趙文明,孔令杰,陳艷萍,管曉春,陸大雷,袁建華*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所,江蘇 南京 210014;2.江蘇省種子管理站,江蘇 南京 210013;

3.揚(yáng)州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225009)

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江蘇省鮮食糯玉米品質(zhì)性狀育種分析

趙文明1,孔令杰1,陳艷萍1,管曉春2,陸大雷3,袁建華1*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所,江蘇 南京 210014;2.江蘇省種子管理站,江蘇 南京 210013;

3.揚(yáng)州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225009)

摘要：研究了2011～2014年江蘇省鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)參試組合的主要品質(zhì)性狀與品質(zhì)間的關(guān)系。相關(guān)分析結(jié)果表明：外觀、柔嫩性和皮厚薄與品質(zhì)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；氣味風(fēng)味、色澤和糯性與品質(zhì)呈顯著正相關(guān)關(guān)系；皮渣率、支鏈淀粉含量與品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。通徑分析結(jié)果表明：外觀、氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔嫩性和皮厚薄與品質(zhì)間的回歸系數(shù)均達(dá)到了極顯著水平；各品質(zhì)性狀與品質(zhì)間的直接通徑系數(shù)表現(xiàn)為外觀>皮厚薄>糯性>氣味風(fēng)味>色澤>柔嫩性>支鏈淀粉含量>皮渣率。因此，江蘇省在選育高品質(zhì)鮮食糯玉米雜交種時(shí)，應(yīng)以改良外觀、皮厚薄、糯性為主攻目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：江蘇；鮮食糯玉米;品質(zhì)性狀;育種

鮮食糯玉米因其營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特、適口性好而成為農(nóng)產(chǎn)品新寵,深受消費(fèi)者青睞,市場(chǎng)需求激增,種植面積逐年擴(kuò)大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)糯玉米年種植面積已達(dá)到60萬hm2以上。近年來,江蘇省糯玉米年種植面積達(dá)10萬hm2以上,已發(fā)展成為高效農(nóng)業(yè)的重要組成部分,促進(jìn)了農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)村發(fā)展。

優(yōu)質(zhì)鮮食糯玉米應(yīng)外觀漂亮、口感良好、皮薄無渣、粘軟細(xì)膩，有適度的甜味和清香。果穗作鮮食用,直接影響其價(jià)值的品質(zhì)性狀主要為外觀品質(zhì)和品嘗品質(zhì),這也是當(dāng)前鮮食糯玉米品種區(qū)域試驗(yàn)品質(zhì)評(píng)價(jià)的重點(diǎn)內(nèi)容,主要通過與對(duì)照品種進(jìn)行比較,評(píng)價(jià)其優(yōu)劣。外觀品質(zhì)也叫感官品質(zhì)或商品品質(zhì)。品嘗品質(zhì)又稱為蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì),它包括果皮厚薄、糯性、柔嫩性、色澤、氣味風(fēng)味5個(gè)性狀。為了更科學(xué)、準(zhǔn)確、定量地進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià),在品嘗評(píng)價(jià)品質(zhì)的基礎(chǔ)上,在江蘇省鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)中采用皮渣率和支鏈淀粉含量(支鏈淀粉/總淀粉)2個(gè)指標(biāo)對(duì)參試品種進(jìn)行理化檢測(cè),這2個(gè)指標(biāo)也是評(píng)定參試品種是否達(dá)到農(nóng)業(yè)部糯玉米標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)[1]。

通徑分析作為一種衡量自變量性狀相對(duì)重要性的方法，已在糯玉米研究的眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2-6],但是這些研究涉及到鮮食糯玉米品質(zhì)性狀的極少。糯玉米區(qū)域試驗(yàn)是糯玉米新品種審定和推廣應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,參試組合都是供試單位的最新育種成果,代表了當(dāng)前糯玉米育種的水平。因此,對(duì)參試組合的品質(zhì)與品質(zhì)性狀的關(guān)系進(jìn)行分析可以在一定程度上了解目前糯玉米的品質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),對(duì)確定品質(zhì)性狀育種的目標(biāo)有重要意義。本研究以2011～2014年江蘇省糯玉米區(qū)域試驗(yàn)的參試組合為試驗(yàn)材料,對(duì)品質(zhì)性狀育種進(jìn)行了綜合分析,以期明確江蘇省鮮食糯玉米品質(zhì)育種的主攻方向,為今后江蘇省鮮食糯玉米新品種的選育提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

以2011～2014年參加江蘇省鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)的51個(gè)組合為試驗(yàn)材料。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)置,3次重復(fù),小區(qū)面積為15 m2,4行區(qū),種植密度為6.75萬株/hm2,四周設(shè)置保護(hù)行。田間管理與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)相當(dāng)。為了防止花粉直感影響籽粒品質(zhì),每個(gè)品種套袋自交20株,以備品質(zhì)評(píng)價(jià)之用；套袋隔離直至采摘。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

測(cè)定項(xiàng)目主要為鮮食糯玉米的品質(zhì)性狀,包括外觀、氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔嫩性、皮厚薄、皮渣率、支鏈淀粉含量,共8個(gè)性狀。按照農(nóng)業(yè)部的試行方法測(cè)定皮渣率；按國(guó)標(biāo)GB-5006─85用蒽酮比色法測(cè)定淀粉總含量，采用GB 7648─87測(cè)定直鏈淀粉含量，采用差量法計(jì)算支鏈淀粉含量以及支鏈淀粉占總淀粉的百分比；對(duì)外觀、氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔嫩性、皮厚薄等指標(biāo)的評(píng)價(jià)按農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 524─2002進(jìn)行。

1.4統(tǒng)計(jì)分析方法

統(tǒng)計(jì)分析工具為SPSS 13.0和Excel 2003。

2結(jié)果與分析

2.1江蘇鮮食糯玉米主要品質(zhì)性狀的遺傳變異

對(duì)江蘇省2011～2014年糯玉米區(qū)域試驗(yàn)品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將各品質(zhì)性狀的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表1。由表1可以看出,在與品質(zhì)相關(guān)的品質(zhì)性狀中,皮渣率的變異系數(shù)最大,為20.65%;支鏈淀粉含量的變異系數(shù)最小,為1.82%;變異系數(shù)由大到小依次為皮渣率>色澤>皮厚薄>糯性>氣味風(fēng)味>柔嫩性>外觀>支鏈淀粉含量。由此可以看出,皮渣率的遺傳改良潛力很大。

2.2鮮食糯玉米主要品質(zhì)性狀的簡(jiǎn)單相關(guān)分析

品質(zhì)是影響參試品種能否通過審定并得以推廣的主要因素之一。為了進(jìn)一步分析各品質(zhì)性狀與品質(zhì)的關(guān)系,對(duì)上述品質(zhì)性狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單相關(guān)分析。由表2的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)可以看出：外觀、柔嫩性和皮厚薄與品質(zhì)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;氣味風(fēng)味、色澤和糯性與品質(zhì)呈顯著正相關(guān)關(guān)系;皮渣率、支鏈淀粉含量與品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,未達(dá)到顯著水平。

表1　江蘇省2011～2014年鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)中

表2　鮮食糯玉米主要品質(zhì)性狀之間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)

注:“*”表示在0.05水平上顯著;“**”表示在0.01水平上顯著。

8個(gè)品質(zhì)性狀之間存在大量的相關(guān)性。其中,外觀與氣味風(fēng)味、外觀與色澤、外觀與柔嫩性、氣味風(fēng)味與色澤、氣味風(fēng)味與柔嫩性、糯性與皮厚薄之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;色澤與柔嫩性、柔嫩性與皮厚薄之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系;氣味風(fēng)味與糯性、氣味風(fēng)味與皮厚薄、色澤與糯性、色澤與皮厚薄、糯性與皮渣率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;外觀與支鏈淀粉含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。8個(gè)品質(zhì)性狀之間顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系說明在選擇某一性狀時(shí)需要考慮與該性狀相關(guān)的其他性狀。因此,育種家在進(jìn)行選擇時(shí)需要緊緊圍繞目標(biāo)性狀,綜合考慮各個(gè)性狀對(duì)品質(zhì)的影響,適度把握對(duì)某一性狀的選擇。

2.3鮮食糯玉米主要品質(zhì)性狀的通徑分析

簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)所反映的只是數(shù)字的表面聯(lián)系,而事物之間內(nèi)在的因果聯(lián)系只有通過通徑分析才能得到揭示。直接通徑系數(shù)反映了自變量對(duì)因變量的直接作用,間接通徑系數(shù)反映了自變量通過與其存在相關(guān)關(guān)系的其它自變量間接與因變量發(fā)生因果關(guān)系的作用。因此,需要進(jìn)一步進(jìn)行通徑分析,探討各品質(zhì)性狀對(duì)品質(zhì)的相對(duì)重要程度。

在進(jìn)行通徑分析前，以品質(zhì)為因變量,8個(gè)品質(zhì)性狀為自變量進(jìn)行方差分析。方差分析結(jié)果表明,F=7544.61(P=0),說明用上述8個(gè)性狀對(duì)品質(zhì)進(jìn)行回歸分析及通徑分析是有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的。從對(duì)回歸系數(shù)進(jìn)行估計(jì)的結(jié)果(表3)中發(fā)現(xiàn)：在8個(gè)性狀中,外觀、氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔嫩性和皮厚薄對(duì)品質(zhì)的回歸系數(shù)與0差異極顯著；皮渣率和支鏈淀粉含量對(duì)品質(zhì)的回歸系數(shù)與0差異未達(dá)到顯著水平。在回歸分析中，品質(zhì)由這8個(gè)性狀解釋的決定系數(shù)R2為0.9993,說明本研究所選用的性狀基本上包括了與品質(zhì)有關(guān)的性狀,只有少量影響品質(zhì)的因素沒有被本研究所考慮。

回歸系數(shù)的大小并不能完全反映出各品質(zhì)性狀對(duì)鮮食糯玉米品質(zhì)的相對(duì)重要性,因?yàn)楦餍誀钪g還存在著相互作用。通徑系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化的回歸系數(shù),可以估算出每一個(gè)性狀對(duì)品質(zhì)的直接影響效應(yīng),客觀地評(píng)價(jià)各品質(zhì)性狀對(duì)品質(zhì)的相對(duì)重要性。同時(shí),將品質(zhì)與各品質(zhì)性狀之間的相關(guān)系數(shù)分解為直接作用和間接作用,也可以進(jìn)一步剖析各品質(zhì)性狀之間的相互作用。通徑分析結(jié)果(表3)表明：外觀、皮厚薄和糯性對(duì)品質(zhì)的直接通徑系數(shù)較大,分別為0.479、0.433和0.347；8個(gè)品質(zhì)性狀對(duì)品質(zhì)的相對(duì)重要性表現(xiàn)為外觀>皮厚薄>糯性>氣味風(fēng)味>色澤>柔嫩性>支鏈淀粉含量>皮渣率。上述結(jié)果說明外觀、皮厚薄、糯性對(duì)鮮食糯玉米品質(zhì)的影響較大,在鮮食糯玉米新品種選育時(shí)要特別注意對(duì)外觀、皮厚薄和糯性的選擇。

表3　鮮食糯玉米品質(zhì)與主要品質(zhì)性狀間的回歸系數(shù)估計(jì)與直接通徑系數(shù)

由表4中的間接通徑系數(shù)可以看出：柔嫩性與品質(zhì)呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.726,但是在通徑分析時(shí)其直接通徑系數(shù)僅為0.151,這是因?yàn)槿崮坌耘c其它品質(zhì)性狀的間接通徑系數(shù)均為正值,累計(jì)相加從而導(dǎo)致相關(guān)系數(shù)較大,表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)；糯性與品質(zhì)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.344,但是其直接通徑系數(shù)為0.347,這是因?yàn)榕葱耘c外觀、氣味風(fēng)味、色澤的間接通徑系數(shù)為負(fù)值,與柔嫩性、皮厚薄、皮渣率的間接通徑系數(shù)為正值,累計(jì)相抵消從而導(dǎo)致相關(guān)系數(shù)較小,表現(xiàn)為顯著相關(guān)；支鏈淀粉含量與品質(zhì)呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.125,但是其直接通徑系數(shù)為0.001,這是因?yàn)橹ф湹矸酆颗c外觀、氣味風(fēng)味、色澤、柔嫩性的間接通徑系數(shù)為負(fù)值,與糯性、皮厚薄、皮渣率的間接通徑系數(shù)為正值,累計(jì)相抵消從而導(dǎo)致相關(guān)系數(shù)為負(fù)值,表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)；品質(zhì)性狀之間的間接通徑系數(shù)有大有小，有正值也有負(fù)值,其中糯性與皮厚薄的間接通徑系數(shù)最大,為0.326,這說明在育種時(shí)可以對(duì)兩者進(jìn)行協(xié)同改進(jìn)。

此外，皮渣率和支鏈淀粉含量對(duì)品質(zhì)的直接通徑系數(shù)很小,分別為-0.007和0.001;其它品質(zhì)性狀與皮渣率和支鏈淀粉含量的間接通徑系數(shù)幾乎為0,這說明兩者對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)的作用不明顯。但是在相關(guān)分析中,皮渣率與糯性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.384;皮渣率與品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.070。這說明當(dāng)皮渣率高時(shí)糯性差,品質(zhì)差。支鏈淀粉含量與糯性呈正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.247;支鏈淀粉含量與外觀呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.298;支鏈淀粉含量與氣味風(fēng)味、色澤、柔嫩性、皮渣率和品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,與品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)為-0.125。這說明在一定范圍內(nèi)當(dāng)支鏈淀粉含量高時(shí)糯性好，但當(dāng)其超出閾值后,可能會(huì)引起其它品質(zhì)性狀發(fā)生劣變,進(jìn)而造成品質(zhì)的降低。因此,育種家在對(duì)糯性性狀進(jìn)行選擇時(shí)需要準(zhǔn)確把握選擇強(qiáng)度,綜合考慮品質(zhì)性狀之間的協(xié)同改進(jìn)。

3討論

鮮食糯玉米的品質(zhì)是由多個(gè)相關(guān)因素決定的,關(guān)鍵是要找出其中的主導(dǎo)因素,為鮮食糯玉米品種的選育指明主攻方向。Bailey等[7]研究認(rèn)為,果皮厚度是決定口感品質(zhì)最重要的因子之一。劉萍等[8]、張凱迪[9]、庫麗霞[10]、汪黎明等[11]、時(shí)成俏等[12]研究認(rèn)為糯性和果皮厚薄對(duì)鮮食糯玉米的品質(zhì)起決定性作用,鮮食糯玉米育種應(yīng)注重對(duì)糯性和果皮厚薄的選擇。陳麗等[13]、辛艷[14]研究認(rèn)為外觀、糯性和皮厚薄有較大的提高潛力,鮮食糯玉米育種需要加強(qiáng)對(duì)外觀、糯性和皮厚薄的選擇。本研究結(jié)果表明,外觀、皮厚薄、糯性對(duì)鮮食糯玉米品質(zhì)的影響較大,是制約品質(zhì)的主導(dǎo)因素。這與前人的研究結(jié)果基本一致。

表4　鮮食糯玉米主要品質(zhì)性狀間的間接通徑系數(shù)

注:帶有下劃線的數(shù)據(jù)為該性狀對(duì)品質(zhì)的直接通徑系數(shù)。

皮渣率和支鏈淀粉含量是分別對(duì)皮厚薄和糯性的客觀反映,對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)有一定的作用。張凱迪[9]研究認(rèn)為皮渣率與皮厚薄及品質(zhì)顯著負(fù)相關(guān),皮厚薄與品質(zhì)顯著正相關(guān),皮渣率對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)的作用明顯。劉萍[8]研究認(rèn)為：皮渣率與皮厚薄顯著或極顯著負(fù)相關(guān),皮渣率與品質(zhì)顯著負(fù)相關(guān),皮厚薄與品質(zhì)極顯著正相關(guān),皮渣率對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)的作用明顯；糯性與品質(zhì)顯著或極顯著正相關(guān),支鏈淀粉含量與糯性、品質(zhì)的相關(guān)性在各生態(tài)區(qū)表現(xiàn)不一致,支鏈淀粉含量對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)的作用不明顯。謝孝頤[15]、宋雪皎等[16]、陸芳芳等[17]、袁吉[18]研究認(rèn)為糯玉米支鏈淀粉含量的多少?zèng)Q定鮮食期糯性的強(qiáng)弱,支鏈淀粉含量越高糯性越強(qiáng)。本研究結(jié)果表明,皮厚薄與品質(zhì)極顯著正相關(guān),糯性與品質(zhì)顯著正相關(guān),支鏈淀粉含量與糯性正相關(guān),支鏈淀粉含量與品質(zhì)負(fù)相關(guān),未達(dá)到顯著水平,支鏈淀粉含量對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)的作用不明顯。這與前人的研究結(jié)果基本一致。本研究還發(fā)現(xiàn),皮渣率與皮厚薄及品質(zhì)負(fù)相關(guān),未達(dá)到顯著水平,對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)的作用不明顯。這與前人的研究結(jié)果有所不同。果皮對(duì)品質(zhì)的影響可能還要考慮果皮的韌性和脆性,這有待今后進(jìn)一步研究。

品質(zhì)是衡量鮮食糯玉米品種優(yōu)劣和決定其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵指標(biāo)。外觀是鮮食糯玉米果穗、籽粒外形的直觀印象,外觀的好壞直接影響到消費(fèi)者的喜好和鮮果穗的銷售。在鮮食糯玉米新品種的選育過程中,應(yīng)重視對(duì)苞葉、穗型、籽粒排列、籽粒色澤、籽粒大小等外觀性狀的選擇。鮮食糯玉米要求籽粒粘軟清香、皮薄無渣,皮厚薄和糯性直接影響到鮮食糯玉米適口性的好壞,是決定品種內(nèi)在品質(zhì)的主要因素。在鮮食糯玉米新品種的選育過程中,應(yīng)重視對(duì)皮厚薄和糯性的選擇,加強(qiáng)種質(zhì)引進(jìn)與創(chuàng)新利用,優(yōu)化品質(zhì)鑒定操作方法,提高鑒定結(jié)果的可靠性。同時(shí),在主要品質(zhì)性狀之間存在大量的相關(guān)性,對(duì)氣味風(fēng)味、色澤和柔嫩性的選擇也不能忽視,注意對(duì)品質(zhì)性狀的協(xié)同改進(jìn)。

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Analysis of Breeding on Quality Traits of Fresh Eating Waxy Corn in Jiangsu Province

ZHAO Wen-ming1, KONG Ling-jie1, CHEN Yan-ping1,GUAN Xiao-chun2, LU Da-lei3, YUAN Jian-hua1*

(1. Institute of Food Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 2. Seed Management Station of Jiangsu Province, Nanjing 210013, China; 3. College of Agronomy, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

Abstract：The relationship between quality traits and quality of fresh eating waxy corn from 2011 to 2014 in Jiangsu province was analyzed. The results of correlation analysis showed that quality was outstanding significant positively correlated to appearance, tenderness, and pericarp thickness, the quality was significant positively correlated to ear flavor, color and waxiness， the quality was negatively correlated to residue ratio and amylopectin content. The results of path analysis suggested that regression coefficient of appearance, ear flavor, color, waxiness, tenderness and pericarp thickness were reached very significant level, and the direct path coefficient order of the quality was highest for appearance, followed by pericarp thickness, waxiness, ear flavor, color, tenderness, amylopectin content, and residue ratio, respectively. According to the superior quality fresh eating waxy corn breeding, the prime objective of breeding work was to improve appearance, pericarp thickness and waxiness.

Key words：Fresh eating waxy corn; Quality traits; Breeding

中圖分類號(hào)：S513.033

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-8581(2016)02-0031-04

作者簡(jiǎn)介：趙文明(1980─),男,河南周口人,助理研究員,碩士,從事鮮食玉米育種工作。*通訊作者:袁建華。

基金項(xiàng)目：江蘇省“333工程”科研項(xiàng)目(BRA2013266)。

收稿日期：2015-07-24