玉米R(shí)IL群體株型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度和通徑分析

王平喜,王苗苗,劉佳惠,張晶晶,進(jìn)茜寧,吳向遠(yuǎn),王輝,謝金良,陳士林*

玉米R(shí)IL群體株型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度和通徑分析

王平喜1,王苗苗1,劉佳惠1,張晶晶1,進(jìn)茜寧1,吳向遠(yuǎn)1,王輝1,謝金良2,陳士林1*

1. 河南科技學(xué)院 生命科技學(xué)院;現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心, 河南 新鄉(xiāng) 453003 2. 武陟縣農(nóng)業(yè)示范中心, 河南 焦作 454950

本文以鄭58和PH6WC構(gòu)建的194個(gè)玉米R(shí)IL家系為研究材料，對(duì)玉米的株高、穗位高、穗上高、雄穗長(zhǎng)、穗上節(jié)間數(shù)、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)6個(gè)株型性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析和通徑分析，以期為玉米新品種的選育提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，玉米R(shí)IL群體的6個(gè)株型性狀的變異系數(shù)相對(duì)較大，多數(shù)大于10%，該群體6個(gè)株型性狀具有較高的改良性?；疑P(guān)聯(lián)度分析表明，穗上高對(duì)株高的影響最大，其關(guān)聯(lián)度為0.8361；5個(gè)株型性狀間穗上高與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)關(guān)聯(lián)度最大，為0.8095。相關(guān)性分析表明，大多數(shù)性狀之間存在顯著正相關(guān)，其中株高與穗上高相關(guān)性最大，為0.885。通徑分析表明，穗上高對(duì)株高的直接作用最大，其直接通徑系數(shù)為0.596，穗上平均節(jié)間長(zhǎng)通過穗上高對(duì)株高的間接作用最大，其間接通徑系數(shù)為0.479。本研究利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法與通徑分析所得結(jié)果一致，證明該方法具有較強(qiáng)的可行性，相關(guān)數(shù)據(jù)可為玉米株型育種提供理論基礎(chǔ)。

玉米; 株型性狀; 灰色關(guān)聯(lián)度分析; 通徑分析

玉米是我國(guó)各類大宗糧食作物中發(fā)展最快、自給率水平最高、生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)最為明顯、增產(chǎn)潛力和消費(fèi)需求增長(zhǎng)空間最大的糧食作物[1]。黃淮海夏播玉米區(qū)是中國(guó)的第2大玉米生產(chǎn)區(qū)，但是由于該地區(qū)處于溫帶和亞熱帶的過渡區(qū)域，在玉米的生產(chǎn)季節(jié)，大風(fēng)、暴雨等不良天氣頻繁發(fā)生，倒伏已經(jīng)成為影響黃淮海地區(qū)夏播玉米產(chǎn)量穩(wěn)定性的重要因子。產(chǎn)量損失程度與倒伏發(fā)生程度和發(fā)生時(shí)期有很大關(guān)系，相同倒伏類型，灌漿期倒伏較大喇叭口期倒伏影響更大；同一生育時(shí)期，莖倒伏比根倒伏影響更明顯[2]。有研究指出，因玉米莖稈倒伏而造成的產(chǎn)量損失往往可達(dá)5%～20%，甚至更高[3-6]，玉米的理想株型具有較高的光能利用效率，具備制造更多干物質(zhì)的生理潛力，實(shí)現(xiàn)了生育期內(nèi)源、庫(kù)和流的協(xié)調(diào)發(fā)展，合理分配光合產(chǎn)物，使植株間的競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到最小狀態(tài)，從而提高產(chǎn)量[7]。株型相關(guān)性狀如株高、穗位高、葉片數(shù)等與植株產(chǎn)量、光合效率、抗倒性等密切相關(guān)，是理想株型設(shè)計(jì)育種的基礎(chǔ)。因此，對(duì)其株型性狀進(jìn)行研究，可以幫助構(gòu)建玉米理想株型，提高玉米的抗倒伏性，并提高玉米產(chǎn)量。

對(duì)于玉米的理想株型，前人已開展了相關(guān)研究[8]。一般而言，育種者傾向于利用構(gòu)成玉米株型的葉型、根型、莖型和穗型等比較容易操作的形態(tài)性狀進(jìn)行選擇育種，通過對(duì)這些形態(tài)性狀的選擇創(chuàng)造玉米理想株型。Mock JJ等[9]研究指出株型性狀影響單株生物產(chǎn)量、抗倒性以及冠層葉片分布，是構(gòu)建理想株型的重要組成部分。曹慶軍等[10]指出抗莖倒伏玉米品種理想株型應(yīng)具備以下特點(diǎn)：株高和穗位高度適中，基部莖節(jié)短，橫切面大；單株生物量不宜過大，果穗大小適中，籽粒灌漿速度平穩(wěn)，灌漿持續(xù)時(shí)間適中；生育后期莖稈持綠性好。Xue J等[11]研究了植株形態(tài)和冠層光照對(duì)玉米莖稈強(qiáng)度和田間倒伏率的影響，研究發(fā)現(xiàn)植株上部葉片小、中部葉片大、下部葉片中等的玉米品種，可以獲得更優(yōu)良的光照條件，品種倒伏能力更強(qiáng)。王飛飛等[12]研究了夏玉米不同土層根系對(duì)花后植株生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的調(diào)控作用，研究發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)栽培中促進(jìn)根系下扎，保持深層根系活力可以防止玉米早衰，提高葉片光合能力和對(duì)氮素的吸收能力，有助于提高玉米單產(chǎn)。劉廣周等[13]研究指出隨著產(chǎn)量潛力的提升，高產(chǎn)玉米品種的株高和穗位高顯著降低，穗位高度比也顯著降低，從而使得高產(chǎn)潛力品種在高密度下冠層內(nèi)有更好的光分布。朱巖等[14]研究指出玉米育種目標(biāo)應(yīng)以出籽率高、穗長(zhǎng)、穗粗、籽粒較多（以半馬齒、硬粒型為好）為主，百粒重、穗行數(shù)偏高為輔。在適宜種植密度下，增加種植密度可以提高單位面積穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量，但是當(dāng)種植密度過大時(shí)，穗粒數(shù)和粒重的下降程度遠(yuǎn)大于單位面積穗數(shù)的增加，產(chǎn)量開始下降[14]。

雖然前人對(duì)玉米的理想株型已做了大量研究，但側(cè)重于株型性狀的考察指標(biāo)相對(duì)較少。本研究以鄭58和PH6WC構(gòu)建的194個(gè)玉米R(shí)IL家系為研究材料，通過對(duì)玉米多個(gè)株型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析和通徑分析，探究影響玉米株高的主要因素，以期為玉米理想株型的構(gòu)建以及抗倒伏、耐密植的玉米新品種選育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究以優(yōu)良玉米自交系PH6WC（先玉335的母本）和鄭58（鄭單958的母本）構(gòu)建的包含194個(gè)F6代重組自交系群體為試驗(yàn)材料。該群體的構(gòu)建過程如下：2015年夏配置了PH6WC和鄭58的雜交組合F1，2015年冬在海南種植F1，經(jīng)過人工套袋自交得到F2，之后采用單粒傳的方法，南繁北育多代自交，到目前已是F7代。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年夏季，在河南科技學(xué)院輝縣試驗(yàn)田，單行區(qū)種植，行長(zhǎng)4 m，行距0.6 m，株距0.2 m，重復(fù)2次；2020年冬季，在河南科技學(xué)院海南南繁試驗(yàn)田，單行區(qū)種植，行長(zhǎng)4 m，行距0.6 m，株距0.2 m，重復(fù)2次。2021年夏季，在河南新鄉(xiāng)、河南洛陽(yáng)、河北邢臺(tái)三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，單行區(qū)種植，行長(zhǎng)4 m，行距0.6 m，株距0.2 m，重復(fù)3次。其中河南新鄉(xiāng)試驗(yàn)點(diǎn)因水災(zāi)過于嚴(yán)重，材料報(bào)廢。整個(gè)田間試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)田的管理措施同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)管理一致。

1.3 主要性狀調(diào)查與測(cè)定方法

在玉米授粉后15 d，測(cè)定每份材料的株型性狀，測(cè)量的株數(shù)為5株。測(cè)定的主要性狀為株高（Plant height，PH）、穗位高（Ear height，EH）、穗上高（Plant height above ear，PHAE）、雄穗長(zhǎng)（Tassel length，TL）、穗上節(jié)間數(shù)（Internode number above ear，INAE）、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)（Average internode length above ear，AILAE），并分別記作1、2、3、4、5、6。

測(cè)定方法如下：株高（1）：由地表到玉米植株雄穗頂端的高度，用cm表示；穗位高（2）：植株從地表到果穗柄著生節(jié)的高度，用cm表示；穗上高（3）：果穗柄著生節(jié)到玉米植株雄穗頂端的高度，用cm表示；雄穗長(zhǎng)（4）：雄穗基部到頂端的長(zhǎng)度，用cm表示；穗上平均節(jié)間長(zhǎng)（5）：果穗柄著生節(jié)以上各節(jié)間長(zhǎng)度的平均值，用cm表示；穗上節(jié)間數(shù)（6）：第1個(gè)果穗柄著生節(jié)以上節(jié)間數(shù)為穗上節(jié)間數(shù)，用個(gè)表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Exce1 2010和SPSS26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)鄧聚龍[16]提出的理論，分別將本研究選用的株型性狀視為同一系統(tǒng)。在對(duì)株高與5個(gè)株型性狀的關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，將株高作為參考數(shù)列，其余各株型性狀作為比較數(shù)列；在對(duì)5個(gè)株型性狀間的相互關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，各株型性狀分別作為相應(yīng)的參考數(shù)列和比較數(shù)列。灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ()＝(Δmin＋Δmax)/( Δi(k)＋Δmax)，其中Δ()＝|X()－0()|，為比較數(shù)列X(與參考數(shù)列0()的絕對(duì)差值；Δmin為Δ()的最小值，Δmax為Δ()的最大值；為分辨系數(shù)，其數(shù)值范圍為0<<1，一般數(shù)值取為0.5。

灰色關(guān)聯(lián)度分析具體步驟參王平喜等[17]的相關(guān)內(nèi)容，相關(guān)性分析參周兆丁等[18]的相關(guān)內(nèi)容，通徑分析參杜家菊等[19]的相關(guān)內(nèi)容。

2 結(jié)果與分析

2.1 RIL群體株型性狀的統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)RIL群體株型性狀的描述統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1。由表可知，各株型性狀偏度和峰度絕對(duì)值均小于1.00，表明這些性狀的表型分布呈正態(tài)分布。一般情況下，變異系數(shù)大于10%，說明該性狀在品種個(gè)體間差異較大，其中株高、穗上高、穗位高、雄穗長(zhǎng)、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)變異系數(shù)均大于10%，雄穗長(zhǎng)變異系數(shù)為14.99%，穗位高變異系數(shù)為14.1%，而穗上節(jié)間數(shù)變異系數(shù)為8.01%，說明雄穗長(zhǎng)和穗位高可選擇的潛力大，是進(jìn)行新品種選育的重要因素。6個(gè)株型性狀變異系數(shù)大小依次為：雄穗長(zhǎng)>穗位高>穗上高>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>株高>穗上節(jié)間數(shù)。

表1 RIL群體株型性狀的統(tǒng)計(jì)分析

2.2 RIL群體株型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.2.1 株高與5個(gè)株型性狀的關(guān)聯(lián)度分析以玉米株高為參考數(shù)列，5個(gè)株型性狀為比較數(shù)列進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果如表2。一般情況下，關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大，表明該性狀對(duì)株高的影響越大。由表可知，穗位高、穗上高、雄穗長(zhǎng)、穗上節(jié)間數(shù)、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)與株高的關(guān)聯(lián)度分別為：0.7735、0.8361、0.7117、0.7109、0.7861，穗上高對(duì)株高的影響最大，穗上節(jié)間數(shù)對(duì)株高的影響最小。5個(gè)株型性狀的關(guān)聯(lián)度大小依次為：穗上高﹥穗上平均節(jié)間長(zhǎng)﹥穗位高﹥雄穗長(zhǎng)﹥穗上節(jié)間數(shù)。

表2 株高與5個(gè)株型性狀的關(guān)聯(lián)度和排序

2.2.2 5個(gè)株型性狀間的關(guān)聯(lián)度分析以5個(gè)株型性狀為參考數(shù)列，各株型性狀分別作為相應(yīng)的參考數(shù)列和比較數(shù)列，構(gòu)成關(guān)聯(lián)度矩陣，分別進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，結(jié)果如表3。由表可知，穗位高與其它株型性狀的關(guān)聯(lián)度依次為：穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗上高>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)，其中穗上平均節(jié)間長(zhǎng)、穗位高和雄穗長(zhǎng)3個(gè)性狀與穗位高的關(guān)聯(lián)度最為緊密，在以其它性狀為參考數(shù)列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度比較時(shí)，穗位高與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)（第2位）的關(guān)聯(lián)度較高。穗上高與其它株型性狀的關(guān)聯(lián)度依次為：穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)>穗位高，其中穗上平均節(jié)間長(zhǎng)、雄穗長(zhǎng)和穗上節(jié)間數(shù)3個(gè)性狀與穗上高的關(guān)聯(lián)最為緊密，在以其它性狀為參考數(shù)列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度比較時(shí)，穗上高與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)（第1位）、雄穗長(zhǎng)（第1位）、穗上節(jié)間數(shù)（第1位）和穗位高（第3位）的關(guān)聯(lián)度較高。雄穗長(zhǎng)與其它株型性狀的關(guān)聯(lián)度為：穗上高>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)>穗位高，其中穗上高、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)和穗上節(jié)間數(shù)與雄穗長(zhǎng)的關(guān)聯(lián)最為緊密，在以其它性狀為參考數(shù)列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度比較時(shí)，雄穗長(zhǎng)與穗上高（第2位）、穗上節(jié)間數(shù)（第2位）、穗上高（第3位）和穗上平均節(jié)間長(zhǎng)（第3位）的關(guān)聯(lián)度較高。穗上節(jié)間數(shù)與其它株型性狀的關(guān)聯(lián)度為：穗上高>雄穗長(zhǎng)>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗位高，其中穗上高、雄穗長(zhǎng)和穗上平均節(jié)間長(zhǎng)3個(gè)性狀與穗上節(jié)間數(shù)的關(guān)聯(lián)最為緊密，在以其它性狀為參考數(shù)列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度比較時(shí)，穗上節(jié)間數(shù)與其它株型性狀關(guān)聯(lián)度不高。穗上平均節(jié)間長(zhǎng)與其它株型性狀的關(guān)聯(lián)度為：穗上高>穗位高>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)，其中穗上高、穗位高和雄穗長(zhǎng)與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)的關(guān)聯(lián)最為緊密，在以其它性狀為參考數(shù)列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度比較時(shí)，穗上平均節(jié)間長(zhǎng)與穗上高（第1位）、穗位高（第1位）、雄穗長(zhǎng)（第2位）和穗上節(jié)間數(shù)（第3位）的關(guān)聯(lián)度較高。

綜合以上結(jié)果，穗上高與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)具有較高的關(guān)聯(lián)度（0.8095）。

表3 5個(gè)株型性狀間關(guān)聯(lián)度分析關(guān)聯(lián)矩陣

2.3 RIL群體株型性狀的相關(guān)性分析

對(duì)RIL群體株型性狀的相關(guān)性分析，結(jié)果如表4。由表可知，大多數(shù)性狀之間存在顯著正相關(guān)，6個(gè)株型性狀中株高與穗上高的相關(guān)性最大，為0.885，穗上平均節(jié)間長(zhǎng)和穗上節(jié)間數(shù)存在負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性最小，為-0.021。株高與5個(gè)株型性狀均存在顯著正相關(guān)，穗位高、穗上高、雄穗長(zhǎng)、穗上節(jié)間數(shù)、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)與株高的相關(guān)性分別為：0.718、0.885、0.413、0.389、0.768，其相關(guān)性大小依次為：穗上高>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗位高>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)。

表4 RIL群體株型性狀的相關(guān)性分析

注：**表示在0.01水平下，相關(guān)性極顯著。

Note: * * indicates that the correlation is very significant at the level of 0.01.

2.4 RIL群體株型性狀的通徑分析

玉米5個(gè)株型性狀對(duì)株高的形成影響可分為直接效應(yīng)和間接效應(yīng), 直接效應(yīng)反映出性狀對(duì)株高形成的相對(duì)重要程度，間接效應(yīng)反映出5個(gè)株型性狀間相互關(guān)系，即各個(gè)株型性狀之間相制約、相互促進(jìn)關(guān)系。為了進(jìn)一步明確玉米株高與5個(gè)株型性狀的直接與間接關(guān)系，進(jìn)行了通徑分析。對(duì)RIL群體株型性狀的通徑分析，結(jié)果如表5。由表可知，穗位高、穗上高、雄穗長(zhǎng)、穗上節(jié)間數(shù)、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)與株高的直接通徑系數(shù)依次為：0.485、0.596、0.044、0.068、0.101，間接通徑系數(shù)依次為：0.229、0.289、0.369、0.321、0.667，直接通徑系數(shù)大小依次為：穗上高>穗位高>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)>雄穗長(zhǎng)，間接通徑系數(shù)大小依次為：穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)>穗上高>穗位高，其中穗上高對(duì)株高的直接影響最大，穗上平均節(jié)間長(zhǎng)通過穗上高對(duì)株高的間接影響最大。

表5 RIL群體株型性狀的通徑分析

3 結(jié)論與討論

本研究采用灰色關(guān)聯(lián)度分析和通徑分析研究了5個(gè)株型性狀與株高的關(guān)系，結(jié)果表明：穗上高、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)和穗位高3個(gè)性狀對(duì)株高的影響最大。灰色關(guān)聯(lián)度分析表明，5個(gè)株型性狀的與株高的關(guān)聯(lián)大小依次為：穗上高>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗位高>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)，5個(gè)株型性狀間穗上高與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)關(guān)聯(lián)度最大，為0.8095；穗上節(jié)間數(shù)與穗上平均節(jié)間長(zhǎng)關(guān)聯(lián)度最小，為0.6871。通徑分析表明，5個(gè)株型性狀與株高的直接通徑系數(shù)大小依次為：穗上高>穗位高>穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)>雄穗長(zhǎng)，間接通徑系數(shù)大小依次為：穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)>穗上高>穗位高。在玉米新品種選育中，應(yīng)注重對(duì)穗上高、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)、穗位高的選擇。

玉米株高和葉夾角相似，影響光在群體冠層中的合理分布，是玉米理想株型育種的一項(xiàng)重要指標(biāo)參數(shù)。合理的玉米植株高度能夠防止倒伏，把葉片拉開合理層次，葉層間具有合理的間隙，具有良好的通透性，便于發(fā)揮間隙光的調(diào)節(jié)作用，有利于CO2的合理分布。本研究利用鄭58和PH6WC構(gòu)建的194個(gè)玉米R(shí)IL家系對(duì)6個(gè)株型性狀進(jìn)行了灰色關(guān)聯(lián)度分析和通徑分析。對(duì)玉米R(shí)IL家系6個(gè)性狀的統(tǒng)計(jì)分析表明，單個(gè)性狀變異系數(shù)在8.01～14.99%，其中雄穗長(zhǎng)的變異系數(shù)最大，具有明顯的數(shù)量遺傳特征，其易受環(huán)境、材料等因素的影響，這與李曉娜等[20]研究結(jié)果相似。穗上節(jié)間數(shù)變異系數(shù)最小，受環(huán)境影響較小，這與陳德芝等[21]研究結(jié)果相似。付志遠(yuǎn)等[22]指出在株高相對(duì)固定的情況下，如果穗上節(jié)間數(shù)多，則穗位高就會(huì)相應(yīng)降低，穗上節(jié)間數(shù)與穗位高（植株重心高度）呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而本研究表明穗位高與穗上節(jié)間數(shù)的相關(guān)性不顯著，這可能是由于試驗(yàn)群體及環(huán)境的差異導(dǎo)致的。迄今，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)玉米的株高和穗位高進(jìn)行了很多研究，但對(duì)玉米穗上高的研究尚未見報(bào)道。在現(xiàn)有的相關(guān)研究中，Tang JH等[23]將玉米株高剖分為地上節(jié)間數(shù)和平均節(jié)間長(zhǎng)度2個(gè)性狀，發(fā)現(xiàn)控制玉米株高和平均節(jié)間長(zhǎng)度的QTL多數(shù)位于相同的染色體位點(diǎn)，證明了平均節(jié)間長(zhǎng)是玉米株高的主要形成因子，并對(duì)玉米株高形成的雜種優(yōu)勢(shì)機(jī)制進(jìn)行了研究。閆洪奎等[24]研究指出，穗位節(jié)與株高/穗上長(zhǎng)度值存在緊密的相關(guān)性。本研究表明，玉米株高與穗位高、穗上高、雄穗長(zhǎng)、穗上節(jié)間數(shù)、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)均為顯著性相關(guān)，株高與5個(gè)株型性狀的關(guān)聯(lián)度大小次序?yàn)椋核肷细?穗上平均節(jié)間長(zhǎng)>穗位高>雄穗長(zhǎng)>穗上節(jié)間數(shù)，其中穗上高、穗上平均節(jié)間長(zhǎng)、穗位高對(duì)玉米株高的影響較大。王平喜等[17]、梁萬鵬等[25]、陳春艷等[26]應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行分析；任麗娟等[27]應(yīng)用主成分和灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)玉米青貯綜合品質(zhì)進(jìn)行分析；岳海峰等[28]、佟顯聰?shù)萚29]、劉世敏等[30]應(yīng)用通徑分析對(duì)玉米主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進(jìn)行分析。前人對(duì)玉米性狀的評(píng)價(jià)多運(yùn)用較為單一的評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)結(jié)果不夠全面。本研究綜合利用灰色關(guān)聯(lián)度和通徑分析對(duì)玉米株型性狀進(jìn)行研究，研究結(jié)果將為玉米育種生產(chǎn)實(shí)踐提供理論參考。

[1] 陳印軍,王琦琪,向雁.我國(guó)玉米生產(chǎn)地位、優(yōu)勢(shì)與自給率分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2019,40(1):7-16

[2] 李樹巖,馬瑋,彭記永,等.大喇叭口及灌漿期倒伏對(duì)夏玉米產(chǎn)量損失的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(19):3952-3964

[3] 李民華,易永,黃晚華,等.玉米灌漿中后期倒伏風(fēng)災(zāi)指標(biāo)及對(duì)產(chǎn)量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021, 47(1):9-16

[4] Flint-Garcia SA, Jampatong C, Darrah LL,. Quantitative trait locus analysis of stalk strength in four maize populations [J]. Crop Science, 2003,43(1):13-22

[5] Hu H, Liu W, Fu Z,. QTL mapping of stalk bending strength in a recombinant inbred line maize population [J]. Theoretical and Applied Genetics, 2013,126(9):2257-2266

[6] Norberg OS, Mason SC, Lowry SR. Ethephon influence on harvestable yield, grain quality, and lodging of corn [J]. Agronomy Journal, 1988,80(5):768-772

[7] Donald CM. The breeding of crop ideotypes [J]. Euphytica, 1968,17(3):385-403

[8] Li RF, Zhang GQ, Liu GZ,. Improving the yield potential in maize by constructing the ideal plant type and optimizing the maize canopy structure [J]. Food and Energy Security, 2021,10(1):1-13

[9] Mock JJ, Pearce RB. An ideotype of maize [J]. Euphytica, 1975,24(3):613-623

[10] 曹慶軍,楊粉團(tuán),姜曉莉,等.玉米抗莖倒能力評(píng)價(jià)及理想株型[J].東北農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,42(2):17-21

[11] Xue J, Gou L, Zhao Y,. Effects of light intensity within the canopy on maize lodging [J]. Field Crops Research, 2016:133-141

[12] 王飛飛,張善平,邵立杰,等.夏玉米不同土層根系對(duì)花后植株生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,46(19):4007-4017

[13] Liu GZ, Hou P, Xie RZ,. Canopy characteristics of high-yield maize with yield potential of 22.5 Mg·ha?1[J]. Field Crops Research, 2017,213:221-230

[14] 朱巖,李淑蘭.玉米穗部性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2013,33(8):4-5

[15] Xu WJ, Liu CW, Wang KR,. Adjusting maize plant density to different climatic conditions across a large longitudinal distance in China [J]. Field Crops Research, 2017,212:126-134

[16] 鄧聚龍.灰色系統(tǒng)基本方法[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1987

[17] 王平喜,進(jìn)茜寧,吳向遠(yuǎn),等.14個(gè)玉米品系主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué) 版),2021,49(5):12-18

[18] 周兆丁,呂錕,沈瑾,等.統(tǒng)計(jì)軟件SPSS相關(guān)分析及應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2019,15(20):301-302

[19] 杜家菊,陳志偉.使用SPSS線性回歸實(shí)現(xiàn)通徑分析的方法[J].生物學(xué)通報(bào),2010,45(2):4-6

[20] 李曉娜,呂香玲,鐘雪梅,等.玉米穗頸長(zhǎng)與其它農(nóng)藝性狀間的相關(guān)及通徑分析[J].種子,2016,35(7):73-75

[21] 陳德芝,郭戰(zhàn)勇,謝惠玲,等.玉米穗上節(jié)間數(shù)的QTL分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2018,52(1):6-10

[22] 付志遠(yuǎn),邵可可,陳德芝,等.穗上節(jié)間數(shù)與玉米抗倒伏能力的相關(guān)性分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,45(2):149-154

[23] Tang JH, Teng WT, Yan JB,. Genetic dissection of plant height by molecular markers using a population of recombinant inbred lines in maize [J]. Euphytica, 2007,155:117-124

[24] 閆洪奎,李娜,郭志友,等.玉米株高及葉片的相關(guān)性[J].延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(4):254-256

[25] 梁萬鵬,何振富,李曉莉,等.玉米新品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].飼料研究,2022(11):80-84

[26] 陳春艷,楊珊,李清超,等.5個(gè)玉米新組合產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2022,38(15):11-16

[27] 任麗娟,陳雅坤,單麗燕,等.基于主成分和灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)全株玉米青貯綜合品質(zhì)的分析[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī),2021, 48(4):1211-1221

[28] 岳海峰,李武,劉君,等.鮮食糯玉米主要農(nóng)藝性狀相關(guān)及通徑分析[J].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào),2022,35(1):18-23

[29] 佟顯聰,梁樹輝,何森,等.微胚乳玉米主要品質(zhì)性狀和產(chǎn)量性狀的相關(guān)及通徑分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2022,35(1):8-15

[30] 劉世敏,王同芹,劉兆麗,等.黃淮海玉米區(qū)試品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及通徑分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,48(21):30-32

Grey Correlation and Path Analysis of Plant Type Traits for the RIL Population in Maize

WANG Ping-xi1, WANG Miao-miao1, LIU Jia-hui1, ZHANG Jing-jing1, JIN Xi-ning1, WU Xiang-yuan1, WANG Hui1, XIE Jin-liang2, CHEN Shi-lin1*

1.453003,2.454950,

Plant type traits are closely related to plant yield, photosynthetic efficiency, lodging resistance in maize, and they are the basis of design breeding for ideal plant type. In this study, 194 recombinant inbred lines (RILs) derived from Zheng58 and PH6WC were used as the research materials, six plant type traits (plant height, ear height, plant height above ear, tassel length, number of internodes above ear and average internode length above ear) were analyzed using the method of grey correlation analysis and path analysis, in order to provide a theoretical basis for the breeding of new maize varieties. Statistical analysis showed that the differences of coefficient of variation of the six plant type traits were quite large in the RILs, most of which were greater than 10%, indicating that the six plant type traits have a very high improvement for the research population. According to the analysis of grey correlation degree, the effect of ear height on plant height was the largest, and the correlation degree was 0.8361. The correlative degree of the plant height above ear and the average internode length above ear between the five plant type traits was the largest, which was 0.8095. The correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between most traits, and the correlation between plant height and ear height was the largest, which was 0.885. The path analysis showed that the direct effect of ear height on plant height was the largest, and its direct path coefficient was 0.596. The indirect effect of internode length on plant height through ear height was the largest, and its indirect path coefficient was 0.479. The results of grey correlation analysis were consistent with that of path analysis, which proved that this method was quite feasible. The data obtained by this study should provide a theoretical basis for plant type breeding in maize.

Maize; plant type traits; grey correlation analysis; path analysis

S513

A

1000-2324(2022)05-0673-06

2022-03-14

2022-04-25

河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)(科技攻關(guān))(222102110091);河南省農(nóng)業(yè)良種聯(lián)合攻關(guān)(2022010204);河南省新鄉(xiāng)市重大科技專項(xiàng)(21ZD004);河南科技學(xué)院高層次人才計(jì)劃項(xiàng)目(103020221002/005)

王平喜(1988-),男,博士,講師,研究方向?yàn)橛衩走z傳育種. E-mail:wangpingxi2009@163.com

通訊作者:Author for correspondence. E-mail:chenshilin63@126.com