王朝陽(yáng)，趙 能，孔倩倩，王振華，孫蒙蒙，韓贊平*

（河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003）

不同基因型玉米種子活力研究

王朝陽(yáng)，趙 能，孔倩倩，王振華，孫蒙蒙，韓贊平*

（河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003）

以3種不同基因型玉米蠡玉16、邵單8號(hào)、武科2號(hào)為材料，按照GB/T3543·4-1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程：發(fā)芽試驗(yàn)》中種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)的方法，分別測(cè)定了不同溫度條件下玉米種子相關(guān)性狀之間的相關(guān)關(guān)系及各性狀隨溫度的變化情況。結(jié)果表明：在18℃、25℃、30℃、35℃四個(gè)溫度處理下，不同基因型玉米種子各性狀數(shù)值隨溫度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在最適溫度時(shí)達(dá)到最高；在相同溫度條件下，各基因型玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗鮮重、苗干重各性狀之間呈極顯著相關(guān)關(guān)系，與根干重?zé)o明顯相關(guān)關(guān)系。

基因型；玉米；種子；活力

玉米是我國(guó)最重要的糧飼兼用作物，目前年種植面積3500萬(wàn)hm2左右，播種面積約占糧食作物的32 %左右，總產(chǎn)約占糧食作物的35 %左右。隨著我國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速、耕地面積減少、人口不斷增加以及加工用途不斷擴(kuò)展，玉米消費(fèi)量則呈剛性增加。同時(shí)，水資源短缺以及氣候變化等因素對(duì)糧食生產(chǎn)的約束日益突出，我國(guó)的糧食供求將長(zhǎng)期處于緊平衡狀態(tài)?！秶?guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要（2008-2020年）》中提出，到2020年需要新增糧食500億kg，其中需要新增玉米325億kg，占全國(guó)新增糧食的65 %，可見(jiàn)，玉米的單產(chǎn)提高對(duì)于我國(guó)糧食總產(chǎn)的提高舉足輕重。

種子質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。種子活力是衡量種子質(zhì)量和使用價(jià)值的重要指標(biāo)。已有研究表明，種子活力對(duì)于溫度變化的響應(yīng)是不同的。玉米是溫敏作物，本研究以不同基因型玉米種子為材料，研究溫度對(duì)種子活力相關(guān)性狀變化規(guī)律的影響，為高活力玉米種質(zhì)創(chuàng)新和新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用玉米品種及來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)材料及來(lái)源

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)定18 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃四個(gè)溫度處理。

1.3 發(fā)芽試驗(yàn)

種子預(yù)處理：從供試的玉米種子中選取大小、形狀、成熟度一致的種子，以75 %的酒精溶液對(duì)種子表面進(jìn)行消毒處理，晾干待用。

種子活力試驗(yàn)：將上述預(yù)處理過(guò)晾干待用的種子按照設(shè)定的溫度處理進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，測(cè)定種子活力。

使用5 cm×5 cm規(guī)格的發(fā)芽盤，取過(guò)篩沙子，對(duì)沙子進(jìn)行120 ℃烘干處理10 h。在光照恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每個(gè)發(fā)芽盤內(nèi)均勻種64粒玉米種子。

試驗(yàn)條件的確定：參照GB/T3543·4-1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程：發(fā)芽試驗(yàn)》恒溫培養(yǎng)箱模擬正常的室外條件，每天6：00～18：00進(jìn)行光照處理，18：00～次日06：00進(jìn)行黑暗處理。試驗(yàn)中向發(fā)芽盤中補(bǔ)水時(shí)水溫與設(shè)定溫度一致。

發(fā)芽試驗(yàn)過(guò)程：每個(gè)玉米品種取64粒正常種子，觀察發(fā)芽種子數(shù)、根長(zhǎng)。第4 天測(cè)定發(fā)芽勢(shì)，第7 天測(cè)定發(fā)芽率。重復(fù)3次，每個(gè)處理選取有代表性的10株幼苗，測(cè)量苗鮮重、根鮮重、苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、根數(shù)、苗干重、根干重。

發(fā)芽勢(shì)（%）=發(fā)芽初期規(guī)定日期內(nèi)長(zhǎng)成的正常幼苗數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽終期規(guī)定日期內(nèi)長(zhǎng)成的正常幼苗數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

活力指數(shù)（I）=G×S，其中G：發(fā)芽率（%），S：幼苗鮮重（g）；

發(fā)芽指數(shù)（GI）=ΣGt/Dt，其中Gt：在t天的種子發(fā)芽數(shù)，Dt：相對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Exce1 2003統(tǒng)計(jì)整理測(cè)定數(shù)據(jù)并作圖，采用SPSS20.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基因型玉米種子對(duì)溫度的響應(yīng)

3種基因型玉米品種在不同溫度條件下種子活力相關(guān)性狀的平均表現(xiàn)列于表2。

由表2可以看出：在相同溫度下，不同基因型玉米品種的種子活力相關(guān)性狀表現(xiàn)各異。其中在18 ℃時(shí)，發(fā)芽率的表現(xiàn)為邵單8號(hào)>蠡玉16>武科2號(hào)；發(fā)芽勢(shì)和主根長(zhǎng)的表現(xiàn)為武科2號(hào)>邵單8號(hào)>蠡玉16；發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗長(zhǎng)和苗鮮重均呈現(xiàn)為邵單8號(hào)>武科2號(hào)>蠡玉16；根干重以邵單8號(hào)的最大，蠡玉16和武科2號(hào)相等；而根鮮重和苗干重三種基因型的種子均表現(xiàn)為相等。

相同基因型的玉米品種在不同的溫度條件下種子活力相關(guān)性狀呈現(xiàn)的變化特征亦不同。以邵單8號(hào)為例，在4個(gè)不同溫度18 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃條件下，發(fā)芽率分別依次為97.92 %、98.44 %、99.48 %和99.33 %，即在30 ℃時(shí)最高，高溫35 ℃時(shí)次之，18 ℃低溫時(shí)最低；發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的變化規(guī)律均與發(fā)芽率相同。苗長(zhǎng)、苗鮮重、根鮮重、苗干重、根干重和主根長(zhǎng)等性狀也反映出適宜溫度條件下表現(xiàn)最高值，低溫下表現(xiàn)值最低。

表2 3種基因型玉米種子在不同溫度條件下種子活力相關(guān)性狀

續(xù)表2 3種基因型玉米種子在不同溫度條件下種子活力相關(guān)性狀

2.2 種子活力相關(guān)性狀間的相關(guān)性

本研究所考查種子活力相關(guān)性狀的表型相關(guān)分析結(jié)果如表3所示。由表3可知，所有性狀之間相關(guān)性質(zhì)一致、均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、苗鮮重、根鮮重、根干重均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，其中與發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗長(zhǎng)、苗鮮重、根干重達(dá)極顯著水平，發(fā)芽率與苗干重呈正相關(guān)關(guān)系但未達(dá)到顯著水平。發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、苗鮮重、根鮮重、根干重呈極顯著正相關(guān)。發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)、苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、苗鮮重、根鮮重、根干重呈極顯著正相關(guān)?；盍χ笖?shù)與苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、苗鮮重、根鮮重、根干重也呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。苗干重與苗鮮重、苗干重與根鮮重呈現(xiàn)顯著正相關(guān)之外，苗干重與與其他性狀彼此之間也都呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性未達(dá)到顯著水平。

表3 不同種子活力相關(guān)性狀的表型相關(guān)系數(shù)

2.3 不同溫度條件下種子活力相關(guān)性狀差異比較

圖1-10反映了不同溫度條件下3種基因型玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗鮮重，幼根鮮重、苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、幼苗干重、幼根干重的差異情況。如圖所示，3種基因型的玉米在不同溫度條件下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)差異不顯著，但都呈現(xiàn)出隨溫度的升高先升高后降低的變化規(guī)律。在干物質(zhì)積累方面，邵單8號(hào)和武科2號(hào)都顯著高于蠡玉16，而邵單8號(hào)和武科2號(hào)相比較差異不顯著。

3 討論

種子活力是衡量產(chǎn)量的重要指標(biāo)，前人利用不同的遺傳材料在不同的環(huán)境條件下已經(jīng)做了較多的研究。其中，溫度對(duì)種子活力的大小起著至關(guān)重要的作用。在本試驗(yàn)中，分別對(duì)玉米種子進(jìn)行18 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃溫度處理，試驗(yàn)結(jié)果顯示不同基因型玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗鮮重、幼苗干重、苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)、苗干重、根干重等種子活力相關(guān)指標(biāo)都隨溫度的升高而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且這些指標(biāo)在最適溫度時(shí)達(dá)到最高。

此外，本試驗(yàn)在研究不同基因型玉米種子的相關(guān)性狀之間的表現(xiàn)關(guān)系方面也與眾多研究結(jié)果相同。經(jīng)過(guò)發(fā)芽試驗(yàn)表明，玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗鮮重、根干重各性狀之間呈極顯著相關(guān)關(guān)系，與苗干重沒(méi)有明顯的相關(guān)關(guān)系；發(fā)芽率、苗長(zhǎng)、苗干重與根鮮重的關(guān)系達(dá)到顯著水平。另外，苗長(zhǎng)與根鮮重，發(fā)芽率與主根長(zhǎng)的相關(guān)度也達(dá)到顯著水平?？梢愿鶕?jù)各性狀之間的相關(guān)關(guān)系確定種子活力的大小，為高活力玉米種質(zhì)創(chuàng)新和新品種選育提供參考。

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S330.31

B

1003-4749（2015）05-0008-05

2015-04-10

河南科技大學(xué)科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)(13480067)；河南科技大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃（2014249）

王朝陽(yáng)(1991-)，男，河南周口人，在讀本科。

*通訊作者：韓贊平(1975-)，男，河南孟津人，博士，講師，主要從事玉米遺傳育種研究工作。