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玉米籽粒性状的遗传效应分析 |
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粒厚研究较少。且难以同时分析种子直接效应、母体效应和细胞质效应。朱军、Zhu＆ Weir根据混合线性模型的原理，提出了可以同时分析二倍体胚或三倍体胚乳种子三类遗传效应的遗传模型及其分析方法〔3～9〕。吴吉祥、石春海、阿布东、何光华等分别对陆地棉种子性状〔4〕、籼型杂交稻的碾磨品质〔5〕、外观品质〔6〕、 籼稻的稻米蒸煮品质〔7〕、高赖氨酸玉米的数量性状〔11〕和水稻籽粒游离氨基酸含量及产量等〔12〕进行了遗传研究。但国内外均未能将普通玉米籽粒性状的遗传变异进一步分解为包括胚、胚乳、母体植株和细胞质4类遗传效应。本文采用二倍体胚和三倍体胚乳的种子遗传模型及其分析方法〔3〕,研究玉米籽粒性状的各项遗传效应方差分量和其间的协方差分量，预测各项遗传效应、遗传相关及遗传率，旨在为玉米籽粒性状的改良提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 供试材料及田间试验
1997年选用5个粒重和系谱来源不同的普通玉米自交系(①S22，②478，③489，④87－1，⑤综3)按Griffing(Ⅰ)模型组配单交组合,1998年种植亲本及F1，随机区组排列，8行区，4次重复，密度为56250株/hm2。自交产生亲本和F2,以亲本和F1为双亲获得F1及回交一代种子BC1,BC2(以F1作母本)。生理成熟时收获，待自然干燥后选有代表性的20穗，按单穗考查穗长、穗粗、穗行数、行粒数，每穗分上、中、下不同部位(各占1/3)分别脱粒，称取各部位籽粒百粒重和平均百粒重(依次以LW1,LW2,LW3和LW表示)，量穗轴粗(LC)、中部籽粒的粒宽(LK)和粒厚(LH)，然后计算各性状的平均值。
1.2 统计分析方法
应用二倍体胚和三倍体胚乳的种子遗传模型及其分析方法〔3,9～10〕估算各性状的胚直接加性方差(VAo)、胚直接显性方差(VDo)、胚乳直接加性方差(VAe)、胚乳直接显性方差(VDe)、细胞质方差(Vc)、母体加性方差(VAm)、母体显性方差(VDm)、胚与胚乳直接加性协方差(CAo.Ae)、胚与胚乳直接显性协方差(CDo.De)、胚与母体加性协方差(CAo.Am)、胚与母体显性协方差(CDo.Dm)、胚乳与母体加性协方差(CAe.Am)和胚乳与母体显性协方差(CDe.Dm)以及成对性状间各项遗传相关系数。采用调整无偏预测法〔10〕预测亲本的各项遗传效应值。采用Jackknife重复抽样技术估算各估计值和预测值的标准误〔8～9〕，对各参数进行显著性测验。所有数据的运算均采用朱军的软件〔3〕在IBM PC机上进行。
2 结果与讨论
2.1 玉米籽粒性状的遗传方差和协方差分析
各性状的基因效应方差分量及协方差分量估算值列于表1。由表1可知，除粒宽的胚直接遗传方差分量(VAo＋VDo))不显著外，其余各性状的胚直接遗传方差分量、胚乳直接遗传效应方差分量(VAe＋VDe)、母体遗传效应方差分量(VAm＋VDm)和细胞质遗传方差分量(Vc)均达到极显著水平，且中下部位籽粒百粒重的胚乳直接方差分量和母体方差分量大于胚直接方差分量和细胞质方差分量，表明胚直接基因效应、胚乳直接基因效应、细胞质效应和母体基因效应同时控制百粒重、粒长和粒厚。百粒重主要受胚乳和母体效应的影响；粒长的遗传以母体效应为主；粒宽和粒厚以胚乳效应为主。
表1 普通玉米籽粒性状的遗传方差和协方差
参数 LW1 LW2 LW3 LW LC LK LH
VAO 10.7488** 11.4223** 10.0828** 10.3411** 0.0138 0.0000 0.0137**
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