玉米自交系籽粒脫水特性的差異分析

王國宏，孫成韜，董潤楠，邵 帥，王延波

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，遼寧沈陽 110161）

玉米自交系籽粒脫水特性的差異分析

王國宏，孫成韜，董潤楠，邵 帥，王延波

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，遼寧沈陽 110161）

通過對12個玉米自交系成熟期及籽粒自然脫水速率的研究，各個自交系成熟期時籽粒水分在30.68%～38.69%之間，成熟10 d后的籽粒水分在21.59%～26.68%之間；自交系間籽粒自然脫水速率差異顯著，變幅為0.614%～1.201%/d，其中，中晚熟組的昌7-2、PH6WC和中熟組的M54、遼3162脫水速率較快，在育種中可作為脫水快的材料加以利用。

玉米；自交系；含水量；脫水速率

玉米收獲時籽粒含水量過高已成為制約玉米生產(chǎn)全程實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸。籽粒含水量在25%以內(nèi)較為適合機(jī)械化收獲籽粒，隨著籽粒含水量增加，機(jī)收時籽粒損失率、破碎率和雜質(zhì)率明顯增加［1～2］。而我國北方春播玉米區(qū)多數(shù)玉米成熟時籽粒含水量在30%～40%，給收獲、干燥、儲藏、運輸及深加工等環(huán)節(jié)帶來許多困難，增加成本。眾多研究表明玉米成熟時籽粒含水量主要受加性遺傳效應(yīng)影響，且遺傳力較高［1～2］，通過選育籽粒脫水快的玉米自交系，培育熟期適中脫水快的品種是解決機(jī)械化收獲籽粒的主要途徑。本試驗通過對遼寧省12份核心玉米自交系成熟后田間自然條件下脫水速率差異比較分析，為脫水速率快的種質(zhì)創(chuàng)新和機(jī)械收籽粒品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選用近年來遼寧省主栽品種的12個親本自交系，是國內(nèi)核心種質(zhì)，具有較好的代表性。材料概況見表1。

表1 試驗材料的12個玉米自交系基本情況

1.2 試驗方法

試驗于2014～2015年在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院樂東南繁試驗基地進(jìn)行。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)3行，行長6 m，行距0.6 m，株距0.3 m。每個自交系挑選生育期一致的玉米單株，進(jìn)行統(tǒng)一授粉，以此作為授粉的起始日期。自授粉后35 d開始取樣，取樣間隔5 d，授粉后60 d結(jié)束取樣，每次取樣記錄籽粒乳線，當(dāng)籽粒形成黑層作為玉米生理成熟的標(biāo)志［5］。每次取生長正常的果穗3個，并分別取每穗中部100粒測鮮重，于105℃烘箱中殺青30 min，在85℃烘箱中分別烘至恒重。

不同自交系生育期不同，本文著重比較了成熟后10 d內(nèi)籽粒田間自然脫水平均速率。計算方法如下：

取樣時含水量＝［（鮮重-干重）/鮮重］× 100%

平均脫水速率（%/d）＝（成熟時含水量-10 d后含水量）/10。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2003和DPS7.50進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同自交系的成熟期和生育期

以乳線消失和籽粒黑層形成作為玉米自交系成熟的標(biāo)志，各個自交系的吐絲期、成熟期和生育期見表2。

從表2中可知在海南樂東遼3162、B1189Z、鄭58、PH4VC和M54等5個玉米自交系的生理成熟期在吐絲后40～42 d之間，全生育期99～101 d；中106、D1798Z、PH6WC、昌7-2吐絲至成熟需要45～47 d，全生育期104～106 d；自交系C8605、S121和丹598在吐絲后48 d后達(dá)到成熟，全生育期110～112 d。

2.2 12份玉米自交系成熟及其10 d后的籽粒含水量和脫水速率

不同自交系成熟期和成熟10 d后的籽粒含水量見表3，各自交系成熟期的籽粒含水量在30.68%～38.69%之間，成熟10 d后的籽粒含水量在21.59%～26.68%之間，其中兩個時期含水量均高的自交系為丹598、C8605-2、S121、鄭58，兩個時期含水量差別較大的自交系有丹598、M54和遼3162。從脫水速率來看12份自交系間的脫水速率存在顯著的差異，變幅為0.614%～1.201%/d，其中丹598，M54和遼3162成熟后平均脫水速率較快，均在1.128%/d，與C8605等6個自交系5均存在顯著差異，與昌7-2、1189Z和PH6WC等差異不顯著。

2.3 同熟期自交系間脫水速率的差異比較

本試驗所選用的12個自交系分別為3個不同熟期的自交系，同一熟期內(nèi)各自交系成熟10 d后的籽粒自然脫水速率如圖1所示。

丹598、C8605和S121等3個晚熟自交系田間自然脫水速率較快，均在0.924%/d以上，但成熟10 d后籽粒含水量較高，仍在25.7%以上，因此這3個自交系在今后的應(yīng)用中注重籽粒脫水性狀的改良。中晚熟4個自交系中，昌7-2脫水最快，其次是PH6WC，均在0.927%/d以上，與中106和D1798Z脫水速率差異顯著，且成熟10 d后籽粒含水量在24%以下，可以作為成熟后脫水速率快的材料加以利用；中106成熟后脫水較慢，可能與百粒重大和籽粒寬有關(guān)。5個中熟自交系間脫水差異較大，M54、遼3162和B1189Z與PH4VC和鄭58差異顯著，其中M54田間脫水最快，達(dá)到1.136%/的，其次是遼3162為1.128%/d；而且M54和遼3162成熟10 d后籽粒含水量較低，在22%以下，因此這2個系在育種中可以作為快速脫水材料加以應(yīng)用。

表2 供試自交系的吐絲期、成熟期和生育期（d）

表3 12份玉米自交系成熟及其10 d后的籽粒含水量和脫水速率

圖1 不同自交系成熟后10 d內(nèi)的田間脫水速率

3 討論與結(jié)論

眾多研究結(jié)果表明，玉米籽粒脫水速率是一個受多基因調(diào)控的復(fù)雜數(shù)量性狀，玉米成熟后生理活動基本停止，籽粒田間脫水速率主要受到品種內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部氣象條件的影響。為了保證外部氣象條件盡可能的一致，本試驗安排在海南樂東基地，使各個自交系成熟期和收獲期在當(dāng)年的2～3月，這段時間海南光照、風(fēng)、氣溫相對一致，很少降雨，自交系間脫水速率的差異主要源于品種內(nèi)部原因。在本試驗中，各個自交系成熟期時籽粒水分在30.68%～38.69%之間，成熟10 d后的籽粒水分在21.59%～26.68%之間；自交系間籽粒自然脫水速率存在顯著差異，變幅為0.614 %～1.201%/d，多數(shù)脫水較快的玉米自交系，其收獲時含水量也較低，如中晚熟組的昌7-2和PH4WC，中熟組的M54、遼3162，這些材料在育種中可作為脫水較快的材料加以利用。

本試驗比較了不同熟期自交系在成熟期、成熟10 d后的含水量以及脫水速率，結(jié)果表明晚熟自交系在這兩個時期含水量均高于同時期中熟和中晚熟自交系；脫水速率晚熟自交系也相對高于中熟和中晚熟自交系，這點與先前研究結(jié)果不同［6～8］，本人認(rèn)為主要由成熟時天氣條件造成，在南方成熟后氣象條件相對一致，而在北方晚熟自交系成熟期相對較晚，這時日照減少、氣溫下降，外部環(huán)境是造成晚熟自交系脫水慢的主要原因。隨著玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化作業(yè)的推進(jìn)，降低籽粒含水量成為主要育種目標(biāo)，北方大部分收獲玉米時在10月份，通過延長收獲期來降低玉米籽粒含水量相對困難，因此，玉米脫水速率選擇過程中，應(yīng)特別注意生育期的選擇，實現(xiàn)早熟和脫水快相結(jié)合的種質(zhì)改良與創(chuàng)新，培育早熟、含水量低的品種適應(yīng)玉米生產(chǎn)需求。

［1］謝瑞芝，雷曉鵬，王克如，等.黃淮海夏玉米籽粒機(jī)械收獲研究初報［J］.作物雜志，2014（2）：76～79.

［2］柳楓賀，王克如，李健，等.影響玉米機(jī)械收粒質(zhì)量因素的分析［J］.作物雜志，2013（4）：116～119.

［3］才源，李凱，姜濤，等.玉米禿尖性狀的遺傳模型分析及SSR標(biāo)記［J］.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，37（1）：6～13.

［4］張林，張寶石，王振華，等.玉米收獲期籽粒含水量與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)分析［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，40（10）：9～12.

［5］王忠孝，杜成貴，王慶成.玉米籽粒成熟的標(biāo)志—乳線的研究［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986（4）：36，47.

［6］金益，王振華，張永林.玉米雜交種蠟熟期后籽粒自然脫水速率差異分析［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997，28（10）：29～32.

［7］王振華，張忠臣，常華章，等.黑龍江省38個玉米自交系生理成熟期及籽粒自然脫水速率分析［J］.玉米科學(xué)，2001，9（2）：53～55.

［8］李鳳海，郭佳麗，于濤，等.不同熟期玉米雜交種及其親本籽粒脫水速率的比較研究［J］.玉米科學(xué)，2012，20（6）：17～20.

Analysis of Difference on Kernel Dry-down Traits in Maize Inbred Lines

WANG Guo-hong，SUN Cheng-tao，DONG Run-nan，SHAO Shuai，WANG Yan-bo
（Maize Research Institute，Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang，Liaoning 110161）

Using 12 maize inbred lines as the materials.The grain moisture content and dry-down rate of maize were studied after maturity in field.The results showed that grain moisture content in inbred lines variation from 36.88%to 38.69%at maturity.The grain moisture content of inbred lines ranged from 21.59%～26.68%after 10-day-late maturity.In addition，the dry-down rate in inbred lines existed significantly difference whose variation is 0.614%～1.201%/d，The mid-late lines Chang7-2，PH6wc and the middle lines M54，Liao3162 were quick-loss moisture inbred lines，which could be used in maize quick-loss moisture breeding program.

Maize；Inbred line；Grain moisture content；Dry-down rate

S513.01

B

1002-1728（2017）01-0030-04

10.3969/j.issn.1002-1728.2017.01.007

2016-12-23

遼寧省百千萬人才工程項目（2014921029）；遼寧省自然科學(xué)基金項目（2014201002，2015201001）

王國宏（1978-），男，學(xué)士，副研究員，主要從事玉米遺傳育種及種質(zhì)創(chuàng)新工作。

王延波（1966-），男，研究員，主要從事玉米育種工作，E-mail：lnwangyanbo@163.com。