外引美國玉米種質材料田間鑒定與評價

蒙成 莫金嬌 黃登福

摘 要 對從美國引進的18份玉米種質材料通過田間種植，對其株高等9個性狀進行綜合鑒定與評價，為玉米種質創新、利用提供理論和物質基礎。試驗設2行區，小區面積4.2 m2，不設重復，人工播種，單株留苗。結果表明，供試種質材料在產量、千粒質量、穗粒數、穗長、穗位高等方面都表現出豐富的遺傳多樣性，各性狀間存在不同的相關性；抽雄期和成熟期對供試種質材料的千粒質量、穗粒數和產量均有不同程度影響。試驗篩選出大穗種質材料3份、大粒種質材料3份、矮稈種質材料各2份；產量較高、綜合農藝性狀較好的優異種質材料4份。通過對供試種質材料的綜合鑒定與評價認為，美國先鋒公司的種質材料綜合表現較好，可為育種家對美國種質材料的利用提供一定參考價值。

關鍵詞 美國；玉米；種質資源；農藝性狀；田間鑒定與評價

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.1.024

玉米種質資源又稱玉米遺傳資源。玉米種質是選育優良玉米雜交種以及發展玉米生產的物質載體，玉米在進化的過程中形成了極其豐富的遺傳種質，玉米種質的改良與創新已成為世界玉米育種的發展方向之一[1]。

在現代玉米育種中，了解玉米種質資源的主要農藝性狀及其對玉米產量的影響，對現有或引進的品種進行系統觀察與評價，篩選出具有利用前景的優良群體，為選育新品種提供優良的種質基礎對于指導玉米育種是十分必要的手段[2]。眾所周知，在玉米育種過程中，狹窄的種質基礎降低了進一步提高雜種優勢潛力和增強抗逆能力的可能性[3-6]。而我國非常缺乏高產和超高產育種所必須依賴的種質基礎，研究種質資源的手段與設施條件比較陳舊，高產和超高產育種必須擴增種質資源和遺傳基礎，需要引進或發現新的雜種優勢群和雜種優勢模式，這才有可能選育出配合力更高的自交系和進一步提高雜種優勢水平[7]。

我國玉米生產上每一次新品種的更新換代都與新種質的創新、利用密不可分，外來種質特別是美國玉米種質是我國玉米自交系創新的重要基礎材料。用美國玉米種質育成的自交系綜合性狀優良，與國內種質地理遠緣，普遍具有配合力高、根系發達、抗倒性強、抗病蟲、品質好、高抗玉米葉斑病、粒商品性好等諸多優點，以其組配的玉米雜交種子粒成熟時莖稈含水量較高，活稈成熟[8-9]。研究表明，外來種質對我國雜交玉米生產的貢獻率已經接近60%，其中，美國種質利用率每增加1百分點，全國玉米年均產量增益約10 kg·hm-2[10]。通過研究美國種質的利用，分析創新種質的特征特性，探討其利用的技術途徑和策略，以期對未來外來種質利用有一定幫助[11]。應用美國玉米種質的經驗避免國內玉米種質的遺傳基礎脆弱和狹窄，進一步豐富和拓寬玉米種質庫，培育新的優勢類群，構建新的雜優模式，加強育種基礎材料創新研究；玉米育種基礎材料是選育雜交種的基礎，引進和改良國外玉米種質是我國玉米育種不可或缺的一個環節，要充分發揮美國玉米種質的潛力，做好美國玉米種質的再利用工作。美國種質目前在我國玉米育種試材中已占有較大的比例，育種實踐證明，將美國種質與傳統核心種質系統之間進行有利基因的漸滲是可行的[12]，不但可以極大地豐富我國玉米種質的遺傳基礎，拓寬適應性，改進農藝性狀，增強抗逆性，而且有助于發掘新的雜種優勢群和雜種優勢模式，獲得強優勢組合，進一步提高雜種優勢利用水平。本文通過研究18份從美國引進的玉米品種資源的各種農藝性狀，旨在通過觀察評價其育種價值，為篩選優良育種材料和種質創新、利用提供基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

參試的18份美國玉米種質材料是2015—2016年分別從美國迪卡公司、美國先鋒公司、美國先正達種業引進的，其中迪卡公司4份、先鋒公司8份、先正達種業6份（見表1）。

1.2 試驗地點

試驗于2017年2—6月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110 m。前茬作物玉米。

1.3 試驗方法

試驗設2行區，行長350 cm，大小行種植，大行距80 cm，小行距40 cm，株距27 cm，不設重復，播種采用人工點播，單株留苗。

1.4 試驗經過

2月18日播種，2月26—27日出苗，4月4日定苗，4月27日開始抽雄穗，6月8—25日成熟收獲。

1.5 性狀觀察

記載全生育期，田間調查項目有：株高、穗位高、莖粗（地上第二節）；室內考種項目有：穗長、穗粗、穗行數、穗粒數、千粒質量、產量。

1.6 數據統計

用Excel 2007進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 主要農藝性狀及產量的變異分析

由表2可知，供試品種株高變異系數最小，變化范圍174～250 cm，均值為215.0 cm，標準差為18.9，變異系數為8.8%；株高在均值215.0 cm以上的種質材料有10個，在174～188 cm的種質材料有2個。穗位高變化范圍71～160 cm，均值為116.3 cm，標準差為21.3，變異系數為18.3%；穗位高在均值116.3 cm以上的種質材料有9個。莖粗變化范圍為1.5～2.9 cm，均值為2.1 cm，標準差為0.3，變異系數為14.3%；莖粗在均值2.1 cm以上的種質材料有5個。穗長變化范圍為9.8～19.5 cm，均值為14.3 cm，標準差為2.8，變異系數為19.6%；穗長在14.3 cm以上的種質材料有7個。穗粗變化范圍為2.8～4.5 cm，均值為3.4 cm，標準差為0.5，變異系數為14.7%；穗粗在4.3 cm以上的種質材料只有2個。穗行數變化范圍為10.0～16.0行，均值為13.5行，標準差為1.5，變異系數為11.1%；穗行數14～16行的種質材料有10個。穗粒數變化范圍為190～518粒，均值為338.8粒，標準差為75.0，變異系數為22.1%；穗粒數在400粒以上的種質材料只有3個，低于350粒的種質材料有11個。千粒質量變化范圍為90～365 g，均值為222.1 g，標準差為72.6，變異系數為32.7%；千粒質量大于250 g的種質材料有5個，其中大于300 g的種質材料有3個。產量變異幅度最大，最大值為8 630.0 kg·hm-2，最小值為1 284.0 kg·hm-2，均值為3 049.4 kg·hm-2，標準差為1 528.8，變異系數為 50.1%。

結果得出，產量、千粒質量、穗粒數、穗長、穗位高的變異系數較大，分別為50.1%、32.7%、22.1%、19.6%、18.3%，表明供試種質材料具有豐富的遺傳多樣性，但不足的是穗位普遍較高；穗粗、莖粗的變異系數其次，分別為14.7%、14.3%，表明供試種質材料穗粗、莖粗總體適中，可利用的大穗型種質較少；穗行數的變異系數較小，為11.1%，表明供試材料穗行數總體較小；株高的變異系數最小，為8.8%，表明供試材料植株總體較矮，可利用的矮稈種質資源較為豐富。

2.2 主要農藝性狀與產量的相關分析

由表3可知，穗粗與穗行數的相關性為正相關且達極顯著水平（相關系數為0.888 8）；產量與莖粗、穗長的相關性為正相關且達顯著水平（相關系數分別為0.533 0、0.578 8）；株高與穗位高的相關性為正相關且達顯著水平（相關系數為0.722 5）；莖粗與穗長、千粒質量的相關性為正相關且達顯著水平（相關系數分別為0.672 3、0.609 0）；穗長與穗粒數的相關性為正相關且達顯著水平（相關系數分別為0.798 5）。

從表3可以看出，產量的主要決定因素為穗長、穗粒數、千粒質量，莖稈粗壯穗長增長、穗粒數增加、產量提高；穗位隨株高的增高而增高；穗長增長穗粒數明顯增加；穗粗增大穗行數明顯增多。

2.3 生育期對產量及產量性狀的影響分析

從表4可以看出，抽雄早的種質材料千粒質量、穗粒數及產量均最高；抽雄適中的種質材料千粒質量、穗粒數及產量排第二；抽雄晚的種質材料千粒質量、穗粒數及產量均最低。從變幅上看，抽雄早的品種千粒質量和產量表現變幅最大，抽雄適中的品種表現千粒質量、穗粒數及產量變幅均最小，抽雄晚的品種表現穗粒數變幅最大。

從表5可以看出，早熟種質材料穗粒數及產量水平最高；中熟種質材料的千粒質量最高；遲熟種質材料的千粒質量、穗粒數及產量水平均最低。從變幅上看，供試種質材料總體上表現為：早熟種質材料千粒質量、產量變幅最大，遲熟種質材料穗粒數變幅最大。生育期對千粒質量、穗粒數和產量的影響都較大，隨著生育期的延長，千粒質量、穗粒數及產量水平明顯下降。

2.4 供試種質材料的鑒定篩選

經過對供試材料的產量、穗粒數、千粒質量、株高、穗位高、穗行數、穗長進行直接鑒定和篩選，從中篩選出一批特異種質材料：大穗種質3份、大粒種質3份、矮稈種質2份（見表6）。

在對供試材料產量、穗粒數、千粒質量、株高、穗位高、穗行數、穗長鑒定篩選的基礎上，進一步對其生育期、抗病性等性狀進行綜合鑒定評價，從中篩選出產量較高、綜合農藝性狀較好的優異種質材料4份（見表7）。

3 小結與討論

供試種質材料在產量、千粒質量、穗粒數、穗長、穗位高等方面都表現出豐富的遺傳多樣性，為篩選優異育種材料和種質創新、利用提供了基礎。

本研究相關性分析表明，供試種質材料產量的主要決定因素為穗長、穗粒數、千粒質量，莖稈粗壯穗長增長、穗粒數增加、產量提高；穗位隨株高的增高而增高；穗長增長穗粒數明顯增加；穗粗增大穗行數明顯增多。因此，在篩選種質材料時應以穗長、穗粒數、千粒質量為直接鑒定篩選指標，輔以穗粗、穗行數、莖粗及抗病性等指標對種質材料進行綜合鑒定和評價。從生育期對千粒質量、穗粒數和產量影響分析表明，抽雄期和成熟期對供試種質材料的千粒質量、穗粒數和產量均有不同程度影響。因此，宜選擇抽雄較早、成熟期較早的種質以獲得千粒質量大、穗粒數多和較高產量。本試驗篩選出大穗種質3份、大粒種質3份、矮稈種質2份，篩選出產量較高、綜合農藝性狀較好的優異種質材料4份。通過對供試種質材料的綜合鑒定與評價認為，美國先鋒公司的種質材料綜合表現較好，可為育種家對美國種質材料的利用提供一定參考價值，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。

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（責任編輯：丁志祥）