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矮秆资源是作物矮化育种的重要物质基础。发掘新的玉米矮秆材料并研究其遗传特性,对玉米育种具有十分重要的实践意义。本研究以5个玉米矮秆突变体及其对应的野生型为试验材料,比较矮秆突变体与野生型的自身性状差异;以9个玉米骨干系为测验种,采用9×10不完全双列杂交设计,研究5个矮秆突变体的矮化效应、主要性状的配合力效应和杂种优势表现,以期明确其应用潜力。主要研究结果如下:1.与相应野生型相比,K123d、K125d、R08d、K15d和K78d株高分别降低43.34%、44.63%、50.46%、40.94%和 42.67%,穗位高分别降低 45.29%、49.82%、50.31%、71.26%和 75.58%,差异均达极显著水平;K123d、K125d、R08d 和 K15d 等4个突变体叶片均极显著缩短,叶向值显著或极显著增加,株型紧凑,但单株产量和部分产量组成性状极显著降低;K78d叶夹角和叶长显著或极显著降低,但叶向值无显著差异,单株产量和行粒数等显著或极显著降低。2.主要性状配合力联合方差分析结果,矮秆突变体与对应野生型株高和单株产量等12个性状中,绝大多数性状一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)差异达极显著水平,仅秃尖长SCA差异不显著。除株高、穗位高和秃尖长GCA与地点互作显著或极显著外,其余9个性状GCA与地点互作不显著;单株产量、行粒数、秃尖长和百粒重SCA与地点互作显著,其余8个性状GCA与地点互作不显著。以单株产量为例,K125d和K78d产量GCA效应为正值,说明K125d和K78d具有高产育种潜力。其中K125d产量GCA比野生型K211显著增加,K123d、R08d和K78d则比对应野生型显著降低,而K15d与野生型K15无显著性差异。从产量SCA来看,K11×K78、B16×K78d、698-3×K78、K389×K125d、K305×K15d 和 K169×K15d等6个组合的单株产量SCA效应值较高。3.性状遗传研究结果表明,株高和穗位高等9个性状主要受加性基因效应影响;行粒数和单株产量受加性基因和非加性基因共同作用,且以加性基因效应为主。单株产量、百粒重、穗行数、行粒数和株高广义遗传力较高;穗行数、株高、穗位高和百粒重狭义遗传力较高,适宜早代选择。4.产量杂种优势分析表明,不同矮秆突变体及对应野生型与测验种所配组合在不同环境中表现不一致,单株产量与地点间互作极显著,而突变体与野生型同型组合的杂种优势表现也各不相同。综合两点来看,698-3×K78、K305×K78、K11×K78、K389×K125d、698-3×K125d 和 21-ES×R08 等 6 个组合比成单 30(CK)增产5%以上,且前3个组合的对照优势达极显著水平,可升级多点试验进一步鉴定筛选。5.矮化效应分析结果,以致矮力作为突变体对野生型的相对矮化指标,不同矮秆突变体的致矮力差异显著,地点间也存在显著差异,但地点与基因型间互作不显著。株高致矮力R08d>K78d>K15d>K125d>K123d,其中R08d和K78d最强,而K123d负向致矮力极显著;穗位高致矮力K78d>K15d>R08d>K125d>K123d,其中K78d和K15d极显著高于R08d,而K123d和K125d具有极显著负向矮化效应。以一般配合力(GCA)效应作矮化指标,株高GCA负效应值K123d<K15d<K78d<R08d,表明这4个材料对F1株高具有矮化效应,其中K123d矮化作用最强,K15d和K78d次之,R08d较弱。穗位高GCA负效应值K15d<K123d<K78d,证明这3个材料对F1穗位高具有矮化效应,K15d和K123d矮化作用强,K78d次之。其余材料株高或穗位高GCA为正效应,但与野生型相比多数亦表现出矮化效应。作者认为,以GCA效应为指标能全面反映突变体对F1组合的致矮效应,因而更具实用性。6.综上所述,5个矮秆突变体均具有植株和穗位矮的特点。除R08d外,其余4个突变体株型较紧凑。K123d对F1降高效果最好,但自身产量及其配合力还需进一步改良;K125d基本无矮化效应,但产量GCA效应值高,是较好的高产育种亲本;R08d对株高具有一定矮化效应,但其株型、产量及相关性状GCA均有待进一步改良:K15d矮化作用强,是较好的矮化育种亲本。K78d降高效果较好,其自身产量及产量GCA高,可以作为较为理想的矮秆高产育种亲本。