外引西南玉米種質(zhì)材料鑒定與評價

蒙成 梁慶平 吳地 蔣益敏 吳烈

(廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南寧 530007)

1 引言

玉米雜種優(yōu)勢利用可顯著提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì),對保證糧食安全、提高農(nóng)業(yè)競爭力和增加農(nóng)民收入起重要作用。當(dāng)前,玉米育種材料遺傳基礎(chǔ)狹窄,基因庫日益貧乏,限制了玉米育種的發(fā)展[1]。玉米在長期進(jìn)化過程中,創(chuàng)造了相當(dāng)豐富的種質(zhì)資源。國外優(yōu)良玉米種質(zhì),尤其是美國玉米種質(zhì)的引進(jìn)和利用,對我國玉米育種科技進(jìn)步產(chǎn)生了很大作用,使我國玉米育種水平處于世界前列[2～5]。玉米高產(chǎn)育種的基礎(chǔ)是種質(zhì)創(chuàng)新,選育高產(chǎn)、超高產(chǎn)的優(yōu)良品種,拓寬玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)是關(guān)鍵,只有突破遺傳基礎(chǔ)狹窄的瓶頸,才能培育出綜合抗性好、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)多種環(huán)境的優(yōu)良品種。因此,玉米育種需要引入新的外來種質(zhì),研究其性狀特征,合理地進(jìn)行直接組配以及間接利用以改良當(dāng)?shù)赜衩缀诵姆N質(zhì),擴(kuò)增玉米種質(zhì)基礎(chǔ),進(jìn)一步提高雜種優(yōu)勢利用水平。西南地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣,形成了豐富的玉米地方品種資源類型,這些品種資源適應(yīng)性強(qiáng),耐瘠、耐寒、耐旱、耐蔭,既適應(yīng)高區(qū)坡地的粗放條件,也適應(yīng)水肥條件好的壩地栽培[6]。本試驗(yàn)于2017年從云南、貴州、四川引入一批優(yōu)良種質(zhì)材料,通過性狀鑒定等分析其適應(yīng)性、特異性,有針對性選擇進(jìn)行種質(zhì)擴(kuò)增改良,提高廣西玉米育種成效。

2 材料與方法

2.1 供試材料

供試的33份外引西南玉米種質(zhì)材料均具有當(dāng)?shù)匮?2017年分別從云南、貴州、四川引進(jìn),其中云南15份、貴州10份、四川8份。見表1。

表1 玉米種質(zhì)材料來源表

2.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2017年在廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院作物研究所玉米育種科研基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤肥力中等,地力均勻、平坦、光照好、排灌方便,海拔110m。前茬作物玉米。

2.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)4行區(qū),行長4m,單行種植,行距0.7m,株距0.27m,2次重復(fù),播種采用人工點(diǎn)播,單株留苗,人工套袋授粉。

2.4 項(xiàng)目測定方法

2.4.1 株高、穗位高、莖粗 田間調(diào)查項(xiàng)目:株高(cm)、穗位高(cm)、莖粗(地上第二節(jié)、cm);在玉米成熟后期,每小區(qū)測定10株,取平均值。

2.4.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素測定 收獲時,選擇均勻果穗10個測定產(chǎn)量,取平均值即單株產(chǎn)量;同時測量穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重,取平均值。

2.4.3 抗病性評價 按廣西玉米區(qū)域試驗(yàn)病蟲害記載標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.4.4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)處理與分析采用excel2007、DPS7.55數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

3 結(jié)果與分析

3.1 種質(zhì)材料綜合性狀比較

3.1.1 外表性狀 由表2可知,供試材料株高變異系數(shù)最小,變化范圍174～263cm,均值為229.3cm,標(biāo)準(zhǔn)差為22.5,變異系數(shù)為9.8%;株高在均值以上的材料有18個,株高均較高。穗位高變化范圍70～160cm,均值為115.2cm,標(biāo)準(zhǔn)差為22.4,變異系數(shù)為19.4%;穗位高在均值以上的材料有15個,穗位普遍較高。莖粗變化范圍2.0～4.5cm,均值為2.9cm,標(biāo)準(zhǔn)差為0.6,變異系數(shù)為20.7%;莖粗在均值以上的材料有15個,莖稈粗壯材料較豐富。(表2)

3.1.2 果穗性狀 果穗禿尖變異系數(shù)最大,變化范圍0.5～6.9cm,均值為1.9cm,標(biāo)準(zhǔn)差為1.3,變異系數(shù)為73.7%;禿尖在均值以上的材料有13個。穗長變化范圍為9.8～19.5cm,均值為14.2cm,標(biāo)準(zhǔn)差為2.6,變異系數(shù)為18.3%;穗長在均值以上的材料有13個。穗粗變化范圍為2.8～5.4cm,均值為3.7cm,標(biāo)準(zhǔn)差為0.7,變異系數(shù)為18.9%;穗粗在均值以上的材料有13個。穗行數(shù)變化范圍為10.0～19.8行,均值為14.2行,標(biāo)準(zhǔn)差為2.1,變異系數(shù)為14.8%;穗行數(shù)在均值以上的材料有12個。穗粒數(shù)變化范圍為172～675粒,均值為366.0粒,標(biāo)準(zhǔn)差為109.3,變異系數(shù)為29.9%;穗粒數(shù)在均值以上的材料有13個,其中400粒以上的材料有9個。百粒重變化范圍為9～52g,均值為25.9g,標(biāo)準(zhǔn)差為8.5,變異系數(shù)為32.8%;百粒重在均值以上的材料有16個,其中大于30g的材料有9個。(表2)

3.1.3 產(chǎn)量性狀 單株產(chǎn)量變異程度較大,最大值為189.1g,最小值為24.7g,均值為91.3g,標(biāo)準(zhǔn)差為39.1,變異系數(shù)為42.8%;單株產(chǎn)量在100 g以上的材料有13個。(表2)

表2 不同性狀變異分析

結(jié)果得出,禿尖變異系數(shù)最大,為73.7%,表明一些供試種質(zhì)材料適應(yīng)性差,受精不良;單株產(chǎn)量、百粒重、穗粒數(shù)、莖粗、穗位高、穗粗、穗長的變異系數(shù)較大,分別為 42.8%、32.8%、29.9%、20.7%、19.4%、18.9%、18.3%,表明供試品種具有豐富的遺傳多樣性,大粒種質(zhì)豐富、莖稈粗壯、但穗位普遍較高。株高變異系數(shù)最小,但均值較大(為229.3cm),株高在均值以上的材料有18個,表明供試材料株高總體較高。

3.2 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的相關(guān)性

為更好地看出每份種質(zhì)材料的優(yōu)缺點(diǎn),對33份供試材料的農(nóng)藝性狀與其產(chǎn)量間的相關(guān)性進(jìn)行初步分析,從表3得出,17-1穗粗、百粒重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),莖粗、穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),株高、穗位高、禿尖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)果穗大、籽粒大、綜合性狀較好,是較優(yōu)良的材料;17-2穗粗與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),株高、莖粗、穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān),穗位高、禿尖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)果穗大、綜合性狀較好;17-3穗粗、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),穗位高、穗行數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān),株高、莖粗、穗長、禿尖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)果穗大、粒數(shù)多,綜合性狀較好,是較優(yōu)良的材料;17-4株高、穗粗、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān),穗位高、禿尖、穗長、粗莖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),該種質(zhì)株高較高,綜合性狀一般;17-5禿尖、穗長、穗位高與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)不理想;17-6百粒重、粗莖、穗粗、禿尖、穗粒數(shù)、株高與產(chǎn)量呈正相關(guān),穗位高、穗長、穗行數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-7穗長、穗粗、百粒重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),株高、穗位高、禿尖、穗行數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),莖粗與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)穗大、穗長、籽粒大,綜合性狀表現(xiàn)突出,是較優(yōu)良的材料;17-8禿尖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)禿尖小,綜合性狀較好;17-9穗粗、百粒重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),穗位高、穗長、禿尖、穗行數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),株高、粗莖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)穗大、粒大,綜合性狀較好,是較優(yōu)良的材料;17-10株高、禿尖、百粒重、穗粒數(shù)、穗行數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-11穗位高、粗莖、穗長、穗粗與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)除果穗較長外,其它綜合性狀較差;17-12穗長、禿尖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)禿

尖小、但果穗短、植株及穗位較高,其它綜合性狀較好;17-13粗莖、穗粗與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),株高與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)植株粗壯且較矮、穗大,綜合性狀表現(xiàn)較好;17-14株高、穗長與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-15粗莖、穗長、穗粗、禿尖、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)雖禿尖較短,但綜合性狀一般;17-16穗行數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),株高、穗位高、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)行數(shù)較多、植株及穗位較高,其余綜合性狀一般;17-17穗粒數(shù)、穗行數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)籽粒少、行數(shù)少,綜合性狀表現(xiàn)一般;17-18穗長、禿尖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),該種質(zhì)果穗雖較短,但禿尖小,其余綜合性狀一般;17-19穗長、穗粒數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)禿尖小,綜合性狀較好;17-20株高、粗莖、禿尖、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)禿尖小、植株較矮,其余綜合性狀一般;17-21穗粒數(shù)、穗長、穗粗、穗行數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),禿尖、百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān),株高、穗位高、粗莖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)雖禿尖較大,但其余性狀表現(xiàn)較突出,是較優(yōu)良的材料;17-22粗莖、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)植株粗壯、植株穗位較矮、行數(shù)多、籽粒大且粒數(shù)較多,雖然無突出的農(nóng)藝性狀,但綜合性狀中上;17-23穗粗、禿尖、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)綜合性狀較差;17-24株高、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)植株雖較矮,但綜合性狀較差;17-25禿尖、穗粒數(shù)、百粒重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),粗莖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),說明該種質(zhì)雖禿尖較大,但穗粒數(shù)多、籽粒較大,綜合性狀較好;17-26穗粗、百粒重與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),該種質(zhì)雖果穗較長、行數(shù)較多,但其它性狀與產(chǎn)量間的相關(guān)性一般,說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-27株高、穗位高、粗莖、穗行數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),該種質(zhì)雖穗行數(shù)及籽粒較多,但其它性狀與產(chǎn)量間的相關(guān)性一般,說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-28除穗長與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),是表現(xiàn)較差的材料;17-29除穗粗與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),與17-28一樣是表現(xiàn)較差的材料;17-30株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)且一般,其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-31株高、粗莖與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),但相關(guān)性一般,說明該種質(zhì)綜合性狀一般;17-32穗粗與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān),但相關(guān)性一般,說明該種質(zhì)果穗較小、綜合性狀一般;17-33穗長、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān),其余性狀與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),即使果穗較長、穗粒數(shù)較多,但其它性狀綜合表現(xiàn)較差,選擇須謹(jǐn)慎。

表3 33份種質(zhì)材料性狀與其產(chǎn)量間相關(guān)性比較

3.3 供試種質(zhì)材料的鑒定篩選

經(jīng)過對供試種質(zhì)材料性狀與其產(chǎn)量間相關(guān)性比較分析,從中篩選出一批特異種質(zhì)材料:大穗豐產(chǎn)5份、大粒豐產(chǎn)4份、矮稈豐產(chǎn)2份(表4)。

表4 特異種質(zhì)材料主要性狀

在對供試種質(zhì)材料性狀與其產(chǎn)量間相關(guān)性比較分析并從中篩選出特異種質(zhì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對其抗病性進(jìn)行鑒定評價,從中篩選出產(chǎn)量較高、綜合性狀較好的優(yōu)異種質(zhì)材料5份(表5)。

表5 優(yōu)異種質(zhì)材料主要性狀

4 討論

經(jīng)對供試種質(zhì)材料綜合性狀初步鑒定,綜合評估這一批外引種質(zhì)材料中各個材料的應(yīng)用前景,為更合理使用這一批外引材料提供科學(xué)依據(jù)。研究表明,種質(zhì)材料在產(chǎn)量、百粒重、穗粒數(shù)、穗長等方面都表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性,這些材料基本都能適應(yīng)廣西氣候,且具有一些優(yōu)良性狀,有些可作為組配親本直接利用,也可作為育種的種質(zhì)資源,加以改良廣西玉米種質(zhì),增加廣西種質(zhì)資源的遺傳多樣性,克服廣西育出品種的豐產(chǎn)性及抗逆性不足的缺點(diǎn)。

5 結(jié)論

試驗(yàn)篩選出大穗豐產(chǎn)材料5份、大粒豐產(chǎn)材料4份、矮稈豐產(chǎn)材料2份,篩選出產(chǎn)量較高、綜合農(nóng)藝性狀較好的優(yōu)異種質(zhì)材料5份(其中云南材料4份,表現(xiàn)較突出)。這些材料的利用將會對廣西玉米育種起到一定的促進(jìn)作用。