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(duì)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(duì)于春播玉米來說,早春干旱是其面對(duì)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(duì)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(duì)其準(zhǔn)確地鑒定與評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(yàn)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(yàn)于2004年4月下旬,在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)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(duì)參試材料的根莖長、胚芽鞘長檢驗(yàn)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(gè)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(gè)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(gè)性狀均存在遺傳上的差異,進(jìn)行耐深播育種工作時(shí),對(duì)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?xiàng)l件下的群體逐級(jí)分類法,即以群體平均值加或減一個(gè)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(yàn)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(gè)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(diǎn)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(píng)價(jià)玉米耐深播性的主要指標(biāo)。本試驗(yàn)以根莖伸長長度為指標(biāo)評(píng)價(jià)玉米耐深播性是考慮到,第一,雖然本試驗(yàn)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(huì)因基因型不同而有所不同。若以相對(duì)出苗率評(píng)價(jià)耐深播特性,雖可以避免不同基因型種子在正常條件(對(duì)照)下出苗率差異對(duì)試驗(yàn)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(píng)價(jià)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(duì)干旱響應(yīng)時(shí),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(píng)價(jià)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(shí):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(gè)重要目標(biāo)性狀,其對(duì)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(diǎn),