相同的趋势 ,因此合并为一个亚群 ,统称
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6 期 李明顺等 : 根据产量特殊配合力分析玉米自交系杂种优势群 605
四平头 。这些合并措施和育种家的经验非常一致 , 测验种数量有利于扩大试验规模 , 但测验种过少又
具有实践基础 。 会造成试验结果的偏差 。张世煌等把我国种质归纳
3. 2 根据产量 SCA 划分杂种优势群的可靠性 为 3 群 ,并提出了 Mo17 、 340 、
丹 黄早四和掖 478 为
[9 ]
育种材料的广泛交流和各地育种方法的差异造 我国 当 前 使 用 的 标 准 测 验 种 。 K22 来 源 于 掖
成玉米育种材料的遗传关系相当混乱 。同时由于忽 478 ,且掖 478 在生产中利用面积远远大于 K22 , 因
视杂种优势群在育种中的作用 , 给系统地研究玉米 此用掖 478 作为 PA 群的标准测验种对育种研究更
的杂种优势群带来很大困难 。分子标记技术的发展 有利 。K12 来源于黄早四 , GCA 高 , 但不抗倒伏会
给杂种优势研究带来新的希望 ,众多试验结果表明 , 给试验带来误差 , 由此黄早四更适合作为四平头群
在亲缘关系近的组合中分子标记遗传距离与杂种优 的标准测验种 。
势呈高度相关 ,而在亲缘关系远的组合中则相关性
不显著或仅有弱相关 [ 8 ] 。因此 , 当两个材料之间的 Reference s
[1 ] Chen Y H , et al. Classification of heterosis populations and t he
产量 SCA 很低时 ,通常认为遗传距离很近 —— — 即视
construction of heterosis models for maize inbred lines. A cta A g2
为同一杂种优势群 。本试验根据这一原则划分杂种 ricult ure U niversitatis Henanensis , 1995 , 29 ( 4 ) : 341 - 347.
(in Chinese)
优势群 ,结果表明划分结果与系谱基本一致 。有些
陈彦惠 , 等 . 玉米杂种优势群和模式的研究 . II. 玉米自交系
结果与育种实践不相符 , 是由于个别测验种的适应 优势类 群 的 划 分 和 优 势 模 式 初 探 . 河 南 农 业 大 学 学 报 ,
1995 ,29 (4) :341 - 347.
性差和环境影响造成的 。以本试验为例 , 测验种
[2 ] Liu X Z , et al. Heterotic grouping of 15 maize inbreds wit h
K12 不抗倒伏 , K12 与掖 107 的组合也不抗倒伏 ; RAPD markers. Scientia A gricult ura S i nica , 1997 ,30 (3) :44
- 51. (in Chinese)
Mo17 和 E28 在北京种植容易感病 ,这造成 Mo17 ×
刘新芝 , 等 . RAPD 在玉米类群划分研究中的应用 . 中国农
E28 和 K12 × 107 两个组合的产量很低 , 给试验
掖 业科学 , 1997 ,30 (3) :44 - 51.
[ 3 ] Peng Z B , et al. Heterotic groups and patterns of maize inbred
带来误差 。因此用产量特殊配合力划分杂种优势
lines established by RAPDs. A cta A gronomica S i nica , 1998 , 24
群 ,应选定合适的标准测验种 , 采用多年多点试验 , ( 6) :711 - 717 . ( i n Chi nese)
减少地点和年份造成的试验误差 。在设计和安排田 彭泽斌 , 等 . 玉米自交系杂种优势类群与杂优模式的初步研
究 . 作物学报 , 1998 , 24 ( 6) :711 - 717 .
间试验时 ,要尽量避免干旱和严重病害等逆境因素 。 [ 4 ] Y uan L X , et al . Heterotic groupi ng of m aize i nbred li nes us2
3. 3 测验种的选择 i ng R FL P and S S R m arkers. A cta A gronomica S i nica , 2001 ,
27 (2) : 149 - 156. (in Chinese)
根据产量 SCA 分杂种优势群可有效地将未知 袁力行 , 等 . 利用 RFL P 和 SSR 标记划分玉米自交系杂种优
来源的种质归类 ,鉴定亲缘关系 ,便于快速组配高产 势群的研究 . 作物学报 , 2001 ,27 (2) :149 - 156.
[5 ] Guo P Z. Quantity Genetic Anlysis. Beijing : Capital Nomal
组合 。NCII 设计可有效地缩小试验规模 ,因而能够 University Press , 1993 : 264 - 313. (in Chinese)
大量地测试种质 。但该方法需要确定每个杂种优势 郭平仲 . 数量遗传分析 . 北京 : 首都师范大学出版社 ,1993 :
264 - 313.
群相应的标准测验种 [ 9 ] 。选择标准测验种正确与 [6 ] Wang Y B , et al. Studies on t he heterosis utilizing models of
否直接关系到试验结果的可靠性 。 main maize germplasms in China. Scientia A gricult ura S i nica ,
1997 ,30 (4) :16 - 24. (in Chinese)
根据育种工作的要求 , 划分杂种优势群所采用 王懿波 , 等 . 中国玉米种质杂种优势利用模式研究 . 中国农
的标准测验种应符合以下 4 个条件 : ( 1) 标准测验种 业科学 , 1997 ,30 (4) :16 - 24.
[7 ] Zeng S X. The maize germplasm base of hybrids in China. Re2
应在生产中广泛使用 ; ( 2) 能够代表或构成主要的杂 cent Advances in Maize Breeding. 1992 :62 - 71. (in Chinese)
种优势模式 ; ( 3) 能有效地区分不同的材料 ; ( 4) 具有 曾三省 . 中国玉米杂交种的种质基础 . 玉米育种研究进展 .
1992 :62 - 71.
较好的适应性 。我国目前生产上主要使用兰卡斯 [8 ] Melchinger A E , et al. Overview of heterosis and heterotic
特、 、瑞得 四平头 、
旅大红骨和 PA 等 5 个杂种优势 Groups in agronomic crops. Concepts and Breeding of Heterosis
in Crop Plants ( K. R. Lamkey and J . E. Stanb , eds) . CSSA
群 ( 或亚群) 。本试验选用 Mo17 、 、 340 、
B73 丹 黄早 Spec. Publ. 25. CSSA. Madison. W . I. 1998 : 29 - 44.
四 、 和 K22 为测验种 。这 6 个自交系可清晰地
K12 [9 ] Zhang S H , et al. Heterosis and germplasm enhancement , im2
provement and development of maize. Scientia A gricult ura
把被测系划入相应的杂种优势群 , 因此适合作测验 S i nica , 2000 ,33 ( Suppl. ) :34 - 39. (in Chinese)
种 。测验种的多少关系到试验规模和可靠性 , 减少 张世煌 , 等 . 玉米杂种优势和种质扩增 、 改良和创新 . 中国农
业科学 , 2000 ,33 ( 增刊) :34 - 39.
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