玉米自交系主要農(nóng)藝性狀的聚類分析

玉米自交系主要農(nóng)藝性狀的聚類分析

黑龍江省位于中國東北玉米區(qū)的最北端。復雜多樣的地形和生態(tài)條件豐富了玉米的形態(tài)資源，形成了復雜多樣的遺傳因素，豐富了適應不同生態(tài)環(huán)境的地方品種。耐寒、干燥、抗病、抗逆性強，抗寒性強。利用良好的當?shù)嘏咛ベY源，促進玉米育種的發(fā)展。隨著雜交種的廣泛推廣,玉米地方品種逐漸被遺棄,豐富的品種資源面臨喪失的危險。為了充分利用地方品種的抗病、抗旱、早熟、適應性強、配合力高等優(yōu)良基因,減少地方種質(zhì)資源利用的盲目性,本研究對黑龍江省20份玉米農(nóng)家種質(zhì)資源按照遺傳交配設計,通過對雜交組合配合力測定,采用數(shù)量遺傳學的分析方法,進行雜優(yōu)類群和強優(yōu)勢組合模式的研究,為種質(zhì)資源的拓展、改良和創(chuàng)新利用提供一定的理論依據(jù)。1材料和方法1.1雜優(yōu)群的篩選、聚合式充填的篩選以黑龍江省農(nóng)家品種選育的20份自交系為供試材料,鐵13、牛11、青岡牛尾黃、木蘭白頭霜、風白12、珍珠粟、kl3、克830、大四、冬黃、早大黃、五常60天還家、五常大金頂、五常白頭霜、五常黃金塔、呼蘭紅稂子、呼蘭8趟、呼蘭老來癟、龍江黃馬牙、賓縣老來癟為被測系,以Reid雜優(yōu)群的7922、Lancaster雜優(yōu)群Mo17、塘四平頭雜優(yōu)群444、旅大紅骨雜優(yōu)群340、Pn群的齊318,其他群的吉63等6大血緣代表系為測驗系,采取錯期覆膜種植,按不完全雙列雜交法組配出120個雜交組合。1.2雜優(yōu)群落基因型化試驗采用隨機區(qū)組設計,3次重復,單行區(qū),行長3.3m,行距70cm,株距30cm。4月末播種,管理同大田,成熟后每小區(qū)收獲5株進行考種并計算出平均單株粒重。以每小區(qū)單株平均值為單位進行方差分析。一般配合力效應和特殊配合力效應采用劉新芝、郭平仲的NCⅡ方法計算。雜種優(yōu)勢分析采用對照優(yōu)勢(為所有參試120個組合產(chǎn)量平均值;F1為每組合產(chǎn)量值)來計算。雜優(yōu)類群劃分以單株產(chǎn)量總配合力(TCA)效應值作為遺傳距離,進行標準化處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后計算卡方距離。采用類平均法對20份地方種質(zhì)進行優(yōu)勢類群劃分。2結(jié)果與分析2.1各組合件方差對120個雜交組合的產(chǎn)量進行方差分析結(jié)果表明,區(qū)組間方差的F值為23.28,組合件方差為7.33,均達到了統(tǒng)計上的極顯著水平,說明20份地方種質(zhì)在各性狀上存在真實的遺傳差異。進一步作配合力方差分析結(jié)果表明,一般配合力方差的F值為13.07,特殊配合力的方差的F值為2.38,均達到了極顯著水平。2.22份自交系的優(yōu)質(zhì)性親本自交系的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)都對雜種優(yōu)勢有重要的作用,而且,二者的作用是平行的,不能相互代替。因此,利用單株產(chǎn)量的總配合力效應相對值(表1)作為評價自交系的綜合指標較為可靠。以單株產(chǎn)量的TCA相對效應值進行數(shù)據(jù)中心化轉(zhuǎn)換后計算卡方距離,采用類平均法對20份地方種質(zhì)進行優(yōu)勢類群劃分(圖1)。由圖1可看出,20份自交系大致可分為5大類,第1類群包括鐵13,與Reid組配的雜交種產(chǎn)量較高;第2類包括牛11、呼蘭8趟、五常白頭霜、呼蘭老來癟、冬黃、五常黃金塔、早大黃、賓縣老來癟,這些自交系除了與Lancaster配合力較高外,與旅系、Reid和Pn配合力也較好;第3類包括青岡牛尾黃、五常60天還家、珍珠粟、呼蘭紅稂子、五常大金頂、風白12、龍江黃馬牙,與供試的6大血緣配合力除與Reid和旅系稍有優(yōu)勢外,與其他血緣無產(chǎn)量優(yōu)勢;第4類包括木蘭白頭霜、大四、kl3,除大四與Mo17外,與供試的6大血緣配合力均很高;第5類只包括克830,與供試的6大血緣的代表系配合力都低。2.3遺傳基礎比較以所有組合產(chǎn)量平均數(shù)作為對照來計算對照優(yōu)勢,結(jié)果見表2。從表2中可以看出,有31個強優(yōu)勢組合的雜種優(yōu)勢大于10%。在31個強優(yōu)勢組合中,測驗種為Mo17(Lancaster群)和測驗種為7922(Reid群)的組合各有7個,各占22.6%;5個組合的測驗種是340(旅大紅骨群),占16.12%;測驗種是齊318(Pn熱帶亞熱帶群)、測驗種是444(塘四平頭群)和測驗種是吉63(其他類群)的組合各有4個,各占12.9%。單株產(chǎn)量最高的是由340和kl3組配的組合,超對照單株產(chǎn)量54.5%。分析強優(yōu)勢組合的被測系,在31個強優(yōu)勢組合中,kl3、木蘭白均分別出現(xiàn)6次,大四出現(xiàn)5次,賓縣老來癟、五常黃金塔和五常白頭霜分別出現(xiàn)3次,早大黃和鐵13分別出現(xiàn)1次。由此分析得出,地方種質(zhì)資源與供試6大血緣均具有較強的雜種優(yōu)勢,說明地方種質(zhì)資源的遺傳基礎比較豐富;但Lancaster×地方種質(zhì)、Reid×地方種質(zhì)、旅大紅骨系×地方種質(zhì)中出現(xiàn)強優(yōu)勢組合的概率要相對多一些。3不同地方種質(zhì)組配的遺傳基礎通過對20份地方種質(zhì)資源的雜種優(yōu)勢研究,說明這些地方種質(zhì)資源有很強的雜種優(yōu)勢利用價值。與供試6大雜優(yōu)類群均具有較強的雜種優(yōu)勢,說明地方種質(zhì)資源的遺傳基礎比較豐富;但Lancaster×地方種質(zhì)、Reid×地方種質(zhì)、旅系×地方種質(zhì)可能是利用地方種質(zhì)組配的強優(yōu)勢組合出現(xiàn)的概率要相對多一些。地方種質(zhì)遺傳基礎具有一定的復雜性,雖然存在可供育種利用的優(yōu)良性狀,但多數(shù)玉米地方種質(zhì)具有熟期早、株型松