玉米穗頸長與其它農(nóng)藝性狀間的相關(guān)及通徑分析

， ， ， ， ， ， ， (沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)特種玉米研究所， 遼寧 沈陽 110866)

玉米穗頸長與其它農(nóng)藝性狀間的相關(guān)及通徑分析

李曉娜，呂香玲，鐘雪梅，朱敏，王宏偉，劉洪亮，步蘊(yùn)法，李鳳海
(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)特種玉米研究所， 遼寧 沈陽 110866)

以111個(gè)玉米自交系為試材，對玉米雄穗主軸長、穗上節(jié)間長、株高、穗長與穗頸長進(jìn)行了相關(guān)和通徑分析，以探討各性狀對穗頸長的影響。結(jié)果表明，各性狀變異較大，其中穗頸長變異最大，變異系數(shù)達(dá)25.68%。各性狀自交系間差異均達(dá)極顯著水平。各性狀與穗頸長以及各性狀之間均呈極顯著正相關(guān)，各調(diào)查性狀與穗頸長相關(guān)性由大到小的順序是：穗上第5節(jié)間gt;第4節(jié)間gt;第3節(jié)間gt;株高gt;第2節(jié)間gt;第1節(jié)間gt;雄穗主軸長gt;穗長。通徑分析結(jié)果表明，穗上第5節(jié)間、第3節(jié)間、株高對穗頸長有較大的正向直接影響；穗長對穗頸長影響不明顯；穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間對穗頸長的直接通徑系數(shù)為較小的負(fù)值。對穗頸長作用最大的是穗上第5節(jié)間(r=0.71**，p=0.531 1)，其次分別為第3節(jié)間(r=0.65**，p=0.287 3)，株高(r=0.57**，p=0.227 8)。為了獲得穗頸長較長的玉米品種，應(yīng)注重選擇穗上第5節(jié)間、第3節(jié)間較長，株高較高的品種，同時(shí)協(xié)調(diào)好各性狀之間的關(guān)系。

穗頸長； 農(nóng)藝性狀； 相關(guān)分析； 通徑分析

決定理想玉米株型的雄穗性狀包括雄穗大小、雄穗主軸長、穗頸長等，同時(shí)穗頸長是影響玉米機(jī)械化去雄的一個(gè)關(guān)鍵部位，不同玉米品種之間，穗頸長有著顯著差異。玉米穗頸長是一個(gè)受多基因控制的數(shù)量性狀，各農(nóng)藝性狀對其有不同程度的影響，且各性狀之間也相互作用[1-2]。近年來，對株高、節(jié)間長、穗長的相關(guān)性分析已有相應(yīng)研究[3-4]，但對于穗頸長的研究還鮮有報(bào)道。為了明確各農(nóng)藝性狀對穗頸長的影響，本試驗(yàn)對雄穗主軸長、穗上節(jié)間長、株高、穗長與穗頸長進(jìn)行相關(guān)和通徑分析[5-7]，根據(jù)相關(guān)系數(shù)求出各性狀對穗頸長的直接效應(yīng)值和間接效應(yīng)值，研究各性狀對穗頸長作用的大小，為玉米機(jī)械化去雄以及育種選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選擇沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)特種玉米研究所選育的111份普通玉米自交系，于2014年春季種植于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)北試驗(yàn)地。

1.2 試驗(yàn)方法

采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，2行區(qū)，每行15株，行長4 m。觀察記載各生育期，灌漿后期在每小區(qū)連續(xù)取5株測量雄穗主軸長、穗頸長、穗上節(jié)間長(第1、2、3、4、5節(jié)間)、株高，收獲后每小區(qū)取5穗測量穗長。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，如果玉米穗頸長不同自交系間方差顯著，則將其作為目標(biāo)性狀，與其余自交系間方差顯著的性狀進(jìn)行相關(guān)和通徑分析[8]。采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行各項(xiàng)分析[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析

對111份玉米自交系的9個(gè)性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果(見表1)顯示，各性狀處理間方差均達(dá)極顯著，說明不同的玉米自交系9個(gè)性狀具有明顯差異。

2.2 111個(gè)玉米自交系各性狀的變異性分析

從表2可以看出，穗頸長的變異系數(shù)最大，達(dá)25.68%，說明穗頸長在各自交系中存在很大差異，變異范圍廣，遺傳改良潛力也很大，通過育種途徑改良玉米穗頸長是可能的；其它依次為穗上第5節(jié)間、雄穗主軸長、穗上第4節(jié)間、穗長、穗上第1節(jié)間、穗上第3節(jié)間、穗上第2節(jié)間、株高。

表3 玉米自交系9個(gè)性狀間相關(guān)系數(shù)

性狀雄穗主軸長TL穗上第1節(jié)間SFL穗上第2節(jié)間SSL穗上第3節(jié)間STL穗上第4節(jié)間SFOL穗上第5節(jié)間SFIL株高PH穗長EL穗上第1節(jié)間0．23?穗上第2節(jié)間0．25??0．66??穗上第3節(jié)間0．28??0．72??0．88??穗上第4節(jié)間0．35??0．65??0．82??0．93??穗上第5節(jié)間0．37??0．63??0．72??0．88??0．92??株高0．48??0．57??0．51??0．64??0．60??0．60??穗長0．25??0．28??0．23?0．26??0．19?0．24?0．25??穗頸長PN0．38??0．43??0．49??0．65??0．66??0．71??0．57??0．26??

表1 玉米自交系9個(gè)性狀的方差分析

變異來源自由度df雄穗主軸長TL穗上第1節(jié)間SFL穗上第2節(jié)間SSL穗上第3節(jié)間STL穗上第4節(jié)間SFOL穗上第5節(jié)間SFIL株高PH穗長EL穗頸長PN自交系間110125．2683??17．2554??16．4379??19．0798??18．3667??23．9314??3321．869??21．7499??1109．9279??自交系內(nèi)44415．67462．23611．43151．75612．19451．6966103．1182．534210．9684總變異55437．4355．21824．41115．19595．40566．1114742．22016．349630．6174

注：“*”，“**”分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。下同。

表2 111個(gè)玉米自交系9個(gè)性狀的平均值、變異系數(shù)和變化范圍

性狀平均變幅極差變異系數(shù)雄穗主軸長33．04±6．1414．5～5540．518．58穗上第1節(jié)間13．71±2．316．5～24．51816．85穗上第2節(jié)間13．87±2．115．6～2115．415．21穗上第3節(jié)間13．66±2．287．0～211416．69穗上第4節(jié)間13．41±2．346．5～2114．517．45穗上第5節(jié)間13．26±2．477．6～2214．418．63株高202．39±27．05128～28115313．37穗長14．87±2．547．5～2315．517．08穗頸長21．69±5．579～362725．68

2.3 相關(guān)分析

由表3可以看出，9個(gè)性狀間均達(dá)顯著或極顯著。各調(diào)查性狀與穗頸長相關(guān)性由大到小的順序是：第5節(jié)間gt;第4節(jié)間gt;第3節(jié)間gt;株高gt;第2節(jié)間gt;第1節(jié)間gt;主軸長gt;穗長，均與穗頸長呈極顯著正相關(guān)。其中穗上第5節(jié)間與穗頸長相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)為0.71，表明在其它性狀相對穩(wěn)定時(shí)，穗上第5節(jié)間越長，則穗頸長越長；而穗長與穗頸長的相關(guān)性最小，相關(guān)系數(shù)為0.26，可能對穗頸長的影響不大。分析各性狀之間的相關(guān)性可以看出，各節(jié)間長與株高均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)均在0.5以上，表明株高受穗上節(jié)間長的影響比較顯著；雄穗主軸長與穗上第1、2、3節(jié)間的相關(guān)系數(shù)較低，與第4、5節(jié)間、株高相關(guān)系數(shù)相對高一些；從各節(jié)節(jié)間長之間的相關(guān)系數(shù)來看，相鄰節(jié)間的相關(guān)系數(shù)較高，最高可達(dá)0.93，表明相鄰節(jié)間在發(fā)育上具有協(xié)同性；穗長與各性狀的相關(guān)系數(shù)均未超過0.3，表明穗長與各性狀的相關(guān)性較低。

2.4 通徑分析

為進(jìn)一步明確雄穗主軸長、穗上節(jié)間長、株高、穗長對穗頸長的直接效應(yīng)與間接效應(yīng)，還需進(jìn)一步作通徑分析。由表4可以看出，穗頸長直接通徑系數(shù)從大到小排列順序?yàn)樗肷系?節(jié)間(0.531 1)gt;第3節(jié)間(0.287 3)gt;株高(0.227 8)gt;穗長(0.092 6)gt;第1節(jié)間(-0.149 2)gt;第2節(jié)間(-0.186 4)。由于采用逐步回歸的方法，剔出了對穗頸長影響不明顯的雄穗主軸長、穗上第4節(jié)間。

2.4.1 穗上第5節(jié)間對穗頸長的效應(yīng)

穗上第5節(jié)間和穗頸長的相關(guān)系數(shù)為0.71，呈極顯著正相關(guān)，直接通徑系數(shù)為0.531 1，所起直接效應(yīng)最大，通過穗上第3節(jié)間、株高、穗長所起的間接效應(yīng)值為正值，而通過穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間所起的間接效應(yīng)值為負(fù)值，除穗上第3節(jié)間的間接效應(yīng)值為0.252 2外，其它性狀的間接效應(yīng)均不是很大。

2.4.2 穗上第3節(jié)間對穗頸長的效應(yīng)

穗上第3節(jié)間和穗頸長的相關(guān)系數(shù)為0.65，呈極顯著正相關(guān)，直接通徑系數(shù)為0.287 3，所起直接效應(yīng)居次，通過穗上第5節(jié)間、株高、穗長所起的間接效應(yīng)值為正值，且穗上第5節(jié)間的正向間接效應(yīng)值較大，為0.466 3，其它性狀的效應(yīng)值均較小，說明穗上第3節(jié)間對穗頸長的影響受穗上第5節(jié)間的間接影響較大。

表4 6個(gè)性狀與穗頸長的通徑分析

性狀直接通徑系數(shù)間接通徑系數(shù)穗上第1節(jié)間SFL穗上第2節(jié)間SSL穗上第3節(jié)間STL穗上第5節(jié)間SFIL株高PH穗長ELr值穗上第1節(jié)間-0．1492-0．12260．20660．33520．13030．02620．43??穗上第2節(jié)間-0．1864-0．09820．25160．38210．11710．02110．49??穗上第3節(jié)間0．2873-0．1073-0．16320．46630．14540．02390．65??穗上第5節(jié)間0．5311-0．0942-0．13410．25220．13630．0220．71??株高0．2278-0．0854-0．09580．18330．31780．57??穗長0．0926-0．0422-0．04250．07420．12610．05650．0230．26??

2.4.3 株高對穗頸長的效應(yīng)

株高和穗頸長的相關(guān)系數(shù)為0.57，呈極顯著的正相關(guān)，直接通徑系數(shù)為0.227 8，所起直接效應(yīng)居第3位，通過穗上第3節(jié)間、第5節(jié)間、穗長所起的間接效應(yīng)值為正值，而通過穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間所起的間接效應(yīng)值為負(fù)值，其中穗上第5節(jié)間的正向間接效應(yīng)值較大，為0.317 8，其它性狀的效應(yīng)值均較小，說明株高對穗頸長的影響受穗上第5節(jié)間的間接影響較大。

2.4.4 其它農(nóng)藝性狀對穗頸長的效應(yīng)

穗長對穗頸長的直接通徑系數(shù)為0.092 6，直接效應(yīng)值不大，且其它性狀的間接效應(yīng)也較小，直接選擇時(shí)對穗頸長的影響不明顯。穗上第1節(jié)間(-0.149 2)、第2節(jié)間(-0.186 4)對穗頸長的直接作用表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，但它們的效應(yīng)都較弱，由于穗上第3節(jié)間、第5節(jié)間對穗頸長較大的正向間接效應(yīng)抵消了穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間的負(fù)向直接效應(yīng)，最終使得穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間與穗頸長表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)。

3 結(jié)論和討論

在自交系9個(gè)性狀的變異性分析中，穗頸長的變異系數(shù)(25.68%)最大，其它依次為穗上第5節(jié)間、雄穗主軸長、穗上第4節(jié)間、穗長、穗上第1節(jié)間、穗上第3節(jié)間、穗上第2節(jié)間、株高。變異性大代表性狀穩(wěn)定性差，后代易出現(xiàn)分離，遺傳改良的潛力較大，可進(jìn)一步利用穗頸長差異較大的材料構(gòu)建分離群體，通過SSR遺傳圖譜對穗頸長進(jìn)行相關(guān)分析和QTL定位分析。對111個(gè)玉米自交系8個(gè)性狀與穗頸長間的相關(guān)分析表明，玉米雄穗主軸長、穗上節(jié)間長、株高、穗長與穗頸長呈極顯著正相關(guān)，因此在選擇穗頸長較長的品種時(shí)，圍繞這8個(gè)性狀進(jìn)行有針對性的選擇，可以降低目標(biāo)性狀選擇的盲目性，提高育種工作效率。由通徑分析結(jié)果得知，穗上第5節(jié)間、第3節(jié)間、株高對穗頸長有較大的直接影響，而穗長對穗頸長影響不明顯，穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間對穗頸長的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，這些負(fù)直接效應(yīng)有時(shí)會因性狀間的正向間接效應(yīng)而抵消，致使穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間與穗頸長的相關(guān)系數(shù)為正值。

機(jī)械化去雄的有效程度主要取決于母本的特性[10]，母本植株上部葉片稀疏，穗頸長和穗上節(jié)間較長均有助于進(jìn)行機(jī)械化去雄。在選育穗頸長較長的玉米品種時(shí)，要注重穗上第5節(jié)間、第3節(jié)間、株高3個(gè)性狀的選育，尤其是穗上第5節(jié)間的選擇。對穗長、穗上第1節(jié)間、第2節(jié)間等其余性狀的選擇，可根據(jù)育種目標(biāo)的要求適當(dāng)放寬。

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Correlation and Path Analysis Between Tassel Neck Length and Other Agronomic Traits in Maize

LIXiaona,LüXiangling,ZHONGXuemei,ZHUMin,WANGHongwei,LIUHongliang,BUYunfa,LIFenghai

2016-02-20

遼寧省玉米育種及配套技術(shù)研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)-玉米高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗新品種選育及配套栽培技術(shù)(編號：2014201003)；遼寧省農(nóng)村科技特派團(tuán)-遼寧玉米主要性狀基因定位與分子標(biāo)記輔助育種研究(編號：2014215031)。

李曉娜(1990—)，女，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人；碩士，研究方向：作物遺傳育種；E-mail:youraisemeup.li@qq.com。

李鳳海(1966—)，男，遼寧省康平縣人；博士，教授，主要從事玉米遺傳育種及玉米高產(chǎn)栽培生理研究；E-mail:lifenghai@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.07.073

S 513

A

1001-4705(2016)07-0073-03