玉米自交系深播性状变异分析

玉米自交系深播性状变异分析

播种后，从种子到芽和剑之间的一般组织（中胚轴和中茎）的根（中茎轴和中茎轴）。这种组织的长度对幼苗的挖掘非常重要，其长度因播种深度而异。播种愈深,则根茎愈长,幼苗愈弱;播种深度适中,根茎较短,幼苗较壮。在生产上,一般玉米播深为3～5cm。我国玉米2/3的面积分布在东北、华北、西南和西北依靠自然降雨的丘陵旱地或平原旱地上,干旱已经成为玉米高产稳产的重要限制因子。对于春播玉米来说,早春干旱是其面对的主要问题,春季降水量少,风多风大,土壤表层蒸发量大于降水量,3～5cm土层土壤含水量不能满足一般玉米品种种子发芽所需的含水量,深播后即使发芽,也因根茎短而不能把幼芽送出地表。因此,对于无灌溉条件的干旱半干旱地区,提高玉米耐深播特性是抵御早春干旱、获得高产的有效途径之一。董存吉等利用具有长根茎特性的印地安蓝粒玉米种质育成SN系列自交系和相应的杂交种,播深20cm能够正常出苗。1949年以来,我国玉米科学工作者培育和从国外引进了一批优良自交系,这些自交系是我国玉米抗旱育种的宝贵资源。玉米不同自交系的耐深播特性不同,对其准确地鉴定与评价是培育抗旱玉米杂交种的重要前提。本研究以我国自推广杂交种以来相继育成和引进的46份玉米自交系为材料,在播深10cm的条件下,以根茎伸长长度为主要依据来评价其耐深播特性,以期为充分发挥玉米自交系在抗旱改良中的作用提供理论依据。1材料和方法1.1试验材料选取我国自推广杂交种以来相继育成和引进的玉米自交系46份(表1)。1.2测试方法1.2.1田间排列与播方法试验于2004年4月下旬,在河北农业大学试验田进行。田间按随机区组排列,3次重复,每份材料种1行,行长3m,行距0.5m,采用人工小锄头开沟播种方法,每行播30粒,播深10cm。1.2.2胚芽剑的长度在3叶期调查出苗数之后挖出幼苗进行测量。根茎长(Subcrowninternodelength)=从种子到胚芽鞘节之间的长度。胚芽鞘长(Coleoptilelength)=从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的长度。出苗率(%)(Seedlingemergencerate)=(出苗数/播种数)×100。2结果与分析2.1出苗率及变幅和变幅对参试材料的根茎长、胚芽鞘长检验结果(图1～2)表明,其频率分布均为近似正态分布(χ2=0.879,χ2=6.080,χ20.0590.0592=16.919)。表1显示,根茎长、胚芽鞘长、根茎与胚芽鞘总长、出苗率的平均值分别为6.71cm、2.57cm、9.28cm和61.4%;变幅分别为4.50～9.38cm、1.78～3.80cm、6.80～11.43cm、33.3%～91.7%;变异系数分别为16.10%、17.51%、10.56%、25.75%。从四个性状变异看,出苗率变异最大,根茎与胚芽鞘总长变异最小。从方差分析结果看,4个性状各自交系间差异均达极显著水平(P<0.01)(表1仅列出根茎长Duncan’s比较结果),说明自交系间4个性状均存在遗传上的差异,进行耐深播育种工作时,对这些性状进行选择是有效的。2.2型根长度7.32cm,形态.为便于比较各自交系的耐深播性,笔者提出一定深播处理条件下的群体逐级分类法,即以群体平均值加或减一个标准差,将群体分为强耐深播类型,中间类型,弱耐深播类型。依据根茎长度,采用上述方法,把试验材料耐深播性分为3种类型。其中表现为强耐深播类型(根茎长度>7.79cm)的自交系有7份,占鉴定总数的15.22%,包括金黄96C、C200、黄C、综3、9718、平引99、1011;表现中间类型(根茎长度在7.79～5.63cm之间)的自交系有31份,占鉴定总数的67.39%,包括农系531、8112、衡5、7922、丹黄02、9607、农系110、589、自330、邢K36、1104、K24-1、获唐黄、BM、获黄、昌7-2、京02-2、K303、齐318、京02-1、CN165、49028、中承0321、齐319、137、3275-1、HZ85、2105、178、原黄81、87-1;表现弱耐深播类型(根茎长度<5.63cm)的自交系有8份,占鉴定总数的17.39%,包括丹340、吉853、郑58、P138、H21、L1154、472、L9801。2.3茎、胚芽形态与出苗率的关系4个性状相关分析结果(见表2)表明,根茎长与胚芽鞘长呈极显著负相关(r=-0.422**),根茎长与出苗率呈显著正相关(r=0.305*),胚芽鞘长与出苗率相关关系(r=0.022)与零差异不显著。根茎长与胚芽鞘长之和与出苗率呈极显著正相关(r=0.388**)。由此可看出,根茎和胚芽鞘虽协同决定着能否把幼苗送出地表,但根茎是起主要作用的因素。3玉米自交系耐深播性的材料特点具有耐深播性的玉米在表层土壤失墒的情况下,深播种能出苗,保全苗。出苗率越高,说明耐深播性越强,出苗率是评价玉米耐深播性的主要指标。本试验以根茎伸长长度为指标评价玉米耐深播性是考虑到,第一,虽然本试验所有基因型的种子来源相同,种子活力一致,但即便如此,其出苗结果也会因基因型不同而有所不同。若以相对出苗率评价耐深播特性,虽可以避免不同基因型种子在正常条件(对照)下出苗率差异对试验结果的影响,客观鉴定待测材料在深播条件下的出苗能力,评价其耐深播性。但是播深不同,种子所处的水分环境不同。有资料表明,在湿土中,控制种子吸水和发芽的因子与干土中控制种子对干旱响应时,吸水的因子是完全不同的。第二,目前我国生产上推广的耐深播玉米杂交种,都是利用长根茎的美国印地安蓝粒玉米与我国优良多抗玉米自交系组配培育的。依据根茎伸长长度来评价玉米耐深播性,是为我国学者所认可的。相关分析结果也证实:根茎长与出苗率呈显著正相关关系,根茎伸长长度是决定幼苗能否出土的决定因素。本研究发现,胚芽鞘长与出苗率虽未出现显著性相关关系,但胚芽鞘长与根茎长之和与出苗率呈极显著正相关关系,说明出苗率是受胚芽鞘和根茎协同作用的。虽可以预见长根茎有可能代替短根茎,成为玉米育种的重要目标性状,但胚芽鞘长度也是不应忽略的一个重要目标性状,其对玉米耐深播性所起的作用是值得进一步研究的问题。从初步分析结果可以看出,我国玉米自交系耐深播性存在多样类型,在以后的工作中,应更广泛的收集玉米种质资源,逐步加深播种选择压力,筛选具有耐深播特性的基础材料。依据材料特点,