玉米F2∶3群體雄穗長與分支數(shù)的相關(guān)分析

楊珊+李清超+劉建新等

摘 要：該文以玉米F2∶3群體為試驗材料，通過對雄穗長與雄穗分支數(shù)進行相關(guān)分析，探討它們間的相互關(guān)系。結(jié)果表明：F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)均有不同程度的改變，其表型變異系數(shù)在群體內(nèi)有不同程度的增加，符合F2∶3分離群體的特點。頻率分布符合近似正態(tài)分布，雄穗長與分支數(shù)可用于進一步QTL定位以及分子標記輔助育種等相關(guān)研究。

關(guān)鍵詞：玉米；F2∶3群體；雄穗長；雄穗分支數(shù)

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）15-39-02

玉米是異花授粉作物，其雄穗性狀對雌穗的授粉質(zhì)量至關(guān)重要[1]。雄穗和雌穗間對光合產(chǎn)物有競爭關(guān)系，大的雄穗將消耗更多的能量，致使玉米雄穗分枝數(shù)和籽粒產(chǎn)量之間存在顯著的負相關(guān)關(guān)系[2-4]。剖析雄穗長與分支數(shù)的相互關(guān)系，對改良玉米雄穗相關(guān)性狀及相關(guān)研究具有一定的參考價值。本研究利用沈137×掖107構(gòu)建F2∶3群體為試驗材料，分析雄穗長與分支數(shù)的相互關(guān)系及在F2∶3群體內(nèi)的表型變異情況，為雄穗長與雄穗分支數(shù)等雄穗相關(guān)性狀的QTL定位和分子標記輔助育種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 以玉米優(yōu)良親本自交系沈137×掖107雜交，采用單粒傳法構(gòu)建玉米F2∶3群體，家系數(shù)目為250。

1.2 田間試驗設計與數(shù)據(jù)調(diào)查 250個家系的F2∶3群體于2014年冬季在海南玉米基地種植，采用隨機區(qū)組設計，不設重復，單行區(qū)，3m行長，每行12穴，每穴2株，密度約為51 000株/hm2，田間管理同大田生產(chǎn)。植株授粉10d后，進行雄穗長與雄穗分支數(shù)性狀調(diào)查[5]，每行從第3株開始，連續(xù)調(diào)查5株。

1.3 統(tǒng)計分析 雄穗長、雄穗分支數(shù)分別求取5株平均值，利用Office2007、SPSS18.0軟件和Sigma Plot10.0軟件進行數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計及相關(guān)分析；計算雄穗長與雄穗分支數(shù)的變異系數(shù)，揭示群體內(nèi)的遺傳變異；進行相關(guān)分析，繪制頻率分布圖，繪制曲線擬合圖。相關(guān)分析時計算Pearson相關(guān)系數(shù)，選用T檢驗中的兩尾法，評價2個性狀間的相關(guān)系數(shù)，揭示F2∶3群體雄穗相關(guān)性狀的變化趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 F2∶3群體雄穗長與分支數(shù)的描述統(tǒng)計及相關(guān)分析 2個性狀的描述統(tǒng)計及相關(guān)分析列于表1，由表1可見，雄穗長的極大值為38.8cm，極小值為19.6cm，均值為31.216cm；雄穗分支數(shù)的極大值為11.8，極小值為1，均值為3.928。二者的變異系數(shù)分別為10.72%和37.23%，說明群體內(nèi)雄穗長與分支數(shù)的變異程度均較大，符合F2∶3分離群體的特點。對二者的相關(guān)研究表明，雄穗長與雄穗分支數(shù)間達極顯著正相關(guān)，表明二者關(guān)系較為緊密，可能存在相似的遺傳基礎。

表1 F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)描述性統(tǒng)計

[性狀＼&相關(guān)系數(shù)＼&中值＼&方差＼&全距＼&極小值＼&極大值＼&均值＼&標準差＼&變異系數(shù)（%）＼&雄穗長＼&0.229**＼&31.2＼&11.197＼&19.2＼&19.6＼&38.8＼&31.216＼&3.3462＼&10.72＼&雄穗分支數(shù)＼&3.8＼&2.138＼&10.8＼&1＼&11.8＼&3.928＼&1.4623＼&37.23＼&]

注：**表示達0.01顯著水平。

2.2 F2∶3群體雄穗長與分支數(shù)的曲線擬合分析 對雄穗長與分支數(shù)進行曲線擬合，得出二者的擬合方程為y=0.81+0.10x，發(fā)現(xiàn)雄穗長與分支數(shù)呈現(xiàn)一種線性的相關(guān)性（圖1），進一步表明雄穗長與分支數(shù)之間在遺傳基礎具有較大的相似性。

[雄穗長][雄穗分支數(shù)]

圖1 雄穗長與雄穗分支數(shù)曲線擬合

2.3 F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)的頻率分布分析 圖2顯示F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)表數(shù)據(jù)頻率分布，由圖2可知，雄穗長與雄穗分支數(shù)均呈現(xiàn)為一種近似的正態(tài)分布。說明F2∶3群體是較為理想的QTL研究基礎材料，為進一步探討F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)的相互關(guān)系打下了基礎。

圖2 雄穗長與雄穗分支數(shù)頻率分布

3 結(jié)論與討論

對F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)計算變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)，二者的變異系數(shù)均較大，表明群體內(nèi)雄穗長與雄穗分支數(shù)的變異程度較大。對二者進行相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn)，二者之間相關(guān)性達極顯著正相關(guān)水平，這與楊釗釗等[1]的研究結(jié)果一致，同時對2個目標性狀進行曲線擬合分析，均表明雄穗長與雄穗分支數(shù)之間可能存在相似的遺傳基礎，湯華等[6]的研究表明性狀間的表型相關(guān)可能源于控制該性狀的QTL（基因）之間的緊密連鎖。對F2∶3群體雄穗長與雄穗分支數(shù)進行頻率分布分析后發(fā)現(xiàn)，二者均呈現(xiàn)連續(xù)變異，其頻率分布圖與正態(tài)分布曲線擬合較好，該測定結(jié)果可用于雄穗長與雄穗分支數(shù)的QTL研究，為進一步的研究奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]楊釗釗，李永祥，劉成，等.基于多個相關(guān)群體的玉米雄穗相關(guān)性QTL分析[J].作物學報，2012，38（8）：1435-1442.

[2]Lambert R J，Johnson R R.Leaf angle，tassel morphology，and the performance of maize hybrids[J].Crop Sci.，1978，18：499-502.

[3]Geraldi K S，Miranda Filho J B，Vencovsky R.Estimates of genetic parameters of tassel characters in maize（Zea mays L.）and breeding perspectives[J].Maydica，1985，30：1-14.

[4]Monneveux P，Sanchez C，Tiessen A.Future progress in drought tolerance in maize needs new secondary traits and cross combinations[J].J Agric Sci.，2008，146：287-300.

[5]石云素，黎裕，王天宇，等.玉米種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：14.

[6]湯華，嚴建兵，黃益勤，等.玉米5個農(nóng)藝性狀的QTL定位[J].遺傳學報，2005，32（2）：203-209.

（責編：張宏民）