林秀芳， 陳 燦

(1.廣西壯族自治區(qū)賀州市蠶種場， 廣西 賀州 542813； 2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院 賀州分院/賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 廣西 賀州 542813)

玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的同異分析

林秀芳1， 陳 燦2*

(1.廣西壯族自治區(qū)賀州市蠶種場， 廣西 賀州 542813； 2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院 賀州分院/賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 廣西 賀州 542813)

為廣西生態(tài)環(huán)境下玉米新品種的選育與育種目標(biāo)的制定提供理論依據(jù)，以2012—2014年廣西普通玉米區(qū)域試驗中121個參試品種為研究對象，對其產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行同異分析。結(jié)果表明：產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間的綜合同一度依次為穗粗(0.952 8)>出籽率(0.952 2)>行粒數(shù)(0.947 6)>株高(0.941 9)>穗長(0.941 3)>穗行數(shù)(0.940 3)>百粒重(0.935 4)>穗位高(0.916 0)>銹病(0.763 6)>禿尖長(0.736 1)>倒折率(0.678 1)>紋枯病(0.669 5)>倒伏率(0.527 4)；玉米性狀與育種目標(biāo)間的差異表現(xiàn)為株高和穗位高與育種目標(biāo)較接近，倒折率、銹病、倒伏率、紋枯病和禿尖長與育種目標(biāo)差異較大。廣西生態(tài)環(huán)境下玉米品種的選育重點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)穗粗、出籽率、行粒數(shù)及抗逆性狀的選擇與調(diào)控。

玉米； 產(chǎn)量； 農(nóng)藝性狀； 同異分析； 廣西

廣西生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，其玉米主產(chǎn)區(qū)主要為山坡地帶，土壤貧瘠，干旱少雨，這對玉米新品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性提出了嚴(yán)峻考驗。玉米產(chǎn)量是環(huán)境與基因型互作的結(jié)果，同時也是各農(nóng)藝性狀相互影響與作用的結(jié)果，因此分析各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系，明確其對產(chǎn)量的相對重要性，對于指導(dǎo)玉米育種與品種改良均具有重要意義。劉晶等[1]研究表明：玉米百粒重、行粒數(shù)、出籽率等性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較大，是影響產(chǎn)量較大的作用因子；毛彩云等[2]認(rèn)為，穗粗、百粒重和生育期與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，出籽率、百粒重對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)較大；白向歷等[3]分析表明，倒伏率、空稈率、出籽率與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較大，且對產(chǎn)量的直接效應(yīng)也較大；孫峰成等[4]研究表明:出籽率、行粒數(shù)和穗粗等性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較密切。李月明等[5]認(rèn)為，百粒重、穗長和穗位高等性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較密切。周旭梅等[6]研究表明，株高、穗位、葉片數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較大。這些研究結(jié)果具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，其研究方法主要是相關(guān)、通徑及灰色關(guān)聯(lián)度分析，均需要借助特定的分析軟件。同異分析作為一種新的研究方法，運(yùn)算簡單，易于理解[7]，同時也可進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析，在作物新品種選育分析應(yīng)用中，可明確品種與育種目標(biāo)間的差異。為挖掘廣西生態(tài)環(huán)境下玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間關(guān)系及當(dāng)前品種與育種目標(biāo)的差異，筆者以2012—2014年廣西普通玉米區(qū)域試驗121個參試品種為研究對象，對其產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行同異分析，旨在為廣西生態(tài)環(huán)境下玉米新品種的選育與育種目標(biāo)的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

利用廣西普通玉米區(qū)域試驗2012—2014年數(shù)據(jù)資料，其中，2012年、2014年數(shù)據(jù)來源于廣西種業(yè)信息網(wǎng)，2013數(shù)據(jù)來源于廣西玉米區(qū)域試驗?zāi)陼偨Y(jié)。重復(fù)品種只算1次(取平均值)，共計121個玉米雜交種。其中，2012年有參試品種33個，2013年、2014年參試品種均為45個。

1.2 分析方法

分析的性狀指標(biāo)有產(chǎn)量(x0)、株高(x1)、穗位高(x2)、穗長(x3)、穗粗(x4)、禿尖長(x5)、穗行數(shù)(x6)、行粒數(shù)(x7)、百粒重(x8)、出籽率(x9)、倒伏率(x10)、倒折率(x11)、紋枯病(x12)和銹病(x13)。采用郭瑞林等[8-9]提出的同異關(guān)系原理與方法，對產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行同異分析。另外，采用相關(guān)分析法，分析玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性，對比同異分析與相關(guān)分析的結(jié)果。

1.2.1 性狀理想值(育種目標(biāo))的確定 121個玉米參試品種各性狀的最優(yōu)值即為各性狀的育種目標(biāo)。穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和出籽率等性狀的理想值為該性狀在所有品種中表現(xiàn)的最大值；倒伏率、禿尖長、倒折率、紋枯病和銹病等性狀的理想值為該性狀在所有品種中表現(xiàn)的最小值；株高、穗位高的理想值根據(jù)育種實(shí)際分別設(shè)為260 cm和100 cm。

1.2.2 同一度矩陣的建立 同一度aij=xij/xi0(當(dāng)xij≤xi0時)，aij=xi0/xij(當(dāng)xi0≤xij時)。式中，xij表示第i個品種的第j個性狀值，xi0表示第i個品種的產(chǎn)量性狀值，i=1,2,3…121，j=1,2,3…13，由aij構(gòu)成同一度矩陣P。

1.2.3 綜合同一度的計算 綜合同一度Aj=∑aij/N，式中，N=121。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的同異關(guān)系

根據(jù)同異分析原理，當(dāng)某性狀與產(chǎn)量之間的綜合同一度值越大，表明其與產(chǎn)量的關(guān)系越密切，當(dāng)某性狀與產(chǎn)量之間的綜合同一度值越小，則表明其與產(chǎn)量的關(guān)系越遠(yuǎn)。從表1看出，各性狀與產(chǎn)量的綜合同一度依次為穗粗(0.952 8)>出籽率(0.952 2)>行粒數(shù)(0.947 6)>株高(0.941 9)>穗長(0.941 3)>穗行數(shù)(0.940 3)>百粒重(0.935 4)>穗位高(0.916 0)>銹病(0.763 6)>禿尖長(0.736 1)>倒折率(0.678 1)>紋枯病(0.669 5)>倒伏率(0.527 4)。穗粗、出籽率和行粒數(shù)與產(chǎn)量的綜合同一度值較大，說明，這3個性狀與產(chǎn)量的關(guān)系較密切，在玉米育種與品種改良中要重點(diǎn)加強(qiáng)穗粗、出籽率和行粒數(shù)等性狀的選擇。

2.2 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

從表1看出，在廣西生態(tài)環(huán)境條件下，玉米各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較大的為穗粗(r=0.406 0)、行粒數(shù)(r=0.399 8)和出籽率(r=0.303 4)，相關(guān)性均達(dá)極顯著水平。表明，穗粗、行粒數(shù)及出籽率與玉米產(chǎn)量關(guān)系密切。可以看出，同異分析的結(jié)果與常規(guī)相關(guān)分析方法結(jié)果基本一致。說明，同異分析對研究作物產(chǎn)量與其他性狀之間的關(guān)系方面可行。

表1 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的綜合同一度及相關(guān)系數(shù)

Table 1 Integrated identic degrees and correlation coefficients between maize yield and main agronomic traits

性狀Trait綜合同一度Integratedidenticdegree相關(guān)系數(shù)Correlationcoefficient穗粗Eardiameter0．95280．4060??出籽率Seedproducingrate0．95220．3034??行粒數(shù)Kernelsperrow0．94760．3998??株高Plantheight0．94190．0872穗長Earlength0．94130．2004?穗行數(shù)Rowsperear0．94030．1931?百粒重100?seedweight0．93540．2514??穗位高Earheight0．91600．0547銹病級數(shù)Rustdisease0．7636-0．3299??禿尖長Baldtiplength0．7361-0．3377??倒折率Pourfoldedrate0．6781-0．3570??紋枯病發(fā)病率Sheathblight0．6695-0．5299??倒伏率Lodgingpercentage0．5274-0．2621??

注：相關(guān)系數(shù)后*、**分別表示該性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性達(dá)顯著(p≤0.05)和極顯著(p≤0.01)水平。

Note: * and ** indicated 5% and 1% significant levels respectively.

表2 參試品種各性狀的平均值與理想值的同一度

2.3 玉米性狀與育種目標(biāo)的差異

從表2看出，各性狀的平均值與理想值的綜合同一度為0.701 4，說明，近3年參加廣西玉米區(qū)域試驗的普通玉米新品種有70.14%的性狀達(dá)到育種目標(biāo)值，另有29.86%的性狀有待進(jìn)一步改進(jìn)。其中，株高和穗位高性狀的平均值與理想值的同一度值較大，且兩者數(shù)值較接近。說明，在廣西生態(tài)環(huán)境下，玉米新品種選育中，株高和穗位高性狀的選育整體達(dá)到了要求。倒折率、銹病級數(shù)、倒伏率、紋枯病發(fā)病率和禿尖長等性狀的平均值與理想值的同一度值較小，表明這幾個性狀的平均值與理想值之間的差異較大，還有待進(jìn)一步改良。

3 結(jié)論與討論

1) 研究結(jié)果表明,玉米穗粗、出籽率和行粒數(shù)與產(chǎn)量的綜合同一度值較大，分別為0.952 8、0.952 2和0.947 6；經(jīng)相關(guān)分析，穗粗、行粒數(shù)和出籽率與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較大，分別為0.406 0、0.399 8和0.303 4。兩種分析結(jié)果均表明，玉米穗粗、出籽率和行粒數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系密切，對產(chǎn)量的影響較大。這與劉培勛等[10-12]的研究結(jié)果基本一致，而與王麗華等[13-15]的研究結(jié)果相差較大。這可能與研究材料、生態(tài)環(huán)境及分析方法不同有關(guān)。同異分析結(jié)果與相關(guān)分析結(jié)果基本一致，說明同異分析在研究作物產(chǎn)量與其他性狀之間的關(guān)系方面可行。

2) 玉米性狀與育種目標(biāo)的差異結(jié)果表明，株高和穗位高的平均值與理想值的同一度值較大,說明，在廣西生態(tài)環(huán)境條件下，玉米品種株高和穗位高的選育整體上達(dá)到要求，改良意義不大；但倒折率、銹病、倒伏率、紋枯病和禿尖長等幾個性狀的同一度值較低，表明當(dāng)前廣西玉米育種重點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)抗病和抗逆等性狀的選擇。

3) 同異分析除了可以研究各性狀之間的關(guān)系，還可以分析品種平均性狀與育種目標(biāo)之間的差距。根據(jù)各性狀與育種目標(biāo)之間的差距，明確性狀選擇的重點(diǎn)與方向，更好的制定及實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)。因此，該方法在作物育種中具有一定的理論與實(shí)踐價值。

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(責(zé)任編輯： 姜 萍)

Similarity-difference Analysis Between Maize Yield and Main Agronomic Traits

LIN Xiufang1, CHEN Can2*

(1.HezhouSilkwormFarm,Hezhou,Guangxi542813; 2.HezhouBranchofGuangxiAcademyofAgriculturalSciences/HezhouAgriculturalScienceResearchInstitute,Hezhou,Guangxi542813，China)

Taking 121 test varieties of Guangxi regional tests of common maize in 2012—2014 as research objects, a similarity-difference analysis was conducted on yield and main agronomic traits to provide theoretical basis for breeding of new maize variety and breeding target.Results: Integrated identic degrees between yield and main agronomic traits ranked as follows，ear diameter(0.952 8)> seed producing rate(0.952 2)> kernels per row(0.947 6)>plant height(0.941 9)> ear length(0.941 3)> rows per ear(0.940 3)>100-seed weight(0.935 4)>ear height(0.916 0)>(0.763 6)> bald tip length(0.736 1)>ratio of lodging declined(0.678 1)>sheath blight(0.669 5)>lodging percentage(0.527 4). The results of the difference analysis existing maize varieties and breeding objectives showed that plant height, ear height were close to breeding target, but ratio of lodging declined, the traits of rust disease, lodging percentage, sheath blight, bald-tip length had much bigger difference to the breeding target. Strategies of maize breeding in the ecological environment of Guangxi, therefore, were to strengthen selection and regulation of ear diameter, seed rate and stress-resistance traits.

maize; yield; agronomic traits; similarity-difference analysis； Guangxi

2015-07-25； 2016-03-25修回

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目“廣西玉米創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)專項資金項目”(nycytxgxcxtd-01)

林秀芳(1977-)，女，助理農(nóng)藝師，從事植物保護(hù)工作。 E-mail：657181607@qq.com

*通訊作者：陳 燦(1985-)，男，農(nóng)藝師，從事玉米遺傳育種及區(qū)域試驗研究。E-mail:chencan129@126.com

1001-3601(2016)04-0146-0004-03

S513

A