玉米自交系深播性狀變異分析

玉米自交系深播性狀變異分析

播種后，從種子到芽和劍之間的一般組織（中胚軸和中莖）的根（中莖軸和中莖軸）。這種組織的長度對幼苗的挖掘非常重要，其長度因播種深度而異。播種愈深,則根莖愈長,幼苗愈弱;播種深度適中,根莖較短,幼苗較壯。在生產(chǎn)上,一般玉米播深為3～5cm。我國玉米2/3的面積分布在東北、華北、西南和西北依靠自然降雨的丘陵旱地或平原旱地上,干旱已經(jīng)成為玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要限制因子。對于春播玉米來說,早春干旱是其面對的主要問題,春季降水量少,風(fēng)多風(fēng)大,土壤表層蒸發(fā)量大于降水量,3～5cm土層土壤含水量不能滿足一般玉米品種種子發(fā)芽所需的含水量,深播后即使發(fā)芽,也因根莖短而不能把幼芽送出地表。因此,對于無灌溉條件的干旱半干旱地區(qū),提高玉米耐深播特性是抵御早春干旱、獲得高產(chǎn)的有效途徑之一。董存吉等利用具有長根莖特性的印地安藍(lán)粒玉米種質(zhì)育成SN系列自交系和相應(yīng)的雜交種,播深20cm能夠正常出苗。1949年以來,我國玉米科學(xué)工作者培育和從國外引進(jìn)了一批優(yōu)良自交系,這些自交系是我國玉米抗旱育種的寶貴資源。玉米不同自交系的耐深播特性不同,對其準(zhǔn)確地鑒定與評價是培育抗旱玉米雜交種的重要前提。本研究以我國自推廣雜交種以來相繼育成和引進(jìn)的46份玉米自交系為材料,在播深10cm的條件下,以根莖伸長長度為主要依據(jù)來評價其耐深播特性,以期為充分發(fā)揮玉米自交系在抗旱改良中的作用提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1試驗材料選取我國自推廣雜交種以來相繼育成和引進(jìn)的玉米自交系46份(表1)。1.2測試方法1.2.1田間排列與播方法試驗于2004年4月下旬,在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗田進(jìn)行。田間按隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),每份材料種1行,行長3m,行距0.5m,采用人工小鋤頭開溝播種方法,每行播30粒,播深10cm。1.2.2胚芽劍的長度在3葉期調(diào)查出苗數(shù)之后挖出幼苗進(jìn)行測量。根莖長(Subcrowninternodelength)=從種子到胚芽鞘節(jié)之間的長度。胚芽鞘長(Coleoptilelength)=從胚芽鞘節(jié)到胚芽鞘頂端的長度。出苗率(%)(Seedlingemergencerate)=(出苗數(shù)/播種數(shù))×100。2結(jié)果與分析2.1出苗率及變幅和變幅對參試材料的根莖長、胚芽鞘長檢驗結(jié)果(圖1～2)表明,其頻率分布均為近似正態(tài)分布(χ2=0.879,χ2=6.080,χ20.0590.0592=16.919)。表1顯示,根莖長、胚芽鞘長、根莖與胚芽鞘總長、出苗率的平均值分別為6.71cm、2.57cm、9.28cm和61.4%;變幅分別為4.50～9.38cm、1.78～3.80cm、6.80～11.43cm、33.3%～91.7%;變異系數(shù)分別為16.10%、17.51%、10.56%、25.75%。從四個性狀變異看,出苗率變異最大,根莖與胚芽鞘總長變異最小。從方差分析結(jié)果看,4個性狀各自交系間差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01)(表1僅列出根莖長Duncan’s比較結(jié)果),說明自交系間4個性狀均存在遺傳上的差異,進(jìn)行耐深播育種工作時,對這些性狀進(jìn)行選擇是有效的。2.2型根長度7.32cm,形態(tài).為便于比較各自交系的耐深播性,筆者提出一定深播處理條件下的群體逐級分類法,即以群體平均值加或減一個標(biāo)準(zhǔn)差,將群體分為強(qiáng)耐深播類型,中間類型,弱耐深播類型。依據(jù)根莖長度,采用上述方法,把試驗材料耐深播性分為3種類型。其中表現(xiàn)為強(qiáng)耐深播類型(根莖長度>7.79cm)的自交系有7份,占鑒定總數(shù)的15.22%,包括金黃96C、C200、黃C、綜3、9718、平引99、1011;表現(xiàn)中間類型(根莖長度在7.79～5.63cm之間)的自交系有31份,占鑒定總數(shù)的67.39%,包括農(nóng)系531、8112、衡5、7922、丹黃02、9607、農(nóng)系110、589、自330、邢K36、1104、K24-1、獲唐黃、BM、獲黃、昌7-2、京02-2、K303、齊318、京02-1、CN165、49028、中承0321、齊319、137、3275-1、HZ85、2105、178、原黃81、87-1;表現(xiàn)弱耐深播類型(根莖長度<5.63cm)的自交系有8份,占鑒定總數(shù)的17.39%,包括丹340、吉853、鄭58、P138、H21、L1154、472、L9801。2.3莖、胚芽形態(tài)與出苗率的關(guān)系4個性狀相關(guān)分析結(jié)果(見表2)表明,根莖長與胚芽鞘長呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.422**),根莖長與出苗率呈顯著正相關(guān)(r=0.305*),胚芽鞘長與出苗率相關(guān)關(guān)系(r=0.022)與零差異不顯著。根莖長與胚芽鞘長之和與出苗率呈極顯著正相關(guān)(r=0.388**)。由此可看出,根莖和胚芽鞘雖協(xié)同決定著能否把幼苗送出地表,但根莖是起主要作用的因素。3玉米自交系耐深播性的材料特點具有耐深播性的玉米在表層土壤失墑的情況下,深播種能出苗,保全苗。出苗率越高,說明耐深播性越強(qiáng),出苗率是評價玉米耐深播性的主要指標(biāo)。本試驗以根莖伸長長度為指標(biāo)評價玉米耐深播性是考慮到,第一,雖然本試驗所有基因型的種子來源相同,種子活力一致,但即便如此,其出苗結(jié)果也會因基因型不同而有所不同。若以相對出苗率評價耐深播特性,雖可以避免不同基因型種子在正常條件(對照)下出苗率差異對試驗結(jié)果的影響,客觀鑒定待測材料在深播條件下的出苗能力,評價其耐深播性。但是播深不同,種子所處的水分環(huán)境不同。有資料表明,在濕土中,控制種子吸水和發(fā)芽的因子與干土中控制種子對干旱響應(yīng)時,吸水的因子是完全不同的。第二,目前我國生產(chǎn)上推廣的耐深播玉米雜交種,都是利用長根莖的美國印地安藍(lán)粒玉米與我國優(yōu)良多抗玉米自交系組配培育的。依據(jù)根莖伸長長度來評價玉米耐深播性,是為我國學(xué)者所認(rèn)可的。相關(guān)分析結(jié)果也證實:根莖長與出苗率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,根莖伸長長度是決定幼苗能否出土的決定因素。本研究發(fā)現(xiàn),胚芽鞘長與出苗率雖未出現(xiàn)顯著性相關(guān)關(guān)系,但胚芽鞘長與根莖長之和與出苗率呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,說明出苗率是受胚芽鞘和根莖協(xié)同作用的。雖可以預(yù)見長根莖有可能代替短根莖,成為玉米育種的重要目標(biāo)性狀,但胚芽鞘長度也是不應(yīng)忽略的一個重要目標(biāo)性狀,其對玉米耐深播性所起的作用是值得進(jìn)一步研究的問題。從初步分析結(jié)果可以看出,我國玉米自交系耐深播性存在多樣類型,在以后的工作中,應(yīng)更廣泛的收集玉米種質(zhì)資源,逐步加深播種選擇壓力,篩選具有耐深播特性的基礎(chǔ)材料。依據(jù)材料特點,