刘励蔚 冯咏琪 朴莲玉 唐铭 王化冰 张云学

摘    要：为筛选适宜东北地区推广种植的甜糯玉米新品种，以10份甜糯双隐性玉米自交系为母本（P1），3份糯玉米自交系为父本（P2），采用不完全双列杂交NCⅡ设计，配置玉米杂交组合并对10个农艺及品质性状进行配合力分析，具体为株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、穗粒质量、行粒数、百粒质量、皮渣率和支链淀粉含量。结果表明：一般配合力方面，JT124在穗长、行粒数、百粒质量、皮渣率和支链淀粉含量等方面表现最好，较好的自交系有JT120、JT111、JT113。特殊配合力方面，组合JT124×JN55、JT124×JN88、JT120×JN55表现较好。JT124、JT120、JT111和JT113可直接利用，其余自交系需经改良后再进一步利用。株高、穗行数、行粒数和百粒质量等性状应在早代进行选择，而穗位高、穗粗、皮渣率和支链淀粉含量等性状应在晚代进行选择，该选育特点更有利于育种家科学设定育种目标并选择合适的亲本自交系。

关键词：甜糯；自交系；农艺性状；配合力

中图分类号：S513          文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.05.005

Abstract： In order to screen new sweet and waxy corn varieties suitable for promotion and planting in Northeast China， 10 sweet-waxy double recessive maize inbred lines were used as female parents（P1）， and 3 waxy maize inbred lines as the male parent （P2）， using the incomplete di-column NCⅡ design， the configuration and combination of plant height， ear height， grain weight per ear， ear length， ear diameter， number of rows per ear， number of grains per row， 100-grain weight， combining ability analysis of 10 agronomic traits such as skin residue rate and amylopectin content. The results showed that： in general combining ability， JT124 had the best performance in ear length， number of grains per row， 100-grain weight， skin residue rate and amylopectin content. The better inbred lines were JT120， JT111 and JT113. In terms of special combining force， the better combinations are JT124×JN55， JT124×JN88， JT120×JN55. JT124， JT120， JT111 and JT113 can be used directly， and the other inbred lines can be improved and then used. Traits such as plant height， number of rows per ear， number of grains per row and 100-grain weight should be selected in the early generation， while traits such as ear height， ear diameter， skin residue rate and amylopectin content should be selected in the later generation. Based on this， breeding targets can be targeted and suitable parental inbred lines can be selected.

Key words： sweet glutinous; inbred lines; agronomic traits; combining ability

隨着社会生活水平的提高，人们不仅满足于一日三餐的饱腹，而且更加注重膳食合理、营养均衡。鲜食玉米作为低脂粗膳食的代表，口感软糯，味道鲜香，营养含量丰富，深受人们喜爱。近几年市场对鲜食玉米需求量不断增加，促进了我国鲜食甜糯玉米的育种、繁育和推广事业的快速发展[1-3]。目前，市面上的鲜食玉米主要为甜糯型鲜食玉米，糯玉米通过蒸煮后形成粘滞性较高的糊状物，冷却后不易发硬，入口顺滑，甜玉米胚乳中含有大量的水溶性多糖，食用时带粘性，口感极好[4-5]，而甜糯型玉米则兼顾以上2种玉米的优良特性，成为鲜食玉米的新宠。但目前我国甜糯玉米相对稀缺，最佳收获期短，需要人工采收，工作量大，成本附加值高。因此，选育甜糯玉米新品种是亟需解决问题的根本途径。本研究采用NCⅡ设计（不完全双列杂交）对10份适宜机收的甜糯双隐性玉米自交系进行配合力研究，对主要性状进行配合力分析，以期为甜糯玉米育种提供理论依据，为糯玉米种质资源研究方面提供了新的参考依据，使糯玉米自交系在生产中发挥更多的应用价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2020年5月，以新选育的10份甜糯双隐性玉米自交系JT111、JT113、JT116、JT120、JT124、JT128、JT131、JT135、JT139和JT145为母本，以3份糯玉米自交系 JN44、JN55和JN88为父本，按照不完全双列杂交 NCⅡ设计，组配30个杂交组合，种植于北方玉米育种基地。

1.2 试验方法

2021年，在北方玉米育种基地开展田间鉴定试验。试验起垄种植，采用3次重复，双行区，5 m行长，60 cm行距的随机区组设计，株距 25 cm，每行种植 21 株。5月1日播种，田间管理同鲜食玉米生产大田。所有试验材料均在授粉后的第25天进行测产，株高、穗位高具体测量方法是连续选取小区中间行的10株玉米进行（每行靠近过道的3株除外），将10穗有效果穗收获后进行室内考种，并从中筛选5个鲜果穗测量其余农艺性状，包括穗长、穗粗、穗行数、百粒质量、行粒数、穗粒质量、支链淀粉含量，以及皮渣率。

皮渣率的测定：本研究参照袁吉[6]对皮渣率的测定方法，在乳熟期对鲜果穗进行采收，从收获的果穗中取3个混合脱粒并混匀，平均分成2份，每份100 g。其中一份放入烘箱中70 ℃恒温烘至恒质量，记录此时干质量为m1，另一份放入豆浆机中少量多次加入清水，高速搅打成浆，每隔15 s搅打15 s，预先称好60目分样筛的准确干质量m2，同时编号，将豆浆机网罩中的玉米皮渣导入分样筛中，流水缓慢冲涮网罩，直到网罩的玉米皮渣全部滤入60目筛中，冲洗皮渣的水流要细，以免水流过大使皮渣溢到分样筛以外，冲至水流清澈，最后连同分样筛与玉米皮渣一起放入鼓风烘干箱80 ℃烘干，直至恒质量后取出冷却后称质量（m3）。

鲜食甜糯玉米皮渣率=（m3-m2）/m1×100%

支链淀粉含量测定：参照田密等[7]的测量方法，对在乳熟期成熟的3穗鲜果穗进行脱粒，先将新鲜籽粒放置于干燥箱中110 ℃杀青，随后变温为65～70 ℃烘干至恒质量，将恒重后的籽粒放入微量粉碎机进行粉碎，用筛孔为100目的筛网进行清选，用0.01 g精度电子天平准确称取样品0.2 g后，再测量玉米籽粒中的支链淀粉含量（蒽酮比色法）[8]，取3次重复平均值作为样品观察值。

1.3 数据分析

以各性状考种平均数为基础，先用Excel 2010初步对数据进行处理，而后采用DPS7.1软件进行数据处理和分析[9]。

2 结果与分析

2.1 各性状的方差分析

通过对30个杂交组合的10个农艺及品质性状进行配合力方差分析，结果见表1。10个性状区组间均无显著差异，说明本研究选择的田块地力相似，可以排除土壤肥力差异，设计合理。组合间各性状差异均达到极显著水平，表明本研究所选性状在不同杂交组合间真实存在着遗传差异。除测验种（父本，P2）的穗粗和穗行数一般配合力（GCA）差异未达显著水平外，其余性状在一般配合力和特殊配合力均达到显著差异或极显著差异水平。这说明大部分性状的一般配合力及特殊配合力亲本间和组合间存在真实差异。

2.2 各性状的一般配合力分析

一般配合力（GCA）是指一个亲本品种与其他若干个亲本品种杂交产生的后代中，在某个数量性状上表现出的平均值，是可以遗传的[10]。根据表2数据可以归纳，不同的自交系材料在同一性状的一般配合力效应值不同，同一自交系材料在不同性状上的一般配合力效应值也不相同，没有一个自交系能兼顾所有的优良性状于一身，在选择育种目标时就需要有针对性的去选择合适的自交系进行组配。

在株高与穗位高方面，JT116、JT128、JT131、JT135和JN88的GCA相对效应值均为负值，说明利用其组配的杂交组合可能会有效地降低杂交后代的株高与穗位高，能一定程度的增强抗倒伏能力。在穗粒质量方面，JT111、JT113、JT120、JT124、JT135、JT139、JT145、JN44和JN55的GCA相对效应值均为正值，说明利用其组配的杂交组合能有效提高杂交后代穗粒质量，对产量影响较大，其中JT111的GCA相对效应值最高。在穗长方面，JT111、JT113、JT116、JT120、JT124、JT135、JT139、JT145、JN44、JN55和JN88的GCA相对效应值均为正值，说明利用其组配的杂交组合可能会有效地增加杂交后代的穗长，其中JT124尤为显著。在穗粗方面，JT111、JT113、JT116、JT120、JT128、JT139、JT145、JN44、JN55和JN88的GCA相对效应值均为正值，说明利用其组配的杂交组合可能会有效地增加杂交后代的穗粗。在穗行数方面，JT111、JT113、JT116、JT124、JT135、JT139、JT145、JN55和JN88的GCA相对效应值均为正值，说明利用其組配的杂交组合可能会有效地增加杂交后代的穗行数。在行粒数方面，JT111、JT113、JT116、JT120、JT124、JT128、JT139、JN44、JN55和JN88的GCA相对效应值均为正值，说明利用其组配的组合能有效地增加杂交后代的行粒数，其中JT124最为显著。在百粒质量方面，JT111、JT113、JT116、JT120、JT124、JT131、JT139、JN44、JN55和JN88的GCA相对效应值均为正值，说明利用其组配的组合能有效地增加杂交后代的百粒质量，对产量影响较大，其中JT124的GCA相对效应值最高。在皮渣率方面，JT124的GCA相对效应值最低、皮渣最少，反之GCA值越高皮渣则越多，说明利用JT124组配的组合能有效地减少杂交后代的皮渣，对增强口感的作用较大。在支链淀粉含量方面，JT124的GCA相对效应值最大，说明利用其组配的组合能有效地增加杂交后代的支链淀粉含量，与减少皮渣率一样，对增强口感有较大作用。综合来看，JT124在穗长、行粒数、百粒质量、皮渣率和支链淀粉含量等方面表现最好，该自交系作为亲本具有较好的应用前景。

2.3 各性状的特殊配合力分析

特殊配合力（SCA）是指在某个特定的组合中，两个亲本自交系杂交产生的杂种一代性状表现中，偏离亲本平均表现的特殊效应。它受基因型中的显性和上位性效应[11-12]影响。通常在测定一般配合力的基础上，选用一般配合力较高的自交系此外还要测定该自交系的特殊配合力。结果如表3所示，对正、负向组合数，效应值变幅，正、负向效应值最大的杂交组合数进行归纳总结。由表3可知，10个测量性状的SCA效应值在不同组合间变幅较大，其中株高表现最优的是组合JT131×JN88，穗位高表现最优的是组合JT128×JN88，穗粒重表现最好的是组合JT111×JN44，穗长表现最好的组合是JT120×JN55，穗粗表现最好的组合是JT120×JN88，穗行数和支链淀粉含量表现最好的组合是JT124×JN88，行粒数、百粒质量和皮渣率表现最好的组合是JT124×JN55。由此推论，一对亲本组合的一般配合力高不能推测其特殊配合力水平也高，而该亲本组合的特殊配合力高则可推测其一般配合力水平也高。因此，在玉米育种工作中，不仅要注重一般配合力的筛选，还应注重特殊配合力的筛选[13]。

2.4 遗傳参数分析

广义遗传力是指遗传方差占表现型方差的百分数，狭义遗传力是指加性方差占表现型方差的百分数，数值的大小直接反映出亲代性状能够稳定遗传给后代的能力，数值越大遗传稳定性越强，反之则越小[7]。由表4可知，株高、穗行数、行粒数和百粒质量的GCA方差远大于SCA方差，表明株高、穗行数、行粒数和百粒质量等4个性状受加性基因影响较大；穗位高的GCA方差远小于SCA方差，表明非加性基因对穗位高性状影响较大；穗粒质量、穗长、穗粗、皮渣率和支链淀粉含量的GCA方差略大于SCA方差，表明加性基因和非加性基因同时影响这些性状，其中受加性基因影响大于受非加性基因影响。表4中支链淀粉含量的广义遗传力小于0.42，株高、百粒质量和皮渣率等其余性状的广义遗传力均大于0.42，而穗位高、穗粗、皮渣率、支链淀粉含量的狭义遗传力均低于0.32。

综上所述，株高、穗行数、行粒数和百粒质量等4个性状主要受加性基因影响，其广义遗传力较高，适合在育种早代筛选；而皮渣率、支链淀粉含量、穗位高和穗粗虽然广义遗传力也高，但其狭义遗传力较低，适合在育种晚代筛选。

3 讨论与结论

我国是全球第二大玉米生产国和消费国，玉米也是我国的第一大粮食作物，作为粮食、经济、饲料兼用的作物，对我国国民经济发展有着巨大的影响。目前，随着生活水平的提高，人们对鲜食玉米的需求飙升，但鲜食玉米种植缺口较大、市场供应不足[14-16]。这就对育种家提出了更高的要求，要求育种家能够满足玉米生产和产业发展需求，选育出高产量、高品质的品种，应用杂种优势进行玉米育种的关键环节是选育优良自交系。配合力是自交系的“生命力”，也是进行选育优良新品种的基础，拥有一批好的自交系既能够准确的制定育种目标，也能够加快育种进程。

本研究通过对10份甜糯双隐性自交系和3个测验自交系的配合力分析发现，甜糯双隐性自交系JT131的株高和穗位高GCA效应值最低，可以用来降低后代的株高与穗位高。李来玲等[11]研究表明，利用玉米自交系昌7-2-6为亲本的小区株高和穗位高GCA为负，因此该材料能够培育出理想株型。JT120在穗粒质量、穗长和百粒质量等性状的GCA效应值均较高，且能组配出多个优良组合，是具有较高育种价值的自交系；JT111在穗粒质量上的一般配合力最高，可用来增加杂交后代的穗粒质量，但其行粒数与百粒质量一般配合力较低，可改良后进行杂交选育优良新品种；JT113在穗长和穗行数上一般配合力最高，但在其他方面表现一般，可通过改良后可增加杂交后代的产量；JT124在穗长、行粒数、百粒质量、皮渣率和支链淀粉含量等方面表现最好，在株高、穗位高、穗粒质量、穗粗等方面表现一般，几个突出的优良性状组合也与该自交系有关，表明该亲本自交系的一般配合力以及特殊配合力均较强，是极具育种价值的亲本自交系，下一步可以该自交系为亲本增加杂交后代的穗长、行粒数与百粒质量，以便有针对性地开展甜糯玉米新品种选育工作。

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基金项目：吉林省现代农业专项资金（2130199）

作者简介：刘励蔚（1992—），女，吉林公主岭人，农艺师，硕士，主要从事玉米育种研究。

通讯作者简介：张云学（1967—），男，山东即墨人，正高级工程师，主要从事作物种质资源研究。