不同基因型玉米种子活力研究

王朝阳，赵 能，孔倩倩，王振华，孙蒙蒙，韩赞平*

（河南科技大学农学院，河南 洛阳 471003）

不同基因型玉米种子活力研究

王朝阳，赵 能，孔倩倩，王振华，孙蒙蒙，韩赞平*

（河南科技大学农学院，河南 洛阳 471003）

以3种不同基因型玉米蠡玉16、邵单8号、武科2号为材料，按照GB/T3543·4-1995《农作物种子检验规程：发芽试验》中种子标准发芽试验的方法，分别测定了不同温度条件下玉米种子相关性状之间的相关关系及各性状随温度的变化情况。结果表明：在18℃、25℃、30℃、35℃四个温度处理下，不同基因型玉米种子各性状数值随温度的升高呈现先升高后降低的趋势，在最适温度时达到最高；在相同温度条件下，各基因型玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗鲜重、苗干重各性状之间呈极显著相关关系，与根干重无明显相关关系。

基因型；玉米；种子；活力

玉米是我国最重要的粮饲兼用作物，目前年种植面积3500万hm2左右，播种面积约占粮食作物的32 %左右，总产约占粮食作物的35 %左右。随着我国工业化和城镇化进程的加速、耕地面积减少、人口不断增加以及加工用途不断扩展，玉米消费量则呈刚性增加。同时，水资源短缺以及气候变化等因素对粮食生产的约束日益突出，我国的粮食供求将长期处于紧平衡状态。《国家粮食安全中长期规划纲要（2008-2020年）》中提出，到2020年需要新增粮食500亿kg，其中需要新增玉米325亿kg，占全国新增粮食的65 %，可见，玉米的单产提高对于我国粮食总产的提高举足轻重。

种子质量是实现玉米高产的重要物质基础。种子活力是衡量种子质量和使用价值的重要指标。已有研究表明，种子活力对于温度变化的响应是不同的。玉米是温敏作物，本研究以不同基因型玉米种子为材料，研究温度对种子活力相关性状变化规律的影响，为高活力玉米种质创新和新品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用玉米品种及来源见表1。

表1 试验材料及来源

1.2 试验设计

设定18 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃四个温度处理。

1.3 发芽试验

种子预处理：从供试的玉米种子中选取大小、形状、成熟度一致的种子，以75 %的酒精溶液对种子表面进行消毒处理，晾干待用。

种子活力试验：将上述预处理过晾干待用的种子按照设定的温度处理进行发芽试验，测定种子活力。

使用5 cm×5 cm规格的发芽盘，取过筛沙子，对沙子进行120 ℃烘干处理10 h。在光照恒温培养箱内进行发芽试验，每个发芽盘内均匀种64粒玉米种子。

试验条件的确定：参照GB/T3543·4-1995《农作物种子检验规程：发芽试验》恒温培养箱模拟正常的室外条件，每天6：00～18：00进行光照处理，18：00～次日06：00进行黑暗处理。试验中向发芽盘中补水时水温与设定温度一致。

发芽试验过程：每个玉米品种取64粒正常种子，观察发芽种子数、根长。第4 天测定发芽势，第7 天测定发芽率。重复3次，每个处理选取有代表性的10株幼苗，测量苗鲜重、根鲜重、苗长、主根长、根数、苗干重、根干重。

发芽势（%）=发芽初期规定日期内长成的正常幼苗数/供试种子数×100%；

发芽率（%）=发芽终期规定日期内长成的正常幼苗数/供试种子数×100%；

活力指数（I）=G×S，其中G：发芽率（%），S：幼苗鲜重（g）；

发芽指数（GI）=ΣGt/Dt，其中Gt：在t天的种子发芽数，Dt：相对应的种子发芽天数。

1.4 数据处理

使用Exce1 2003统计整理测定数据并作图，采用SPSS20.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同基因型玉米种子对温度的响应

3种基因型玉米品种在不同温度条件下种子活力相关性状的平均表现列于表2。

由表2可以看出：在相同温度下，不同基因型玉米品种的种子活力相关性状表现各异。其中在18 ℃时，发芽率的表现为邵单8号>蠡玉16>武科2号；发芽势和主根长的表现为武科2号>邵单8号>蠡玉16；发芽指数、活力指数、苗长和苗鲜重均呈现为邵单8号>武科2号>蠡玉16；根干重以邵单8号的最大，蠡玉16和武科2号相等；而根鲜重和苗干重三种基因型的种子均表现为相等。

相同基因型的玉米品种在不同的温度条件下种子活力相关性状呈现的变化特征亦不同。以邵单8号为例，在4个不同温度18 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃条件下，发芽率分别依次为97.92 %、98.44 %、99.48 %和99.33 %，即在30 ℃时最高，高温35 ℃时次之，18 ℃低温时最低；发芽势、发芽指数和活力指数的变化规律均与发芽率相同。苗长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重和主根长等性状也反映出适宜温度条件下表现最高值，低温下表现值最低。

表2 3种基因型玉米种子在不同温度条件下种子活力相关性状

续表2 3种基因型玉米种子在不同温度条件下种子活力相关性状

2.2 种子活力相关性状间的相关性

本研究所考查种子活力相关性状的表型相关分析结果如表3所示。由表3可知，所有性状之间相关性质一致、均呈现正相关关系。发芽率与发芽势、发芽指数、活力指数、苗长、主根长、苗鲜重、根鲜重、根干重均呈显著正相关关系，其中与发芽势、发芽指数、活力指数、苗长、苗鲜重、根干重达极显著水平，发芽率与苗干重呈正相关关系但未达到显著水平。发芽势与发芽指数、活力指数、苗长、主根长、苗鲜重、根鲜重、根干重呈极显著正相关。发芽指数与活力指数、苗长、主根长、苗鲜重、根鲜重、根干重呈极显著正相关。活力指数与苗长、主根长、苗鲜重、根鲜重、根干重也呈现极显著正相关。苗干重与苗鲜重、苗干重与根鲜重呈现显著正相关之外，苗干重与与其他性状彼此之间也都呈现正相关关系，但相关性未达到显著水平。

表3 不同种子活力相关性状的表型相关系数

2.3 不同温度条件下种子活力相关性状差异比较

图1-10反映了不同温度条件下3种基因型玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗鲜重，幼根鲜重、苗长、主根长、幼苗干重、幼根干重的差异情况。如图所示，3种基因型的玉米在不同温度条件下的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数差异不显著，但都呈现出随温度的升高先升高后降低的变化规律。在干物质积累方面，邵单8号和武科2号都显著高于蠡玉16，而邵单8号和武科2号相比较差异不显著。

3 讨论

种子活力是衡量产量的重要指标，前人利用不同的遗传材料在不同的环境条件下已经做了较多的研究。其中，温度对种子活力的大小起着至关重要的作用。在本试验中，分别对玉米种子进行18 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃温度处理，试验结果显示不同基因型玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗鲜重、幼苗干重、苗长、主根长、苗干重、根干重等种子活力相关指标都随温度的升高而呈现先升高后降低的趋势，且这些指标在最适温度时达到最高。

此外，本试验在研究不同基因型玉米种子的相关性状之间的表现关系方面也与众多研究结果相同。经过发芽试验表明，玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗鲜重、根干重各性状之间呈极显著相关关系，与苗干重没有明显的相关关系；发芽率、苗长、苗干重与根鲜重的关系达到显著水平。另外，苗长与根鲜重，发芽率与主根长的相关度也达到显著水平。可以根据各性状之间的相关关系确定种子活力的大小，为高活力玉米种质创新和新品种选育提供参考。

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S330.31

B

1003-4749（2015）05-0008-05

2015-04-10

河南科技大学科研启动经费(13480067)；河南科技大学大学生研究训练计划（2014249）

王朝阳(1991-)，男，河南周口人，在读本科。

*通讯作者：韩赞平(1975-)，男，河南孟津人，博士，讲师，主要从事玉米遗传育种研究工作。