21份玉米誘導(dǎo)系種子的耐老化鑒定

關(guān)鍵詞 玉米誘導(dǎo)系;種子；人工老化;耐老化鑒定中圖分類號S513文獻標(biāo)識碼A文章編號 0517-6611（2025）12-0012-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2025.12.004

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

IdentificationofSeed AgingResistanceofTwenty-oneMaizeInducerLines

LIMu，WUYang-chun，HOUZong-yunetal（MaizeIstitutionofJilinAcadeyofAgriculturalSciences/NationalEngineeringRsearh CenterofMajorFodCrops/NationalEngineringResearchCenterforMaize（Jilin）/KeyLaboratoryofBologyandGeneticImproveentof MaizeinNortheastRegion，inistryofAgricultureanduralAis/OpenLabatoryofJlinroviceCopBdingSouthProgatioase， Changchun，Jilin 130033）

AbstractTwentyonemaizeinducerinescommonlyusedinmaiehaplidbreedingwereusedastestmaterialstorificiallagesdsby hightemperaturendihumiitetodResultssowdthattegernatioabiltyofthsdsofieretaeiducersdasd todiferentdgseirantndeesodfecfsofitgatioottldg mination rate were 73.89% and 87.86% ，respectively ;after 5 days of aging，the germination potential was 55.04% and the germination rate was 63.33% ;after7 days of aging，the germination potential was 46.75% and the germination rate was 59.19% .According to various germinating indexes，three maizeinducerlies（M-2，M-10andM-16）hadstrongagingresistane，hile15maizeinducerlines wereage-sesitive.

Key wordsMaize inducer line;Seeds;Artificial aging;Aging resistance evaluation

玉米單倍體育種技術(shù)能夠在較短時間內(nèi)（2代）選育出純合玉米自交系，極大縮短了玉米育種周期，已成為現(xiàn)代玉米育種的主要支柱技術(shù)之一[]。目前，創(chuàng)制玉米單倍體主要通過玉米誘導(dǎo)系的孤雌生殖功能，進而獲得所需要的單倍體材料[2]。因此，玉米誘導(dǎo)系種子的活力會直接影響單倍體創(chuàng)制效率。玉米在生理成熟時，其種子的活力值最高，然而，當(dāng)受到內(nèi)外環(huán)境等各種不利因素脅迫時，會導(dǎo)致種子內(nèi)部的保護酶活性逐漸減弱，進而使得種子內(nèi)積累有毒有害物質(zhì)，種子的活力便會逐漸下降，最終使得種子的發(fā)芽能力顯著減弱，給育種單位帶來了不同程度的損失[3]。因此，鑒定具有耐老化特性的玉米誘導(dǎo)系，不僅能夠有效抵御老化脅迫所帶來的負(fù)面影響，保持較高的種子活力，同時也是確保單倍體育種進程順利進行的關(guān)鍵所在。

前人研究表明，玉米種子耐老化能力存在明顯差異，這為篩選耐老化種質(zhì)資源提供了可能[4-6]。目前，鑒定玉米種子耐老化能力主要通過人工老化脅迫對其活力進行評價，從而篩選耐老化種質(zhì)資源[7-9]。鄧杰等[10]利用高溫高濕法對5個春玉米品種進行人工老化，結(jié)果表明隨著老化處理時間延長，種子的發(fā)芽性狀呈現(xiàn)明顯下降，活力高的玉米品種耐老化能力不一定強，老化敏感型品種在田間表型較差。邸宏等[]利用4種人工老化法對2個耐老化差異玉米自交系東156和東237進行脅迫處理后發(fā)現(xiàn)，2個玉米自交系的耐老化指標(biāo)均有所下降，但耐老化自交系東156的發(fā)芽能力顯著高于東237。王亞飛等[12]以3個不同類型的鮮食玉米品種（糯玉米、甜加糯玉米和甜玉米）為試驗材料，利用人工老化法處理后發(fā)現(xiàn)，隨著老化時間的延長和溫度的提高，所有玉米品種的活力指標(biāo)逐步降低，不同類型玉米品種耐老化程度存在明顯差異，在一定溫度和時間范圍內(nèi)，糯玉米耐老化程度高于另外2個類型的玉米品種。

國內(nèi)外學(xué)者報道了大量關(guān)于不同類型玉米種子老化的研究，但關(guān)于老化對玉米誘導(dǎo)系種子發(fā)芽能力的研究卻鮮有報道。鑒于此，筆者以玉米單倍體育種中常用的21份誘導(dǎo)系為材料，通過高溫高濕法對誘導(dǎo)系種子進行老化脅迫，明確誘導(dǎo)系種子耐老化能力，為篩選和選育耐老化玉米誘導(dǎo)系提供基礎(chǔ)材料。

1材料與方法

1.1試驗材料供試材料為玉米單倍體育種中常用的21份誘導(dǎo)系種子（表1），由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米單倍體育種研究團隊提供。

1.2 試驗方法

1.2.1人工老化脅迫。2022年秋，將收獲的玉米誘導(dǎo)系種子脫粒后，晾曬至適宜含水量（含水量 ?14% ），挑選表面光滑、干凈并均勻的種子，每份50粒種子，3次重復(fù)。用 75% 乙醇消毒15min ，蒸餾水清洗多次后，將種子裝入老化盒內(nèi)備用。利用老化箱對21份玉米誘導(dǎo)系進行高溫高濕人工老化脅迫，脅迫前用 75% 乙醇對老化箱進行滅菌消毒。老化箱設(shè)置條件為溫度 45^°C 、相對濕度 95% ，處理時長分別為3.5和 7d^[13] 1.2.2發(fā)芽指標(biāo)測定。將老化處理的種子置于室溫下晾干后，參照國家標(biāo)準(zhǔn)進行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗，以未老化種子為對照，計算發(fā)芽勢和發(fā)芽率等指標(biāo)[14]。

1.2.3數(shù)據(jù)分析。采用MicrosoftOfficeExcel2010和DPS19.05進行種子老化相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、方差分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1玉米誘導(dǎo)系種子老化后發(fā)芽指標(biāo)方差分析對21份老化后的玉米誘導(dǎo)系種子發(fā)芽勢與發(fā)芽率進行方差分析，結(jié)果表明誘導(dǎo)系、老化時間以及誘導(dǎo)系與老化時間交互作用下的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均達到了極顯著水平，重復(fù)脅迫間不顯著，說明不同誘導(dǎo)系間存在明顯差異（表2、3），這說明不同玉米誘導(dǎo)系在老化處理后能夠較好區(qū)分種子耐老化能力。

2.2老化脅迫對不同玉米誘導(dǎo)系種子的影響對供試玉米誘導(dǎo)系種子進行老化脅迫處理，結(jié)果表明與未老化種子相比，隨著處理時間的延長，絕大多數(shù)誘導(dǎo)系種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均有明顯下降。由表4可知，老化3d的誘導(dǎo)系種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率比對照分別降低了11.06百分點和10.71百分點，發(fā)芽勢變化幅度為 36.67%～98.33% ，發(fā)芽率變化幅度為 58.33% ～100% ；老化5d的誘導(dǎo)系種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率比對照分別降低了29.91百分點和35.24百分點，發(fā)芽勢變化幅度為 15.00% -98.33% ，發(fā)芽率變化幅度為 18.33%～100% ；老化7d的誘導(dǎo)系種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率比對照分別降低了38.20百分點和39.38百分點，發(fā)芽勢變化幅度為 10.00%～96.67% ，發(fā)芽率變化幅度為 17.50%～99.17% 。其中，老化處理7d后，種子發(fā)芽勢高于 80.00% 且發(fā)芽率高于 90.00% 的誘導(dǎo)系有3個（MI-2、MI-10和MI-16），占供試材料的 14.29% 。

2.3玉米誘導(dǎo)系種子的耐老化聚類分析以21份玉米誘導(dǎo)系種子老化處理后的發(fā)芽勢和發(fā)芽率進行聚類分析，將供試誘導(dǎo)系種子耐老化能力劃分為耐老化、中間型和老化敏感型3個級別。MI-2、MI-10、MI-16共3份誘導(dǎo)系為耐老化誘導(dǎo)系， _MI-1，MI-5 和MI-8等15份誘導(dǎo)系為老化敏感型誘導(dǎo)系，MI-7、MI-R33和MI-R47共3份誘導(dǎo)系為中間型誘導(dǎo)系。發(fā)芽結(jié)果顯示， MI-2，MI-10，MI-16 這3份誘導(dǎo)系種子為耐老化誘導(dǎo)系，在發(fā)芽勢和發(fā)芽率等方面優(yōu)于其他誘導(dǎo)系種子（圖1）。結(jié)果表明，隨著老化脅迫時間的延長，大部分誘導(dǎo)系種子受到老化脅迫的影響增大，只有3份玉米誘導(dǎo)系能夠降低老化脅迫所帶來的傷害。

3結(jié)論與討論

玉米種子在儲藏過程中，隨著儲藏時間的延長以及環(huán)境脅迫的影響，種子老化將會不可避免地發(fā)生[15-17]。種子老化會導(dǎo)致發(fā)芽指標(biāo)的下降甚至消失，從而引起田間缺苗、出苗緩慢、苗弱等現(xiàn)象，進而影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)等其他性狀[18]。誘導(dǎo)系是玉米單倍體育種實踐過程中的關(guān)鍵工具[]，其種子活力將直接影響玉米單倍體育種的誘導(dǎo)效率。

因此，開展玉米誘導(dǎo)系種子的耐老化鑒定，篩選高活力耐老化玉米誘導(dǎo)系，對于掌握誘導(dǎo)系種子儲藏能力、提高玉米單倍體育種效率和玉米誘導(dǎo)系遺傳改良具有重要的意義。前人研究結(jié)果表明，隨著老化時間的延長，玉米種子在發(fā)芽勢和發(fā)芽率等多項指標(biāo)上均有下降，但在降幅上存在較為明顯的區(qū)別，說明種子老化在玉米中存在基因型差異[20-21]。該研究中，隨著老化時間的延長，21份玉米誘導(dǎo)系在發(fā)芽勢和發(fā)芽率等指標(biāo)上均呈現(xiàn)出不同程度的下降。MI-2、MI-10、MI-16共3份耐老化玉米誘導(dǎo)系在不同時間的老化脅迫后，其發(fā)芽指標(biāo)均明顯高于其他誘導(dǎo)系種子，呈現(xiàn)出較為明顯的遺傳差異。研究結(jié)果與前人在玉米雜交種[3.5]、鮮食玉米[7-8]和玉米自交系[22]種子老化的研究一致。

該研究對21份玉米誘導(dǎo)系種子進行了老化處理，結(jié)果表明所有種子發(fā)芽指標(biāo)均表現(xiàn)出下降趨勢，隨著老化時間的延長，下降趨勢存在明顯差異，驗證了供試玉米誘導(dǎo)系存在明顯的基因型差異。篩選出MI-2、MI-10、MI-16共3份耐老化玉米誘導(dǎo)系，這些材料為遺傳改良耐老化玉米誘導(dǎo)系種質(zhì)資源、提升玉米單倍體育種效率提供了有價值的參考。

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