鄭向陽(yáng)，李會(huì)霞，田 崗，劉 鑫，王國(guó)平

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所，山西長(zhǎng)治046011）

玉米是世界上種植最廣泛和總產(chǎn)量最高且集糧、經(jīng)、飼為一體的作物，其在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。在玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，種子是其他農(nóng)業(yè)科技應(yīng)用的主要載體，推廣適合當(dāng)?shù)胤N植的優(yōu)良新品種是提高玉米種植科技含量的關(guān)鍵措施。研究發(fā)現(xiàn)，品種對(duì)我國(guó)玉米產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)率為41.72%～62.74%，所以，玉米新品種的培育和推廣得到了高度重視。近年來，我國(guó)玉米育種有了很大的進(jìn)展。

在玉米新品種選育過程中，首先是根據(jù)育種目標(biāo)選育適合的自交系。玉米根系對(duì)玉米的生長(zhǎng)有著重要的影響，因而對(duì)玉米根系的研究較多，但都是從其自身的發(fā)育規(guī)律[1]和外部的條件如肥料[2-6]、激素[7-9]、干旱[10-13]、水分[14-17]、溫度[18]、光照[19]等對(duì)根系發(fā)育的影響進(jìn)行的，而對(duì)苗期初生胚根與葉發(fā)育的相關(guān)性以及自交系與雜交種苗期初生胚根與葉發(fā)育的相關(guān)性尚未見報(bào)道。

本試驗(yàn)研究了玉米苗期初生胚根和葉的相關(guān)性及自交系和雜交種的苗期葉片與根的相關(guān)性，旨在為玉米育種時(shí)苗期的性狀選擇提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供試玉米自交系及雜交種 選擇山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所選育的已經(jīng)穩(wěn)定的自交系11個(gè)：分別為 A.08H672，B.15S144，C.15S145，D.15S155，E.15S157，F(xiàn).15S164，G.15S242，H.15S268，I.15H9，J.15H62，K.15H85。雜交種是以A為母本、其他10個(gè)自交系為父本進(jìn)行雜交而獲得，分別為A×B，A×C，A×D，A×E，A×F，A×G，A×H，A×I，A×J，A×K。

1.1.2 供試土壤 使用沒有雜質(zhì)的純河沙。河沙用清水沖洗至流出的水為清水為止，曬干備用。

1.1.3 供試育苗缽 采用直徑0.2 m、高0.1 m的塑料缽。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在大田進(jìn)行，玉米于2019年5月20日播種。每缽裝純河沙1 000 g，每缽中播10粒種子，第1次加清水至最大持水量，以后每天上午在河沙表面見干時(shí)噴灑清水。每個(gè)自交系和雜交種各種植3缽，即3次重復(fù)。

玉米出苗后，每個(gè)育苗缽中選留5株生長(zhǎng)健壯且長(zhǎng)勢(shì)一致的苗，其余的苗拔除。玉米苗生長(zhǎng)到由綠轉(zhuǎn)黃且莖稈變軟時(shí)，把缽中加滿水，使根基變軟，把苗從育苗缽中連根拔出，測(cè)量子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬和初生胚根的長(zhǎng)度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 自交系苗期葉片性狀與初生胚根的相關(guān)關(guān)系

從表1可以看出，玉米自交系苗期子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬都與初生胚根的長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系。說明玉米種子內(nèi)的胚乳在供給種子發(fā)芽的時(shí)候其初生胚根的生長(zhǎng)和葉片的生長(zhǎng)是同步進(jìn)行的。相關(guān)性大小為：第1葉長(zhǎng)＞第2葉長(zhǎng)＞子葉長(zhǎng)＞子葉寬＞第2葉寬＞第1葉寬，可見，苗期葉片的長(zhǎng)與初生胚根長(zhǎng)的相關(guān)性最大，特別是第1葉的長(zhǎng)與初生胚根的長(zhǎng)相關(guān)系數(shù)為0.753，在玉米苗期時(shí)，可以根據(jù)材料葉片的長(zhǎng)和寬來推測(cè)該材料根的生長(zhǎng)情況。

表1 自交系苗期葉片性狀和初生胚根長(zhǎng) cm

圖1可以直觀地反映出初生胚根的長(zhǎng)和各葉片的關(guān)系。子葉的長(zhǎng)和寬，第1葉的長(zhǎng)和寬，第2葉的長(zhǎng)和寬的變化趨勢(shì)與初生胚根長(zhǎng)的變化趨勢(shì)高度吻合。說明玉米苗期根和葉的生長(zhǎng)是非常協(xié)調(diào)的。不但相關(guān)性較大，而且生長(zhǎng)基本一致。

2.2 雜交種苗期葉片性狀與初生胚根的相關(guān)關(guān)系

從表2可以看出，玉米雜交種苗期子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬與自交系一樣，都與初生胚根的長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系。其相關(guān)系數(shù)的大小為：第1葉長(zhǎng)＞子葉長(zhǎng)＞子葉寬＞第2葉寬＞第1葉寬＞第2葉長(zhǎng)，其中，第1葉的長(zhǎng)更能反映出初生胚根的長(zhǎng)，其相關(guān)系數(shù)為0.983；子葉長(zhǎng)和寬的整體表現(xiàn)與初生胚根的長(zhǎng)更緊密。

表2 雜交種苗期葉片性狀和初生胚根長(zhǎng) cm

圖2可以直觀地反映出玉米雜交種初生胚根長(zhǎng)和各葉片的關(guān)系。由圖2可知，子葉的長(zhǎng)與初生胚根長(zhǎng)的相關(guān)系數(shù)為0.814，顯著相關(guān)，但變化趨勢(shì)的吻合度不高；子葉的寬與初生胚根的變化趨勢(shì)的吻合度最高；第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬的變化趨勢(shì)與初生胚根長(zhǎng)的變化趨勢(shì)是吻合的。說明玉米雜交種苗期葉的長(zhǎng)和寬能反映出初生胚根的長(zhǎng)。

2.3 自交系苗期葉和根與雜交種苗期葉和根的相關(guān)關(guān)系

采用同一個(gè)母本，10個(gè)不同父本組建的10個(gè)雜交種，與其對(duì)應(yīng)的自交系之間葉和根的相關(guān)關(guān)系如表2所示。由表2可知，相對(duì)應(yīng)的子葉長(zhǎng)和寬、第1葉長(zhǎng)和寬、第2葉長(zhǎng)和寬的相關(guān)關(guān)系都呈正相關(guān)，說明玉米雜交種苗期葉和根的生長(zhǎng)情況是自交系苗期生長(zhǎng)特性的具體體現(xiàn)。玉米自交系和雜交種初生胚根的相關(guān)系數(shù)為0.818，呈顯著相關(guān)，自交系初生胚根的長(zhǎng)基本能反映出雜交種初生胚根的長(zhǎng)。

從圖3可以看出，玉米自交系子葉的長(zhǎng)和寬與相對(duì)應(yīng)的雜交種子葉的長(zhǎng)和寬變化趨勢(shì)基本一致。

從圖4可以看出，玉米自交系第1葉的長(zhǎng)和寬與相對(duì)應(yīng)的雜交種的第1葉的長(zhǎng)和寬的變化趨勢(shì)一致。自交系第1葉的長(zhǎng)與雜交種第1葉的長(zhǎng)變化趨勢(shì)基本重合，說明可以用自交系第1葉的長(zhǎng)來推測(cè)雜交種第1葉的長(zhǎng)，這為玉米育種時(shí)自交系和雜交種的苗期鑒定提供了一種方法。

由圖5可知，玉米自交系第2葉的長(zhǎng)和寬及初生胚根長(zhǎng)與相對(duì)應(yīng)的雜交種第2葉的長(zhǎng)和寬及初生胚根長(zhǎng)的變化趨勢(shì)一致。其中，自交系與雜交種第2葉的長(zhǎng)和初生胚根的長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本重合，說明可以用自交系第2葉的長(zhǎng)和初生胚根長(zhǎng)來推測(cè)雜交種第2葉的長(zhǎng)和初生胚根的長(zhǎng)，這為玉米育種時(shí)自交系和雜交種的苗期鑒定提供了一種手段。

3 結(jié)論與討論

玉米育種是一個(gè)系統(tǒng)工程，有時(shí)要從看得見的性狀如葉片的生長(zhǎng)情況來推測(cè)看不見的性狀如根的生長(zhǎng)情況，從而決定一份材料的取舍，更多的時(shí)候是從自交系的性狀來推測(cè)雜交種的性狀可能出現(xiàn)的情況來選配雜交組合。這就要搞清楚自交系與雜交種性狀之間的相關(guān)關(guān)系，才能做到目標(biāo)明確，提高育種效率。

玉米的初生胚根是玉米幼苗期吸收養(yǎng)分和水分及傳導(dǎo)、輸送養(yǎng)分和水分的主要器官，對(duì)幼苗健壯生長(zhǎng)起重要作用，并且對(duì)玉米生長(zhǎng)后期防止倒伏起主要的作用。如何選育出初生胚根長(zhǎng)的自交系及雜交種是當(dāng)下增加玉米種植密度后防止倒伏的關(guān)鍵措施。以前是在苗期挖出根，看初生胚根的生長(zhǎng)情況，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，本試驗(yàn)結(jié)果顯示，可以從苗期的葉片生長(zhǎng)情況直觀地反映出根的生長(zhǎng)情況。

不論玉米自交系還是雜交種，其苗期子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬，第2葉的長(zhǎng)和寬都與初生胚根的長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系。其中，第1葉的長(zhǎng)與初生胚根的長(zhǎng)相關(guān)性最顯著。從作圖來看，玉米苗期子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬都與初生胚根的長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本一致。所以，在玉米苗期，從葉片的生長(zhǎng)情況特別是第1葉的生長(zhǎng)情況，可以推測(cè)出初生胚根的生長(zhǎng)情況，這為選育玉米自交系時(shí)材料的取舍提供了一種手段。

采用同一個(gè)母本、10個(gè)不同父本組建的10個(gè)雜交種，與其對(duì)應(yīng)的自交系的子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬及初生胚根的長(zhǎng)之間呈正相關(guān)關(guān)系。說明玉米雜交種苗期葉和根的生長(zhǎng)情況是自交系苗期生長(zhǎng)特性的體現(xiàn)。自交系和雜交種初生胚根的相關(guān)系數(shù)為0.818，呈顯著相關(guān)，自交系初生胚根的長(zhǎng)基本能反映出雜交種初生胚根的長(zhǎng)。

從自交系和雜交種苗期葉片和根的生長(zhǎng)情況的作圖來看，子葉的長(zhǎng)和寬、第1葉的長(zhǎng)和寬、第2葉的長(zhǎng)和寬及初生胚根的長(zhǎng)之間的變化趨勢(shì)是一致的。其中，自交系與雜交種第1葉的長(zhǎng)、第2葉的長(zhǎng)和初生胚根長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本重合，說明可以用自交系第1葉的長(zhǎng)、第2葉的長(zhǎng)和初生胚根的長(zhǎng)來推測(cè)雜交種第1葉的長(zhǎng)、第2葉的長(zhǎng)和初生胚根的長(zhǎng)。這為玉米育種時(shí)自交系和雜交種的苗期鑒定提供了一種方法。