師亞琴 徐淑兔 孟慶立 楊少偉 張宇文

摘 要：采用機(jī)收玉米品種陜單650的親本KA105和KB024組配衍生的236個(gè)F2：3群體作為性狀評(píng)價(jià)群體，分析了株高、穗位高、花期莖稈強(qiáng)度、成熟期莖稈強(qiáng)度、穗粗、行長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)等與產(chǎn)量和倒伏密切相關(guān)的8個(gè)性狀的變異及其相關(guān)性。結(jié)果表明：花期莖稈強(qiáng)度、株高和成熟期莖稈強(qiáng)度的變異最大;12對(duì)性狀的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，2對(duì)達(dá)到顯著水平。8個(gè)性狀的頻數(shù)分布均呈正態(tài)分布，表現(xiàn)為數(shù)量性狀遺傳特點(diǎn)，是一個(gè)較為理想的作圖群體。F2∶3群體可用于進(jìn)一步QTL定位及相關(guān)基礎(chǔ)研究。

關(guān)鍵詞：玉米;F2∶3群體;主要性狀;遺傳分析

中圖分類號(hào) S513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）11-0026-04

玉米子粒機(jī)械收獲是轉(zhuǎn)變玉米生產(chǎn)方式，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的重要舉措。適宜機(jī)收的玉米品種應(yīng)滿足早熟、籽粒脫水快、高產(chǎn)、耐密植、抗倒伏的要求。玉米穗粒重與穗部性狀存在相關(guān)性，明確玉米穗部性狀的遺傳規(guī)律，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)的關(guān)鍵;此外，倒伏也是影響玉米產(chǎn)量的重要因素。對(duì)機(jī)收玉米品種，倒伏不僅影響產(chǎn)量，也對(duì)收獲過程造成一定的障礙，同時(shí)降低收獲質(zhì)量。因此，對(duì)機(jī)收玉米品種進(jìn)行抗倒伏相關(guān)性狀和穗部性狀的遺傳變異研究具有重要的意義。

本研究采用機(jī)收玉米品種陜單650的親本KA105和KB024組配衍生的236個(gè)F2∶3群體作為性狀評(píng)價(jià)群體，通過分析8個(gè)與產(chǎn)量和倒伏相關(guān)農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)及其分布特點(diǎn)，評(píng)價(jià)該群體的構(gòu)建效果，以期為玉米群體后續(xù)研究、目標(biāo)性狀的間接選擇、相關(guān)性狀的QTL定位和分子標(biāo)記輔助育種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 以機(jī)收玉米品種陜單650的親本KA105和KB024組配衍生的236個(gè)F2：3群體作為性狀評(píng)價(jià)群體。F2∶3群體材料由西北農(nóng)科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2019年4月，將F2：3群體種植于寶雞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院劉家塬試驗(yàn)基地，單行隨機(jī)播種，行長(zhǎng)3m，行距60cm，株距18.5cm，不設(shè)重復(fù)。群體內(nèi)混合授粉，其他管理同常規(guī)大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 在拔節(jié)期（7葉展）選擇生長(zhǎng)一致的5株玉米植株掛牌標(biāo)記葉齡和植株，按照生育進(jìn)程進(jìn)行調(diào)查。吐絲期和成熟期用植物莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀（M391942）測(cè)定地上第3節(jié)節(jié)間中部莖稈穿刺強(qiáng)度（rind penetration strength，RPS），每份測(cè)定5株，取平均值。授粉結(jié)束后，測(cè)量株高和穗位高，調(diào)查單株綠葉數(shù)，每份調(diào)查5株，取平均值。收獲期收獲小區(qū)全部果穗，隨機(jī)選取5個(gè)果穗進(jìn)行考種，測(cè)定穗粗、穗長(zhǎng)，計(jì)數(shù)穗行數(shù)和行粒數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理 用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并對(duì)個(gè)性狀進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，Spss 19.0繪制各性狀的次數(shù)分布圖，統(tǒng)計(jì)群體內(nèi)性狀次數(shù)分布的偏度和峰度。

2 結(jié)果與分析

2.1 親本和F2：3群體株型性狀比較 從表1可以看出，自然條件下群體的2個(gè)親本KA105和KB024在株高、穗位高、花期和成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度等4個(gè)株型性狀上表現(xiàn)出較大的差異，證明其遺傳背景存在較大差異。從F2∶3群體株型性狀來看，除花期莖稈穿刺強(qiáng)度外，其余3個(gè)株型性狀的平均值高于高值親本，說明這些性狀高值為顯性，低值為隱性，存在正向超親優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢(shì);花期莖稈穿刺強(qiáng)度的平均值介于雙親之間，說明其表現(xiàn)為不完全顯性。F2∶3群體的5個(gè)株型性狀變異范圍均超過雙親值的范圍，變異系數(shù)范圍為5.13%～20.44%，其中成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度的變異系數(shù)最大（CV=20.44%）;變異最小的性狀是株高（CV=9.23%），株高、穗位高和花期莖稈穿刺強(qiáng)度變異系數(shù)居中。變異系數(shù)大和居中的3個(gè)性狀分離范圍廣，變異類型多，進(jìn)行選育新品種的潛力較大。

2.2 F2∶3群體株型性狀分布及其特點(diǎn) 就偏度而言，除株高（-0.053）個(gè)體分布向小于平均數(shù)的方向偏斜外，其余4個(gè)性狀個(gè)體分布都是向大于平均數(shù)的方向偏斜;5個(gè)株型性狀的峰度均小于3，表明它們的分布比較平緩，總體分布比較分散。表2和圖1表明，株高呈負(fù)偏態(tài)連續(xù)分布，穗位高、花期莖稈穿刺強(qiáng)度和成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度均呈正偏態(tài)連續(xù)分布，4個(gè)株型性狀呈典型數(shù)量性狀特征，受微效多基因控制。

2.3 親本和F2：3群體穗部性狀比較 從親本主要穗部性狀來看（表3），KA105的穗粗和穗長(zhǎng)大于KB024，而KB024的穗行數(shù)和行粒數(shù)具有優(yōu)勢(shì)。F2：3群體主要穗部性狀的均值均高于高值親本，表明這些產(chǎn)量性狀均存在正向超親優(yōu)勢(shì)。從變異系數(shù)看，變異最大的性狀是穗行數(shù)（CV=10.72%），變異范圍在12～21行;變異最小的性狀是穗粗（CV=6.51%），變異范圍在3.5～5.5cm。各性狀的變異大小依次為穗行數(shù)>行粒數(shù)>穗長(zhǎng)>穗粗。

2.4 F2∶3群體穗部性狀分布及其特點(diǎn) 從表4和圖5可以看出，F(xiàn)2∶3群體的穗粗、穗長(zhǎng)和穗行數(shù)3個(gè)產(chǎn)量性狀的偏度>0，峰度<3，說明其個(gè)體分布呈正偏態(tài)，且曲線比較平坦。性狀行粒數(shù)的偏度<0，峰度<3，表明其個(gè)體分布呈負(fù)偏態(tài)，且曲線比較平坦。由此可見，穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)和行粒數(shù)4個(gè)穗部性狀呈典型數(shù)量性狀特征，受多基因控制。

2.5 F2：3群體株型和產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析 從表5可以看出，F(xiàn)2：3群體株型和穗部性狀間具有復(fù)雜的相關(guān)性。28對(duì)性狀中，有12對(duì)達(dá)到了極顯著水平，2對(duì)達(dá)到顯著水平。其中，相關(guān)性排名前4位的有：穗長(zhǎng)與行粒數(shù)（0.730）>株高與穗位高（0.637）>穗粗與穗行數(shù)（0.546）>花期莖稈穿刺強(qiáng)度與成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度（0.490）。株高與穗位高、花期莖稈穿刺強(qiáng)度、成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度、穗粗、穗行數(shù)，穗位高與穗粗、穗行數(shù)，穗粗與穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)，穗長(zhǎng)與行粒數(shù)之間呈極顯著正相關(guān);穗位高與行粒數(shù)，成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度與穗長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)。這表明合適的株高穗位比，較高的莖稈穿刺強(qiáng)度，可以有效降低玉米生育后期植株的倒伏率，進(jìn)而保證灌漿的持續(xù)進(jìn)行，這對(duì)于穩(wěn)定玉米產(chǎn)量具有重要的意義。因此，選擇合適的株高穗位比，植株堅(jiān)挺、抗倒伏，果穗較粗的植株，有利于提高產(chǎn)量。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)測(cè)定了236份F2∶3群體的株高、穗位高等8個(gè)主要農(nóng)藝性狀，探討了其主要性狀變異分布和相關(guān)性。結(jié)果表明，成熟期莖稈強(qiáng)度、穗位高和花期莖稈強(qiáng)度的變異最大，說明在該群體中莖稈強(qiáng)度和穗位高這2個(gè)性狀的選擇空間最大。所有性狀的頻率分布均成正態(tài)分布，且分布較平緩，峰態(tài)不明顯，總體變數(shù)的分布比較分散。相關(guān)分析表明，穗長(zhǎng)與行粒數(shù)（0.730）、株高與穗位高（0.637）、穗粗與穗行數(shù)（0.546）、花期莖稈穿刺強(qiáng)度與成熟期莖稈穿刺強(qiáng)度（0.490）之間的相關(guān)性最大，且相關(guān)性極顯著。這表明合適的株高穗位比，較高的莖稈穿刺強(qiáng)度，可以有效降低玉米生育后期植株的倒伏率，進(jìn)而保證灌漿的持續(xù)進(jìn)行，這對(duì)于穩(wěn)定玉米產(chǎn)量具有重要的意義。因此，選擇合適的株高穗位比，植株堅(jiān)挺、抗倒伏，果穗較粗的植株有利于總產(chǎn)量的提高。

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（責(zé)編：張宏民）

作者簡(jiǎn)介：師亞琴（1991—），女，陜西渭南人，農(nóng)藝師，從事玉米遺傳育種與栽培工作。? 收稿日期：2020-04-20