外引西南玉米種質材料鑒定與評價

蒙成 梁慶平 吳地 蔣益敏 吳烈

(廣西農業職業技術學院,南寧 530007)

1 引言

玉米雜種優勢利用可顯著提高玉米產量和品質,對保證糧食安全、提高農業競爭力和增加農民收入起重要作用。當前,玉米育種材料遺傳基礎狹窄,基因庫日益貧乏,限制了玉米育種的發展[1]。玉米在長期進化過程中,創造了相當豐富的種質資源。國外優良玉米種質,尤其是美國玉米種質的引進和利用,對我國玉米育種科技進步產生了很大作用,使我國玉米育種水平處于世界前列[2～5]。玉米高產育種的基礎是種質創新,選育高產、超高產的優良品種,拓寬玉米種質遺傳基礎是關鍵,只有突破遺傳基礎狹窄的瓶頸,才能培育出綜合抗性好、高產穩產、優質、適應多種環境的優良品種。因此,玉米育種需要引入新的外來種質,研究其性狀特征,合理地進行直接組配以及間接利用以改良當地玉米核心種質,擴增玉米種質基礎,進一步提高雜種優勢利用水平。西南地區農業生態環境復雜多樣,形成了豐富的玉米地方品種資源類型,這些品種資源適應性強,耐瘠、耐寒、耐旱、耐蔭,既適應高區坡地的粗放條件,也適應水肥條件好的壩地栽培[6]。本試驗于2017年從云南、貴州、四川引入一批優良種質材料,通過性狀鑒定等分析其適應性、特異性,有針對性選擇進行種質擴增改良,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材料均具有當地血緣,2017年分別從云南、貴州、四川引進,其中云南15份、貴州10份、四川8份。見表1。

表1 玉米種質材料來源表

2.2 試驗地點

試驗于2017年在廣西農業職業技術學院作物研究所玉米育種科研基地進行。試驗地土壤肥力中等,地力均勻、平坦、光照好、排灌方便,海拔110m。前茬作物玉米。

2.3 試驗方法

試驗設4行區,行長4m,單行種植,行距0.7m,株距0.27m,2次重復,播種采用人工點播,單株留苗,人工套袋授粉。

2.4 項目測定方法

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

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

2.4.3 抗病性評價 按廣西玉米區域試驗病蟲害記載標準執行。

2.4.4 數據分析 數據處理與分析采用excel2007、DPS7.55數據處理系統。

3 結果與分析

3.1 種質材料綜合性狀比較

3.1.1 外表性狀 由表2可知,供試材料株高變異系數最小,變化范圍174～263cm,均值為229.3cm,標準差為22.5,變異系數為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,標準差為22.4,變異系數為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,標準差為0.6,變異系數為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 果穗禿尖變異系數最大,變化范圍0.5～6.9cm,均值為1.9cm,標準差為1.3,變異系數為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,標準差為2.6,變異系數為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,標準差為0.7,變異系數為18.9%;穗粗在均值以上的材料有13個。穗行數變化范圍為10.0～19.8行,均值為14.2行,標準差為2.1,變異系數為14.8%;穗行數在均值以上的材料有12個。穗粒數變化范圍為172～675粒,均值為366.0粒,標準差為109.3,變異系數為29.9%;穗粒數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,標準差為8.5,變異系數為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 產量性狀 單株產量變異程度較大,最大值為189.1g,最小值為24.7g,均值為91.3g,標準差為39.1,變異系數為42.8%;單株產量在100 g以上的材料有13個。(表2)

表2 不同性狀變異分析

結果得出,禿尖變異系數最大,為73.7%,表明一些供試種質材料適應性差,受精不良;單株產量、百粒重、穗粒數、莖粗、穗位高、穗粗、穗長的變異系數較大,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,大粒種質豐富、莖稈粗壯、但穗位普遍較高。株高變異系數最小,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 主要農藝性狀與產量間的相關性

為更好地看出每份種質材料的優缺點,對33份供試材料的農藝性狀與其產量間的相關性進行初步分析,從表3得出,17-1穗粗、百粒重與產量呈顯著正相關,莖粗、穗長、穗行數、穗粒數與產量呈正相關,株高、穗位高、禿尖與產量呈負相關,說明該種質果穗大、籽粒大、綜合性狀較好,是較優良的材料;17-2穗粗與產量呈顯著正相關,株高、莖粗、穗長、穗行數、穗粒數、百粒重與產量呈正相關,穗位高、禿尖與產量呈負相關,說明該種質果穗大、綜合性狀較好;17-3穗粗、穗粒數與產量呈顯著正相關,穗位高、穗行數、百粒重與產量呈正相關,株高、莖粗、穗長、禿尖與產量呈負相關,說明該種質果穗大、粒數多,綜合性狀較好,是較優良的材料;17-4株高、穗粗、穗行數、穗粒數、百粒重與產量呈正相關,穗位高、禿尖、穗長、粗莖與產量呈負相關,該種質株高較高,綜合性狀一般;17-5禿尖、穗長、穗位高與產量呈正相關,其余性狀與與產量呈負相關,說明該種質不理想;17-6百粒重、粗莖、穗粗、禿尖、穗粒數、株高與產量呈正相關,穗位高、穗長、穗行數與產量呈負相關,說明該種質綜合性狀一般;17-7穗長、穗粗、百粒重與產量呈顯著正相關,株高、穗位高、禿尖、穗行數、穗粒數與產量呈正相關,莖粗與產量呈負相關,說明該種質穗大、穗長、籽粒大,綜合性狀表現突出,是較優良的材料;17-8禿尖與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質禿尖小,綜合性狀較好;17-9穗粗、百粒重與產量呈顯著正相關,穗位高、穗長、禿尖、穗行數、穗粒數與產量呈正相關,株高、粗莖與產量呈負相關,說明該種質穗大、粒大,綜合性狀較好,是較優良的材料;17-10株高、禿尖、百粒重、穗粒數、穗行數與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,說明該種質綜合性狀一般;17-11穗位高、粗莖、穗長、穗粗與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,說明該種質除果穗較長外,其它綜合性狀較差;17-12穗長、禿尖與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質禿

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、穗粗與產量呈顯著正相關,株高與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質植株粗壯且較矮、穗大,綜合性狀表現較好;17-14株高、穗長與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質綜合性狀一般;17-15粗莖、穗長、穗粗、禿尖、穗粒數與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質雖禿尖較短,但綜合性狀一般;17-16穗行數與產量呈顯著正相關,株高、穗位高、穗粒數與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,說明該種質行數較多、植株及穗位較高,其余綜合性狀一般;17-17穗粒數、穗行數、百粒重與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質籽粒少、行數少,綜合性狀表現一般;17-18穗長、禿尖與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,該種質果穗雖較短,但禿尖小,其余綜合性狀一般;17-19穗長、穗粒數、百粒重與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,說明該種質禿尖小,綜合性狀較好;17-20株高、粗莖、禿尖、穗粒數與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質禿尖小、植株較矮,其余綜合性狀一般;17-21穗粒數、穗長、穗粗、穗行數與產量呈顯著正相關,禿尖、百粒重與產量呈正相關,株高、穗位高、粗莖與產量呈負相關,說明該種質雖禿尖較大,但其余性狀表現較突出,是較優良的材料;17-22粗莖、穗行數、穗粒數、百粒重與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,說明該種質植株粗壯、植株穗位較矮、行數多、籽粒大且粒數較多,雖然無突出的農藝性狀,但綜合性狀中上;17-23穗粗、禿尖、穗行數、穗粒數、百粒重與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質綜合性狀較差;17-24株高、穗粒數與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質植株雖較矮,但綜合性狀較差;17-25禿尖、穗粒數、百粒重與產量呈顯著正相關,粗莖與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,說明該種質雖禿尖較大,但穗粒數多、籽粒較大,綜合性狀較好;17-26穗粗、百粒重與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,該種質雖果穗較長、行數較多,但其它性狀與產量間的相關性一般,說明該種質綜合性狀一般;17-27株高、穗位高、粗莖、穗行數、穗粒數與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,該種質雖穗行數及籽粒較多,但其它性狀與產量間的相關性一般,說明該種質綜合性狀一般;17-28除穗長與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,是表現較差的材料;17-29除穗粗與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,與17-28一樣是表現較差的材料;17-30株高、穗位高、穗長、穗行數、穗粒數與產量呈正相關且一般,其余性狀與產量呈負相關,說明該種質綜合性狀一般;17-31株高、粗莖與產量呈負相關,其余性狀與產量呈正相關,但相關性一般,說明該種質綜合性狀一般;17-32穗粗與產量呈顯著負相關,其余性狀與產量呈正相關,但相關性一般,說明該種質果穗較小、綜合性狀一般;17-33穗長、穗粒數與產量呈正相關,其余性狀與產量呈負相關,即使果穗較長、穗粒數較多,但其它性狀綜合表現較差,選擇須謹慎。

表3 33份種質材料性狀與其產量間相關性比較

3.3 供試種質材料的鑒定篩選

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

表4 特異種質材料主要性狀

在對供試種質材料性狀與其產量間相關性比較分析并從中篩選出特異種質的基礎上,進一步對其抗病性進行鑒定評價,從中篩選出產量較高、綜合性狀較好的優異種質材料5份(表5)。

表5 優異種質材料主要性狀

4 討論

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

5 結論

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