高赖氨酸玉米F2∶3群体穗部性状与产量的相关及通径分析

来源:用户上传      作者:李燕 谭君 李红梅

　　摘要 荃玉9号（F1）是由玉米自交系Y3052和18-599杂交获得，并通过国家审定的高赖氨酸、强优势玉米杂交种。构建了高赖氨酸玉米杂交种荃玉9号F2∶3群体，共240个家系，并对该群体的穗长、穗行数、行粒数、秃尖长、穗粗、轴粗、粒深、百粒重和单株产量共9个穗部性状的变异系数及相关性进行分析。结果表明，除百粒重外其余穗部性状家系间均存在极显著差异;秃尖长变异系数最大，其次是单株产量。单株产量与穗行数、行粒数、穗长、穗粗、粒深呈极显著正相关，对单株产量影响最大的前3位穗部性状为行粒数、粒深和穗粗。
　　关键词 玉米;相关性分析;通径分析;群体;荃玉9号
　　Abstract State approved hybrid maize Quanyu No. 9 （F1） was a highlysine content and strong superiority cross， which derived from maize inbred lines Y3052 × 18-599. A maize F2∶3 population with 240 families were obtained from the hybrid of  Quanyu No.9 in this study. The coefficient of variation and their correlation of nine ear characters， including ear length， ear row number， row number， barren tip length，  ear diameter， axis diameter， kernel depth， 100grain weight and yield weight per plant， were analyzed in this population. The results showed that except for the 100grain weight， the other all ear characters were significant differences among families;the coefficient of variation of rare ear length was the largest， followed by the yield per plant. The yield per plant was significantly positively correlated with ear row number， kernel number of per row， ear length， ear diameter and kernel depth. The top three ear traits with the greatest impact on yield per plant were kernel number of per row， kernel depth and ear diameter.
　　Key words Maize;Correlation analysis;Path analysis;Population;Quanyu No. 9
　　我国是玉米生产大国，同时也是玉米消费大国，为满足产业需求，高产、优质一直是育种家选育玉米新品种的重要目标之一。高产品种的创制离不开优异自交系的选育。玉米种质扩增、改良和创新是优良自交系的选育的关键因素，育种家结合群体改良是选育优良自交系的有效途径之一，因此对现有群体的主要农艺性状进行综合评价是很有必要的[1]。荃玉9号（国审玉2011018）为通过国家审定的高赖氨酸超高产杂交玉米新品种，其赖氨酸含量为0.42%，达到国家高赖氨酸玉米品种标准（≥0.4%），区试、生试产量比对照增产≥10%，该品种实现了高产与优质集成，较好地解决了西南地区杂交玉米高产、优质之间的矛盾[2]。鉴于此，笔者分析利用高赖氨酸、强优势玉米杂交品种荃玉9号构建的F2∶3群体，对高赖氨酸玉米杂交种穗部性状与产量的相关农艺性状进行分析，旨在为优质、高产玉米育种提供理论参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　自交系Y3052和18-599均为高配合力自交系，分别由四川省农业科学院作物研究所和四川农业大学玉米研究所选育。Y3052（母本）与18-599（父本）杂交得到F1（荃玉9号），F1自交得到F2，F2自交得到F2∶3家系（240个）。
　　1.2 田间试验
　　2014年夏季在成都播種荃玉9号，人工套袋自交获得F2果穗;2015年秋冬季在海南种植F2，全部单株自交获F2∶3群体果穗;2016年夏季在成都种植F2∶3群体，随机区组设计，3次重复，单行区，每行7窝，每窝2株，株距0.25 cm，行距0.80 m，密度49 995株/hm2，开放授粉，田间管理同大田生产。
　　1.3 农艺性状调查
　　果穗成熟后，每个小区对中间10株进行收获，室内考种调查性状包括单株产量、穗长、穗行数、行粒数、秃尖长、穗粗、轴粗、粒深和百粒重。
　　1.4 数据处理
　　采用Microsoft Excel 2007进行数据处理，采用SPSS 21进行相关系数计算和统计分析[3]。
　　2 结果与分析
　　2.1 单株产量的变异分析
　　对荃玉9号F2：3群体农艺性状进行方差分析和变异情况等进行分析，结果见表1。由表1可知，除了百粒重外，其余8个穗部性状和产量，即穗行数、行粒数、穗长、秃尖长、穗粗、轴粗、粒深和单株产量在家系间的差异均达到极显著水平。各农艺性状变异程度来看，秃尖长变异系数最大（CV=36.804%），变异范围为0.255～2.676 cm;其次是单株产量（CV=28.362%），变异范围为24.521～184.600 g;行粒数（CV=14.778%）和粒深（CV=11.967%）变异系数再次之;穗行数（CV=7.407%）、轴粗（CV=5.828%）和穗粗（CV=5.270%）相对较小。偏度分析表明，除行粒数、穗粗和百粒重性状的个体分布往小于平均数的方向偏斜外，其余各性状的个体分布是往大于平均数方向偏斜。 　　2.2 穗部性状与产量的相关性分析
　　荃玉9号F2∶3群体各性状相关性分析见表2。由表2可知，单株产量分别与调查的其他性状有不同程度的相关：单株产量与穗行数、行粒数、穗长、穗粗、粒深呈极显著正相关，其中单株产量与行粒数相关系数最大（r=0.684），与穗行数相关系数最小（r=0.246）;另外，单株产量与百粒重呈正相关但不显著;单株产量与轴粗和秃尖长呈负相关但也不显著。各性状与单株产量的相关程度的大小并不能完全代表其对提高单株产量作用大小，因为各性状间有相互作用的关系，而相互作用的大小需要用通径分析来进一步估算[4]。
　　2.3 荃玉9号F2∶3群体单株产量与各性状的逐步回归分析与通径分析
　　回归分析是确定2个或者2个以上变量间相关依赖的定量关系的统计方法。为分析荃玉9号F2∶3群体穗行数（X1）、行粒数（X2）、穗长（X3）、秃尖长（X4）、穗粗（X5）、轴粗（X6）、粒深（X7）和百粒重（X8）共8个农艺性状对产量的直接和间接效应，通过SPSS软件对农艺性状和产量性状进行逐步回归分析，得到回归方程Y=-142.758+4.077X2+18.031X5+61.105X7。
　　通径分析结果由直接通径系数和间接通径系数来体现，即反应了各因素之间的直接和间接影响效果的大小，是基于简单相关系数的分解研究而来[5-6]。荃玉9号F2∶3群体通径分析结果见表3。由表3可知，不同性状对产量直接作用的顺序为行粒数>粒深>穗粗，根据间接通径系数可见粒深通过行粒数对产量贡献最大，粒深通过穗粗的作用对产量贡献次之。
　　3 结论与讨论
　　荃玉9号是近年来西南玉米区推广的高赖氨酸、突破性强优势国审杂交品种[2]，该研究构建了荃玉9号F2∶3群体，并对群体植株的单株产量、穗行数、行粒数、穗长、秃尖长、穗粗、轴粗、粒深和百粒重共9个农艺性状进行了变异系数分析、相关性分析和通径分析等。其中，秃尖长变异系数最大，说明秃尖长在F2∶3群体中选育潜力较大[7]，这与王楠等[8]、余学杰等[9]、田龙等[10]研究结果一致;轴粗变异系数最小，说明在该性状在F2∶3群体中表现相对一致，选育潜力小。单株产量与穗行数、行粒数、穗长、穗粗、粒深呈极显著正相关这与前人研究一致[11-13]。通过逐步回归分析，排除非主要的影响因子，对单株产量影响作用大到小依次为行粒数>粒深>穗粗，表明在该群体利用中穗行数对提高单株产量是重要的，其次是粒深和穗粗，由于各性状间是相辅相成，同时也是相互制约的所以在育种过程中着重选择某个性状时，也要兼顾的其他性状的协调。该研究F2∶3群体的结论与前人的研究[9]结论有差别，这可能是由于材料、生态环境、调查的农艺性状不同等原因产生的，所以在特定的环境对新构建的群体进行通径分析，了解目标性状与其他性状间相关作用大小对该环境下实现育种目标有重要意义。
　　参考文献
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　　[3] 杜家菊，陈志伟.使用SPSS线性回归实现通径分析的方法[J].生物学通报，2010，45（2）：4-6.
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　　[9] 余学杰，石海春，柯永培，等.一个玉米F2∶3群体主要性状的变异及相关分析[J].玉米科学，2008，16（3）：22-25.
　　[10] 田龙，韩媛芬，丁维汉.陕西省玉米品种农艺性状与产量相关性研究[J].陕西農业科学，2017，63（6）：1-4.
　　[11] 蒋辅燕，陈洪梅，张培高，等.28个玉米杂交组合产量及穗部性状研究[J].西南农业学报，2013，26（3）：903-908.
　　[12] 李淑君，董昕，付忠军，等.二十个玉米自交系穗部性状配合力及相关性分析[J].南方农业，2018，12（28）：8-13，17.
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