不同基因型種子籽粒大小對玉米生長發(fā)育的影響

張海嬌 李志強(qiáng) 鄒原東

摘要 ? ?本文將4個(gè)玉米自交系按照籽粒大小分成8組作為試驗(yàn)材料，研究了籽粒大小對玉米生長發(fā)育及其產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，同一自交系種子的籽粒大小與玉米的生育進(jìn)程無相關(guān)性，對玉米前期生長有一定的影響，對玉米籽粒產(chǎn)量的影響則因自交系而異。

關(guān)鍵詞 ? ?玉米;籽粒大小;生長發(fā)育;產(chǎn)量

中圖分類號 ? ?S513 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0001-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?Four maize inbred lines were divided into eight groups according to grain size as experimental materials， and the effects of grain size on maize growth， development and yield were studied. The results showed that the grain size of maize from the same inbred line had no correlation with its growth process， had some influence on the early growth of maize， and had different effects on the grain yield.

Key words ? ?maize; grain size; growth and development; yield

玉米是重要的糧食作物、飼料作物，也是重要的工業(yè)原料。在世界谷類作物中，玉米的種植面積、總產(chǎn)量和平均單產(chǎn)均居首位。玉米種子的發(fā)育是個(gè)體發(fā)育的最初階段，這一階段發(fā)育的好壞，不僅和玉米種子本身的播種品質(zhì)有密切關(guān)系，同時(shí)也可以影響下一代的生長發(fā)育，還有可能使種性發(fā)生不同程度的改變。玉米粒重是構(gòu)成籽粒產(chǎn)量的基本性狀之一，從理論上說，只要保證單位面積的果穗數(shù)和每穗粒數(shù)，提高粒重就有望增加產(chǎn)量[1]。因此，選育大粒型玉米自交系是提高玉米產(chǎn)量的重要途徑之一[2]。以玉米籽粒生長特性為基礎(chǔ)進(jìn)行大粒型育種的效果又取決于對3個(gè)問題的研究：一是各籽粒生長特性在決定籽粒大小中的相對重要性;二是各性狀的遺傳規(guī)律如何;三是通過各籽粒生長特性間接選擇粒重是否較直接選擇粒重具有更佳的遺傳進(jìn)展。目前，尚未見到關(guān)于第3個(gè)問題的報(bào)道，而第1、2個(gè)問題研究的結(jié)果也不盡一致[3-6]。因此，從探討玉米粒徑大小與生長關(guān)系出發(fā)進(jìn)一步研究粒徑大小是否與產(chǎn)量有關(guān)，對于玉米大粒型高產(chǎn)育種和栽培無疑具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)材料取自2018 年在北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院科技示范園種植的4個(gè)鮮食玉米自交系，分別為34-1、26-1、24-1、26-5。將以上4個(gè)自交系均按籽粒大小再次分類，分別標(biāo)號為34-1大、34-1小、26-1大、26-1小、24-1大、24-1小、26-5大、26-5小。經(jīng)測定，各自交系百粒重如表1所示。

1.2 ? ?試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)分室內(nèi)、室外2種方法。

1.2.1 ? ?室外試驗(yàn)。室外試驗(yàn)4個(gè)不同自交系的不同粒徑計(jì)8個(gè)處理，3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，5 m行長，4行區(qū)，對其各自植株及果穗進(jìn)行研究。

在生長初期進(jìn)行1次調(diào)查，每個(gè)區(qū)中隨機(jī)抽取5株植株測量幼苗高度，并對自交系的發(fā)芽率進(jìn)行調(diào)查。

在收獲期進(jìn)行1次調(diào)查，每個(gè)區(qū)中隨機(jī)抽取10株植株測量株高、穗位高、葉片數(shù)、底徑粗。取下抽取植株的果穗并進(jìn)行室內(nèi)考種，項(xiàng)目有穗長、穗粗、百粒重、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重、軸重。

1.2.2 ? ?室內(nèi)試驗(yàn)。將試驗(yàn)用的沙子高溫消毒，同時(shí)發(fā)芽盒用清水沖洗、晾干，內(nèi)部用乙醇消毒。試驗(yàn)用種子每個(gè)自交系隨機(jī)選出150粒。每50粒種子裝于一個(gè)發(fā)芽盒內(nèi)（沙床含水量15%，種子整齊擺放），覆1 cm厚沙子，置于光照培養(yǎng)箱中。在不影響植物正常生長的情況下，查出發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率以及發(fā)芽勢。將植株取出，盡量避免傷到植株的根。洗去植株上的沙子、晾干，測量幼苗高度、幼苗重量、根部長度、根部重量。

1.3 ? ?數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件和DPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?室外試驗(yàn)

2.1.1 ? ?自交系發(fā)芽率。由表2可以看出，除34-1外，其他自交系都是粒徑小的發(fā)芽率高;且26-1粒徑不同的2組間相差極大。因此，還需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.1.2 ? ?植株性狀。由表3可以看出，24-1小與24-1大的穗位高差異極顯著，26-1小與26-1大在葉片數(shù)表現(xiàn)差異顯著，其他自交系在株高、穗位高、葉片數(shù)、底徑粗性狀上差異表現(xiàn)不顯著。

2.1.3 ? ?果穗性狀。不同玉米自交系的穗長、穗粗、百粒重、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重、軸重如表4所示。

2.2 ? ?室內(nèi)試驗(yàn)

2.2.1 ? ?自交系發(fā)芽率。在不影響植物正常生長的情況下，查出發(fā)芽數(shù)，進(jìn)而計(jì)算發(fā)芽勢以及發(fā)芽率。由表5可以看出，除自交系26-5和34-1是粒徑小的發(fā)芽率高外，其他自交系都是粒徑大的發(fā)芽率高，而自交系24-1粒徑大的與粒徑小的相差很大，因此還需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.2.2 ? ?幼苗農(nóng)藝性狀。不同玉米自交系幼苗高度、幼苗重量、根部長度、根部重量如表6所示。

3 ? ?結(jié)論與討論

3.1 ? ?室外試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果表明，除34-1外，其他3個(gè)自交系都是粒徑小的發(fā)芽率高，而且26-1粒徑大的與粒徑小的出苗率相差很大，4個(gè)自交系出苗率都不整齊。4個(gè)自交系株高和底徑粗與種子粒徑大小無關(guān);穗位高僅自交系24-1差異顯著，因而不能說明玉米穗位高與種子粒徑大小有關(guān)，差異大也可能是由于田間管理等方面導(dǎo)致。4個(gè)自交系穗長、穗粗、百粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)、禿尖長、穗重、軸重與種子粒徑大小無關(guān)。綜上所述，田間試驗(yàn)表明，玉米種子粒徑的大小與其生長發(fā)育無必然聯(lián)系。

3.2 ? ?室內(nèi)試驗(yàn)

除26-5和34-1外，其他2個(gè)自交系都是粒徑大的發(fā)芽率高，而且24-1粒徑大的與粒徑小的發(fā)芽率相差較大，4個(gè)自交系發(fā)芽率都比較高。4個(gè)自交系株高和株重與種子粒徑大小無關(guān)。4個(gè)自交系根長、根重方面，由于只有一個(gè)自交系差異顯著，因而不能說明玉米幼苗的根長、根重與種子粒徑大小有關(guān)，且差異也可能由于管理等方面導(dǎo)致。綜上所述，同一自交系的籽粒大小與玉米的生育進(jìn)程無相關(guān)性，對玉米前期生長有一定的影響，對玉米籽粒產(chǎn)量的影響則因自交系而異。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 劉樹坤，楊汭華.中國玉米生產(chǎn)的技術(shù)效率損失測算[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，40（3）：389-395.

[2] 夏彤.中國玉米及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展可持續(xù)研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[3] 汪文杰，陳科力，吳鐘聆，等.不同產(chǎn)地不同粒徑半夏種莖發(fā)芽和生長能力比較[J].中國藥師，2010，13（6）：774-775.

[4] 馬占軍，周喜旺，王漢寧，等.普通玉米主要品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，44（1）：60-63.

[5] 魏亞萍，王璞，陳才良.關(guān)于玉米粒重的研究[J].植物學(xué)通報(bào)，2004，21（1）：37-43.

[6] 鄭有良，賴仲銘，楊克誠.玉米籽粒生長特性與籽粒大小的關(guān)系及其遺傳研究[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1985，3（2）：73-80.