玉米自交系主要农艺性状的聚类分析

玉米自交系主要农艺性状的聚类分析

黑龙江省位于中国东北玉米区的最北端。复杂多样的地形和生态条件丰富了玉米的形态资源，形成了复杂多样的遗传因素，丰富了适应不同生态环境的地方品种。耐寒、干燥、抗病、抗逆性强，抗寒性强。利用良好的当地胚胎资源，促进玉米育种的发展。随着杂交种的广泛推广,玉米地方品种逐渐被遗弃,丰富的品种资源面临丧失的危险。为了充分利用地方品种的抗病、抗旱、早熟、适应性强、配合力高等优良基因,减少地方种质资源利用的盲目性,本研究对黑龙江省20份玉米农家种质资源按照遗传交配设计,通过对杂交组合配合力测定,采用数量遗传学的分析方法,进行杂优类群和强优势组合模式的研究,为种质资源的拓展、改良和创新利用提供一定的理论依据。1材料和方法1.1杂优群的筛选、聚合式充填的筛选以黑龙江省农家品种选育的20份自交系为供试材料,铁13、牛11、青冈牛尾黄、木兰白头霜、风白12、珍珠粟、kl3、克830、大四、冬黄、早大黄、五常60天还家、五常大金顶、五常白头霜、五常黄金塔、呼兰红稂子、呼兰8趟、呼兰老来瘪、龙江黄马牙、宾县老来瘪为被测系,以Reid杂优群的7922、Lancaster杂优群Mo17、塘四平头杂优群444、旅大红骨杂优群340、Pn群的齐318,其他群的吉63等6大血缘代表系为测验系,采取错期覆膜种植,按不完全双列杂交法组配出120个杂交组合。1.2杂优群落基因型化试验采用随机区组设计,3次重复,单行区,行长3.3m,行距70cm,株距30cm。4月末播种,管理同大田,成熟后每小区收获5株进行考种并计算出平均单株粒重。以每小区单株平均值为单位进行方差分析。一般配合力效应和特殊配合力效应采用刘新芝、郭平仲的NCⅡ方法计算。杂种优势分析采用对照优势(为所有参试120个组合产量平均值;F1为每组合产量值)来计算。杂优类群划分以单株产量总配合力(TCA)效应值作为遗传距离,进行标准化处理数据转换后计算卡方距离。采用类平均法对20份地方种质进行优势类群划分。2结果与分析2.1各组合件方差对120个杂交组合的产量进行方差分析结果表明,区组间方差的F值为23.28,组合件方差为7.33,均达到了统计上的极显著水平,说明20份地方种质在各性状上存在真实的遗传差异。进一步作配合力方差分析结果表明,一般配合力方差的F值为13.07,特殊配合力的方差的F值为2.38,均达到了极显著水平。2.22份自交系的优质性亲本自交系的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)都对杂种优势有重要的作用,而且,二者的作用是平行的,不能相互代替。因此,利用单株产量的总配合力效应相对值(表1)作为评价自交系的综合指标较为可靠。以单株产量的TCA相对效应值进行数据中心化转换后计算卡方距离,采用类平均法对20份地方种质进行优势类群划分(图1)。由图1可看出,20份自交系大致可分为5大类,第1类群包括铁13,与Reid组配的杂交种产量较高;第2类包括牛11、呼兰8趟、五常白头霜、呼兰老来瘪、冬黄、五常黄金塔、早大黄、宾县老来瘪,这些自交系除了与Lancaster配合力较高外,与旅系、Reid和Pn配合力也较好;第3类包括青冈牛尾黄、五常60天还家、珍珠粟、呼兰红稂子、五常大金顶、风白12、龙江黄马牙,与供试的6大血缘配合力除与Reid和旅系稍有优势外,与其他血缘无产量优势;第4类包括木兰白头霜、大四、kl3,除大四与Mo17外,与供试的6大血缘配合力均很高;第5类只包括克830,与供试的6大血缘的代表系配合力都低。2.3遗传基础比较以所有组合产量平均数作为对照来计算对照优势,结果见表2。从表2中可以看出,有31个强优势组合的杂种优势大于10%。在31个强优势组合中,测验种为Mo17(Lancaster群)和测验种为7922(Reid群)的组合各有7个,各占22.6%;5个组合的测验种是340(旅大红骨群),占16.12%;测验种是齐318(Pn热带亚热带群)、测验种是444(塘四平头群)和测验种是吉63(其他类群)的组合各有4个,各占12.9%。单株产量最高的是由340和kl3组配的组合,超对照单株产量54.5%。分析强优势组合的被测系,在31个强优势组合中,kl3、木兰白均分别出现6次,大四出现5次,宾县老来瘪、五常黄金塔和五常白头霜分别出现3次,早大黄和铁13分别出现1次。由此分析得出,地方种质资源与供试6大血缘均具有较强的杂种优势,说明地方种质资源的遗传基础比较丰富;但Lancaster×地方种质、Reid×地方种质、旅大红骨系×地方种质中出现强优势组合的概率要相对多一些。3不同地方种质组配的遗传基础通过对20份地方种质资源的杂种优势研究,说明这些地方种质资源有很强的杂种优势利用价值。与供试6大杂优类群均具有较强的杂种优势,说明地方种质资源的遗传基础比较丰富;但Lancaster×地方种质、Reid×地方种质、旅系×地方种质可能是利用地方种质组配的强优势组合出现的概率要相对多一些。地方种质遗传基础具有一定的复杂性,虽然存在可供育种利用的优良性状,但多数玉米地方种质具有熟期早、株型松