部分青貯玉米自交系萌發(fā)期耐低溫性評(píng)價(jià)

周 羽 李 鋒 劉顯君 董 玲 李 昊 李巖濤 張險(xiǎn)峰 張 林

（1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150030；2 黑龍江省種業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，哈爾濱 150008）

玉米是我國主要糧食作物和重要的工業(yè)生產(chǎn)原料，其產(chǎn)量的高低關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。玉米（Zea maysL.）是原產(chǎn)中南美洲的喜溫作物，對(duì)低溫抗性較弱，溫度低于10～15℃時(shí)易遭受冷害[1]。作為我國玉米種植區(qū)之一，東北受地理位置、氣候等多種因素限制，低溫冷害已經(jīng)成為影響玉米生長發(fā)育的主要非生物脅迫[2]，萌發(fā)期遭遇低溫冷害會(huì)導(dǎo)致出苗時(shí)間延長甚至死亡，出苗率降低，抑制幼苗的正常生長發(fā)育，降低產(chǎn)量。

青貯玉米是一類擁有較高應(yīng)用價(jià)值的飼料型玉米，但在北方地區(qū)易遭受低溫冷害而影響其生長發(fā)育和產(chǎn)量。玉米生長發(fā)育各時(shí)期均可能遭遇冷害，但萌發(fā)期是整個(gè)生長周期中最敏感的時(shí)期之一，據(jù)報(bào)道[3-8]，發(fā)芽率（GR）、發(fā)芽指數(shù)（GI）、根長（RL）、芽長（SL）等指標(biāo)均可用于評(píng)價(jià)玉米萌發(fā)期耐低溫性強(qiáng)弱。此外，處理組與對(duì)照組之比即相對(duì)值也可作為衡量指標(biāo)[4]。為提高青貯玉米萌發(fā)期的低溫抗性，以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所前期選育的25 份青貯玉米自交系為材料，在萌發(fā)期進(jìn)行耐低溫性鑒定，評(píng)價(jià)其抗性，以期為選育出耐低溫青貯玉米新品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料25 份玉米自交系：P138、東101、LX347、CA87、DNC34、DN4206、DN101、L288、DN2VK、DN8792、DN6082、XL326、DN3417、東0752、DN3517、DN6088、LX247、LX350、齊319、LX128、LX896、DN6794、LX897、DN8467、東1524。

1.2 試驗(yàn)方法取狀態(tài)良好的玉米種子，于1%次氯酸鈉溶液中浸泡5min 進(jìn)行消毒，去離子水沖洗3 次[9]。采用實(shí)驗(yàn)室前期建立的玉米萌發(fā)期耐低溫性評(píng)價(jià)體系，分別設(shè)置處理組（10℃）和對(duì)照組（25℃），進(jìn)行室內(nèi)萌發(fā)期耐低溫性鑒定。每份材料選取50 粒種子，重復(fù)3 次。

水中浸泡6h 后取出種子并置于發(fā)芽紙（13cm×19cm）上，處理組采用BD-PRXD-450 人工氣候箱于10℃處理30d 后轉(zhuǎn)至15℃處理7d（濕度65%±5%、光照0lx）；對(duì)照組采用MGC-250P 人工氣候箱于25℃培養(yǎng)6d（濕度65%±5%、光照0lx）[10]。

以胚芽鞘長度超1cm 作為發(fā)芽的判斷標(biāo)準(zhǔn)[10]。處理組10℃第30d 計(jì)算GR，15℃第7 天測量SL，并用Epson Perfection V800 根系掃描儀掃描RL、根表面積（RSA）、根平均直徑（RAD）、根體積（RV），計(jì)算SVI；對(duì)照組第6 天測量上述指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理各指標(biāo)測量及計(jì)算方式詳見表1。

表1 不同指標(biāo)的測量或計(jì)算方式

為降低因材料遺傳背景帶來的差異，以相對(duì)值為指標(biāo)來評(píng)價(jià)玉米自交系萌發(fā)期的耐低溫性強(qiáng)弱，具體計(jì)算公式如下：相對(duì)值=低溫測定值/常溫測定值

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析利用SPSS 26.0 對(duì)25 份玉米自交系 的RGI、RGR、RSL、RSVI、RVI、RRL、RTL 7 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行單因素ANOVA 方差分析。結(jié)果表明（表2），組間僅RRL 差異不顯著，RSL 差異顯著，其余5 個(gè)指標(biāo)均達(dá)極顯著水平。說明上述5 個(gè)指標(biāo)在組合間存在由自交系內(nèi)在遺傳因素決定的真實(shí)遺傳差異，可用作進(jìn)一步分析。

表2 不同玉米自交系7 個(gè)耐低溫指標(biāo)的方差分析

2.2 性狀相關(guān)性分析對(duì)25 份玉米自交系的7 個(gè)耐低溫性指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明（表3），各指標(biāo)均存在相關(guān)性，其中RGI 與RRL 顯著相關(guān)，其余指標(biāo)間均呈極顯著相關(guān)。因此可認(rèn)為除RRL外的6 個(gè)指標(biāo)更適宜用于評(píng)價(jià)玉米自交系萌發(fā)期耐低溫性。

表3 不同玉米自交系7 個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性

由表4 可知，對(duì)照除LX247、DN8467 和東1524 外的22 個(gè)自交系發(fā)芽率均超過80%，說明試驗(yàn)材料發(fā)芽能力較強(qiáng)；在10℃條件下，各自交系發(fā)芽率較對(duì)照（25℃）均出現(xiàn)下降。從相對(duì)發(fā)芽率看，CA87 耐低溫性最強(qiáng)，DNC34 次之，而DN8467 最弱；從相對(duì)發(fā)芽指數(shù)來看，DN6088 的耐低溫性最強(qiáng)，東101、DNC34、DN3517 次之，DN8467 和東1524 耐低溫性最弱。

2.3 聚類分析以RGR、RGI 和RVI 為基礎(chǔ)對(duì)25份玉米自交系進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果表明，當(dāng)半偏復(fù)相關(guān)系數(shù)的平方值為2.5 時(shí)可將其分為以下5 類（圖1）：5 份高度耐低溫材料為P138、東101、LX347、CA87 和DNC34；6 份中度耐低溫材料為DN4206、DN101、L288、DN2VK、DN8792 和DN6082；5 份中性材料為XL326、DN3417、東0752、DN3517 和DN6088；5 份中度敏感材料為LX247、LX350、齊319、LX128 及LX896；4 份高度敏感材料為DN6794、LX897、DN8467、東1524，與表4 結(jié)論一致。

3 結(jié)論

通過玉米萌發(fā)期低溫發(fā)芽試驗(yàn)，借助方差分析、相關(guān)性分析、聚類分析等多種手段對(duì)25 份玉米自交系進(jìn)行耐低溫性鑒定及評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)P138、東101、LX347、CA87 和DNC34 共5 份高度耐低溫材料；DN4206、DN101、L288、DN2VK、DN8792及DN6082 等對(duì)低溫也有一定抗性，均可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為提高玉米對(duì)低溫的耐受程度提供良好的種質(zhì)資源。

表4 低溫脅迫下玉米自交系部分耐低溫指標(biāo)的變化

圖1 25 份玉米自交系耐冷性等級(jí)劃分