樂山白玉米地方種質(zhì)的初步鑒定＊

□徐敏 江瑞林 陸江 譚義川 顏勇剛，2

/1.樂山市農(nóng)業(yè)科學研究院 2.四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院

本研究以樂山27個白玉米地方種質(zhì)為研究對象，測定株高、穗位高、莖粗、穗長、禿尖、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、葉長、葉寬、雄花長、雄花分枝數(shù)、穗粒重、百粒重，對其遺傳差異進行初步評價，對各農(nóng)藝經(jīng)濟性狀進行相關(guān)分析，并將27個種質(zhì)進行聚類。結(jié)果表明：27個白玉米地方種質(zhì)農(nóng)藝性狀差異很大，其中禿尖長、雄花分枝數(shù)及穗粒重差異最大；各性狀之間存在不同的相關(guān)性，其中穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)與穗粒重呈極顯著正相關(guān)；而聚類分析將27個種質(zhì)分為6類，其中有3類具有明顯的特點，可分別用于豐富矮化、青貯、飼用及食用類種質(zhì)。以上研究為品種改良指定了方向，為育種過程中的選擇提供了依據(jù)，并為群體組配奠定了基礎(chǔ)。

玉米是重要的飼料、工業(yè)加工原料和糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)對保障糧食安全和人民生活具有舉足輕重的戰(zhàn)略作用。我國玉米育種工作中存在一個問題，即親本種類較少，骨干系集中，種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)狹窄[1]。種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)狹窄是玉米育種取得突破性進展的“瓶頸”，種質(zhì)的擴增、改良與創(chuàng)新是解決種質(zhì)基礎(chǔ)狹窄問題的根本途徑[2]。玉米地方品種具有獨特的環(huán)境適應性和豐富的遺傳基礎(chǔ)，其中蘊藏著諸如持綠性[3]、抗病[4]、耐旱[5]和優(yōu)質(zhì)[6]等眾多可被利用的性狀，是不可或缺的種質(zhì)資源。目前，我國已收集整理玉米品種資源1.5萬余份，地方品種大約占90%[7]。然而，玉米育種工作者所利用的玉米地方種質(zhì)資源不足3%，玉米地方種質(zhì)資源的研究和利用有待加強[8]。白玉米因其獨特的色澤和優(yōu)良的適應性及較長的持綠性，長期以來作為西南山區(qū)畜牧業(yè)重要飼料資源而被農(nóng)民自行留種，形成了豐富的地方品種資源[9]。根據(jù)中國作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)有關(guān)白玉米地方品種種質(zhì)資源的地理分布圖和密度分布圖，可以看出西南山區(qū)白玉米地方品種資源極其豐富，約占全國白玉米地方品種資源的1/2～3/4，是白玉米品種選育的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。樂山山區(qū)生態(tài)地理條件復雜，氣候因素差異很大，因此，很有必要對各地區(qū)豐富的白玉米地方種質(zhì)加以收集與研究，分析地方種質(zhì)的優(yōu)良農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀的關(guān)系以及各地方種質(zhì)的類型，對其應用具有十分重要的意義。本研究對樂山27個白玉米地方種質(zhì)的遺傳差異進行了初步評價，對它們的農(nóng)藝經(jīng)濟性狀進行了相關(guān)分析，并將27個種質(zhì)進行聚類，這對優(yōu)良地方種質(zhì)資源的選擇及針對性應用、拓寬玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)，具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料收集和田間試驗設(shè)計

2015～2016年，分別從樂山市金口河區(qū)、峨邊縣、峨眉山市、馬邊縣、沐川縣收集具有地方特色的白玉米地方種質(zhì)27份作為試驗材料，編號1～27。所有材料于2017年春季在樂山市農(nóng)業(yè)科學研究院陳壩基地種植，隨機排列，4行區(qū)，行長3.5m，每行7穴，行距80cm，穴距50cm，每穴2株。其他管理措施同一般大田生產(chǎn)。

1.2 數(shù)據(jù)測定

于玉米成熟期對每個材料抽取中間兩行的中間10株，進行農(nóng)藝性狀調(diào)查，收獲后進行室內(nèi)考種。按照《農(nóng)作物品種試驗技術(shù)規(guī)程——玉米》（NY/T1209-2006）中的記載項目和標準，主要調(diào)查如下性狀：株高、穗位高、莖粗、穗長、禿尖、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、葉長、葉寬、雄花長、雄花分枝數(shù)、穗粒重、百粒重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)分析均在Excel2007及SPSS19.0上進行，參照張力[10]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 白玉米地方種質(zhì)的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

分別對27個樂山白玉米地方種質(zhì)的14個性狀進行方差分析，從方差分析結(jié)果（表1）可以看出，玉米地方種質(zhì)群體各性狀的F值均達極顯著水平，說明27個地方種質(zhì)在各性狀上存在極顯著差異；從各性狀的變異系數(shù)看，禿尖長的變異系數(shù)最大（278.57%），其次是雄花分枝數(shù)（31.10%）和穗粒重（26.55%），說明不同地方種質(zhì)間這3個性狀的遺傳差異較大。

2.2 相關(guān)分析

14個性狀的表現(xiàn)型值相關(guān)系數(shù)見表2。結(jié)果表明：穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)與穗粒重呈極顯著正相關(guān)，穗長、葉寬與穗粒重呈顯著正相關(guān)。雄花分枝數(shù)和百粒重呈顯著負相關(guān)，雄花長和雄花分枝數(shù)呈極顯著負相關(guān)，株高和葉長呈極顯著正相關(guān)，穗長與行粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，穗粗和穗行數(shù)呈顯著正相關(guān)，莖粗和株高及穗位高呈顯著正相關(guān)，株高和穗位高呈極顯著正相關(guān)。

2.3 聚類分析

27個地方種質(zhì)表型性狀的聚類圖見圖1。從圖1可以看出，27個地方種質(zhì)被分為了6類，其中12、13、7、5、8、9為第Ⅰ類，10、16、19、2、17、22、24、4、11、3、1、18為第Ⅱ類，可分為兩個亞類，23、25、6、26、27、15為第Ⅲ類，14、20、21分別各成一類。根據(jù)聚類結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第Ⅱ類種質(zhì)株高、穗位高、莖粗值均最小，株型相對矮小，其中亞類葉片寬度差距較大；第Ⅲ類株高、穗位高、莖粗值均最大，株型相對高大；而第Ⅰ類株型偏中等型，行粒數(shù)多、單穗產(chǎn)量高。

表 1 地方白玉米種質(zhì)各性狀方差分析

3 討論與結(jié)論

由方差分析可見，27個地方種質(zhì)各性狀差異均顯著，變異系數(shù)均較大，這反映了各品種間的遺傳差異較大。樂山高山地區(qū)的生態(tài)條件比較復雜，小氣候差異大，受人為選擇、自然隔離等因素的影響，不同種質(zhì)間存在較大的遺傳差異，一些不同的基因庫，有著多種有利基因，有廣泛的選擇潛力，因此，是組配群體時很有價值的地方材料。但將其引進到海拔低的地方，由于日平均氣溫升高，植株會比原產(chǎn)地高大，繁茂性增強，對其進行應用時應注意株型性狀的改良[11]。

由相關(guān)分析的結(jié)果可以看出，通過對穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長、葉寬進行選擇，單株籽粒產(chǎn)量將有所改變。各性狀間也有一定相關(guān)性，如雄花分枝數(shù)和百粒重呈顯著負相關(guān)，雄花長和雄花分枝數(shù)呈極顯著負相關(guān)，因此，選擇適宜的雄花長和雄花分枝數(shù)對百粒重的改良非常重要，而穗長與行粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，穗粗和穗行數(shù)呈顯著正相關(guān)，在選擇過程中應該注意目標性狀的同步改良[12]。

聚類分析將各地方種質(zhì)進行了分類，選擇地方種質(zhì)作為組配基礎(chǔ)群體的親本時，由于各個類群種質(zhì)各具特色，性狀各有優(yōu)缺點，為滿足遺傳差異大、優(yōu)良性狀多的要求，則可從不同類群中選擇優(yōu)良的地方種質(zhì)相互交配并摻入優(yōu)良的外源種質(zhì)[13]。本研究將收集的27個樂山白玉米地方種質(zhì)分為6類，其中3類具有明顯特色，第Ⅰ類行粒數(shù)多、單穗產(chǎn)量高，因此該類型可用于豐富飼用及食用玉米種質(zhì)基礎(chǔ)；第Ⅱ類種質(zhì)株型相對矮小，可用于改良其他種質(zhì)材料的株型；第Ⅲ類株型相對高大，生物學產(chǎn)量高，可用于組建青貯玉米選系基礎(chǔ)材料。這些種質(zhì)對拓寬現(xiàn)有玉米育種材料的遺傳基礎(chǔ)，克服我國玉米育種種質(zhì)中存在的遺傳瓶頸問題將起到一定作用。

表 2 性狀間的表現(xiàn)型值相關(guān)系數(shù)

圖 1 27個地方種質(zhì)表型性狀的聚類圖