不同玉米自交系耐深播能力分析

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(辽宁省农业科学院玉米研究所， 沈阳 110161)

不同玉米自交系耐深播能力分析

李月明，孙丽惠，郝楠，马云祥，毕文博，孙楠，王延波

(辽宁省农业科学院玉米研究所， 沈阳 110161)

本试验以19份玉米自交系为材料，在播深5、10 cm和15 cm条件下进行出苗率、苗长、根长、中胚轴长、芽鞘长、苗重、根重、中胚轴重和根冠比的相关分析，以及播种前的发芽率、冷发芽和老化芽率的活力指标分析。结果表明，在播深15 cm条件下，田间出苗率以中Ph 6 wc、中106、Ph 4 cv、辽6049、辽7980和辽2379出苗率较高，为较耐深播品种。其种子活力在室内种子活力测定中达到中等以上(各项活力指标在85%以上)，可用活力指标作为耐深播玉米自交系的参考依据。在相关分析中，中胚轴长和中胚轴重与田间出苗率呈极显著相关，说明这2个指标对玉米自交系出苗起主要促进作用。

玉米自交系； 种子活力； 播种深度

玉米是辽宁省的第一大作物，在省内种植区域分布比较广泛。而东北地区多以春旱、无灌溉条件等因素危害玉米萌发和出苗[1-3]。通过种植耐深播的玉米品种，提高土壤深层水分利用效率，是北方玉米种植研究的一个重要方向[4-6]。目前，关于玉米耐深播种质的研究较少，董存吉等[7]利用印第安蓝粒玉米与玉米自交系自330等杂交和自交，筛选出耐深播的玉米自交系SN 38等，并选育出高产、紧凑、抗倒、抗病的玉米杂交种抗42。梁素明等[8]利用玉米自交系太160-2为母本与耐深播自交系LR 1921组合，培育出耐深播玉米品种旱玉5号。本试验以19份东北常用的玉米自交系分别在播深5，10，15 cm的条件下，对玉米自交系的出苗率、苗长、根长、中胚轴长、芽鞘长、苗重、根重、中胚轴重和根冠比9个指标进行分析，探讨其与深播特性的关系，发掘玉米耐深播种质，为耐深播新品种的选育、耐深播特性的生理和遗传研究提供参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 供试材料

2014年同一条件下自繁留种常用19个自交系：Ph 6 wc、PH 4 CV、中106、郑58、昌7-2、辽6049、辽5090、C 8605-2、丹598、沈3336、沈3265、辽3162、辽106、辽7980、辽2379、辽2386、辽1203、辽8821、S 121等。

1.2 试验设计

试验于2015年4月28日在沈北新区试验田进行。田间按随机区组排列，3次重复，每份材料种1行，行长5 m，行距0.6 m，每行播50粒，播深分别为5，10，15 cm。室内试验于辽宁省农业科学院玉米研究所实验室完成。

1.3 调查内容

1.3.1 性状调查

胚芽鞘出土达2 cm视为发芽，在50%以上达到1叶1心为出苗，计算出苗率。待50%以上玉米生长至3叶期时随机取10株(用水冲洗植株上的泥土，并用吸水纸吸干植株表面残留水分)，测量幼苗长度(中胚轴和胚芽鞘接合部位到叶尖部的长度)、主根长度、中胚轴长(子叶节到胚芽鞘节基部的距离)、胚芽鞘长(从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的长度)；分别取中胚轴、叶片、根于105 ℃杀青1 h，80 ℃烘至恒重，计算幼苗干重、中胚轴干重、根干重以及根冠比。根冠比(R/S)=(根干重+中胚轴干重)/幼苗干重。

1.3.2 统计分析

应用Excel 2003以及DPS 13.0版数据处理软件进行统计分析，其中方差分析采用试验统计-随机区组设计-单因素试验统计分析和试验统计-随机区组设计-二因素试验统计分析。相关分析采用多元分析-回归分析-逐步回归的方法。

图1 玉米自交系活力分析

2 结果与分析

2.1 玉米自交系的活力指标比较

由表1可见，参试的19个自交系芽率在90%以上的品种有15个，其中Ph 6 wc、Ph 4 cv、辽2386和辽8821的芽率较其他品种达到显著水平，均达到99%。在老化试验中，芽率达到90%以上的品种有6个，其中辽8821和辽2386芽率最高，辽106的芽率最低，这与标准芽率结果一致。在冷芽率试验中，芽率结果达到90%以上的品种有8个，其中Ph 4 cv和沈3336的冷芽率最高，辽5090和辽106的冷芽率最低。

表1 各玉米自交系的活力指标比较

品种发芽率冷芽率老化芽率Ph6wc99aA90bcdABC90abcABCPh4cv99aA95aA92abAB中10691defCDE87efgCDE90abcABC辽316297abcAB93abAB88bcdABCD辽604994bcdABC89cdeABC89abcABCD辽509087fFG82ghEF85cdefBCDE郑5890defDEF90bcdABC83fghCDE昌7⁃297abcAB88cdefBCD85cdefBCDE沈333697abcAB95aA90abcABC沈326591defBCDE91abcABC85cdefBCDE辽10684gG82ghEF77iF辽798097abcAB88cdefBCD86cdefBCD辽237993cdeABC89cdeABC87bcdABCD辽238699aA91abcABC94aA辽120391defBCDE87efgCDE82ghDEF辽882199aA93abAB94aAS12198abA92abcAB86cdefBCDC8605⁃287fFG85fhgDEF88bcdABCD丹59889efDEF88cdefBCD83efgCDE

注:表中英文小、大写字母分别代表0.05显著水平和0.01极显著水平。下同。

由图1可见，玉米自交系利用发芽率、冷芽率和老化芽率等活力指标综合进行活力分析得出：玉米自交系辽8821、Ph 4 cv、辽2386、沈3336、Ph 6 wc的种子活力较高，平均发芽率在97%以上，冷芽率和老化芽率在90%以上。辽3162、S 121、辽6049、辽7980、辽2379、中106、沈3265、昌7-2和C 8605-2三项活力指标均在85%以上，活力中等。郑58、辽1203、丹598、辽5090和辽106种子活力较低。

2.2不同播种深度下玉米自交系的出苗率

不同播种深度和品种间玉米自交系出苗率的方差分析结果(表2)表明，出苗率在播种深度和品种间差异均达到极显著水平，品种与播深互作间差异也达到极显著。说明出苗率在自交系品种间存在差异；随着播深的增加，不同自交系对播深的反应程度也不同，说明耐深播试验工作对玉米育种是有指导意义的。

表2 不同播种条件下玉米自交系的方差分析

变异来源自由度出苗率F值品种间186．1335∗∗播深间285．6621∗∗品种×播深363．2085∗∗

从表3可见，不同玉米自交系出苗率随播深的增加呈下降趋势，在播深15 cm下所有品种均极显著低于对照，Ph 4 cv、中106、辽6049、辽7980和辽2379出苗率分别减少46.6%、48.8%、49.4%、44.9%和46.2%减幅小于其他品种。不同播种深度处理品种间出苗率存在一定差异，以Ph 4 cv、中106、辽6049、辽7980和辽2379出苗率较高，较耐深播。

2.3 不同播种深度处理对玉米自交系的影响

2.3.1 不同播种深度处理对玉米自交系幼苗形态指标的影响

由表4可见，不同播种深度和品种间玉米幼苗形态指标的方差分析结果表明，中胚轴长在品种和播深间差异极显著，苗长在品种间差异显著，所有幼苗形态指标在品种与播深互作中差异均极显著。

从表5可见，在播深15 cm处理下，各品种除没出苗以外，中胚轴长均高于对照，且大部分品种中胚轴长均显著或极显著高于对照，并表现出随播深的增加而增加的趋势。大部分品种苗长和根长与对照差异不显著。

表3 不同播种条件下自交系的平均出苗率

品种播深出苗率(%)比ck±(%)品种播深出苗率(%)比ck±(%)5(ck)87aA5(ck)86aAPh6wc1054bB-37．9昌7⁃21073bB-15．11532cC-63．21525cC-70．95(ck)88aA5(ck)88aAPh4cv1061bB-30．7沈33361031bB-64．81547cC-46．61530cC-65．95(ck)82aA5(ck)75aA中1061057bB-30．5沈32651021bB-721542cC-48．81515cC-805(ck)90aA5(ck)79aA辽31621073bB-18．9辽1061047bB-40．51522cC-75．61524cC-69．65(ck)81aA5(ck)89aA辽60491067bB-17．3辽79801054bB-39．21541cC-49．41549cC-44．95(ck)83aA5(ck)78aA辽50901057bB-31．2辽23791056bB-28．21521cC-74．71542cC-46．25(ck)82aA5(ck)93aA郑581034bB-58．5辽23861063bB-32．31515cC-81．71527cC-70．95(ck)74aA5(ck)70aA辽12031017bB-77C8605⁃21013bB-81．41511cC-85．1150cC-1005(ck)88aA5(ck)84aA辽88211049bB-44．3丹5981035bB-58．31523cC-73．91533cC-60．75(ck)85aAS1211015bB-82．41511cC-87．1

注:不同字母表示同一品种在不同播种深度间的差异，其中小写字母和大写字母分别代表0.05和0.01水平上差异显著。

表4 不同播种条件下玉米自交系幼苗形态指标的方差分析

变异来源自由度F值苗长根长中胚轴长芽鞘长品种间182．5654∗1．79873．1595∗∗1．1854播深间20．31211．698414．3034∗∗2．5836品种×播深363．362∗∗3．7181∗∗2．875∗∗3．353∗∗

Ph 6 wc、辽6049、郑58、昌7-2、辽2379的苗长随播深增加略有升高，说明播深对这5个品种影响较小；其他品种苗长表现出随播深的增加而降低的趋势。大部分品种根长与对照差异不显著，根长在播深10 cm和15 cm条件下，呈先增加后下降趋势。说明当达到一定播深时，根长随播深增加呈下降的趋势。各品种除没出苗以外，芽鞘长均高于对照，且随播深的增加而增加的趋势。在15 cm播深处理下，Ph 6 wc、辽6049、昌7-2、郑58和辽2379苗长增加了1%～26.3%；中106、辽6049、郑58、昌7-2、沈3336和辽8821主根长增加了21.5%～61%；Ph 6 wc、中106、辽6049、辽3162、辽5090、辽7980和辽2379中胚轴增加了141.9%～309.5%；辽3162、辽6049、辽5090、郑58、昌7-2、沈3336、辽106和辽7980芽鞘长增加了55%～159%，赠幅均大于其他品种。不同播种深度处理品种间幼苗形态指标存在一定差异，其中辽6049在4个形态指标中均增幅明显，表现最好；昌7-2、Ph 6 wc、郑58、中106、辽3162、辽5090、辽7980和辽2379在4个形态指标中有2个以上指标增幅明显，表现较好。

2.3.2 不同播种深度处理对玉米自交系幼苗干物质积累量指标的影响

由表6可见，不同播种深度和品种间玉米幼苗干物质积累量的方差分析结果表明，所有幼苗干物质积累量除了根重在品种间差异不显著外，其他指标在品种间、播深间、品种和播深互作中差异均达到显著或极显著水平。

从表7可见，在播深15 cm处理下，除沈3336未出苗以外，其他品种中胚轴重均高于或等于对照，说明随播深增加对沈3336中胚轴影响较小。且大部分均表现出随播深的增加而增加的趋势。除Ph 6 wc、辽6049、郑58、昌7-2、辽2379和没出苗的以外，其他品种苗重表现出随播深的增加而降低的趋势。根重和根冠比大部分品种表现出随播深的增加而降低的趋势。在播深15 cm处理下，Ph 6 wc、辽6049、昌7-2、郑58和辽2379苗重增加了-15.4%～16.7%；郑58、辽6049、昌7-2、辽2379和辽8821主根重较其他品种增加或减幅较少，在21.5%～61%之间；辽7980、辽2379、Ph 6 wc、中106、辽5090、昌7-2、辽2379和辽8821中胚轴增加了100%～300%；辽3162、辽8821、辽2379、郑58、昌7-2、中106、辽2386和辽7980根冠比较其他品种增加或减幅较少，在-8.9%～15.6%之间，中胚轴增幅均大于其他品种；苗重、根重和根冠比减幅均小于其他品种。不同播种深度处理品种间干物质积累量和根冠比存在一定差异，其中辽2379、昌7-2和辽8821在4个干物质积累量指标中均较其他品种增加或减幅较少，表现最好；郑58、辽6049、辽5090、中106和Ph 6 wc在4个干物质积累量指标中有2个以上指标增幅明显或减幅较少，表现较好。

表5 不同播种深度处理下玉米自交系品种的幼苗形态指标

品种播深(cm)苗长(cm)比ck±(%)根长(cm)比ck±(%)中胚轴长(cm)比ck±(%)芽鞘长(cm)比ck±(%)5(ck)18bB16．6bAB2．6bB2．5aAPh6wc1022．6aA25．622．7aA36．76．3aA142．32aA-201519．4aA7．813．7bB-17．56．8aA161．53．1aA245(ck)23．9aA13．1aA3．9aA2．2aAPh4cv1022．8aA-4．618．9aA44．34．2aA7．72．3aA4．51522．5aA-5．915．1aA15．34．8aA23．13aA36．45(ck)24．2aA16．3aA2．8bB2．4aA中1061019．2aA-20．719aA16．66．6aA135．73aA251520．8aA-1419．8aA21．57．2aA157．12．6aA8．35(ck)21．3abA16．5bA3．1bB1．8aA辽31621025．2aA18．324．2aA46．76．9aA122．63．1aA72．21519．2bA-9．916．9bA2．47．5aA141．92．8aA55．65(ck)20．5bB14．1bB2．1bB1．5bB辽60491030．3aA47．820．9aAB48．27．3aA247．65．6aA273．31525．9aAB26．322．7aA618．6aA309．52．4bB605(ck)19．8aA15．2bA2cC2aA辽50901020．3aA2．522．8aA509．4aA3702．8aA401519．2aA-316．1bA5．95．7bB1853．2aA605(ck)20．3bB14．3bA2．8bB2．1bAB郑581028．8aA41．915．5abA8．43．6bAB28．61．8bB-14．31523．7bAB16．720．7aA44．86．7aA139．33．7aA76．25(ck)14．4aA17．8aA3．8bB1．7aA昌7⁃21019．2aA33．323．1aA29．87．9aA107．92．3aA35．31517．9aA24．322．4aA25．88．1aA113．22．7aA58．85(ck)20．2bA11．9aA1．7aA2．2aA沈33361018．6aA-7．916．8aA41．24．3aA152．92．6aA18．21518abA-10．914．8aA24．43．6aA111．83．5aA59．15(ck)18．7aA16aA2．5bB4．4aA沈32651018aA-3．721．7aA35．66．9aA1762．9bA-34．1150bB-1000bB-1000cB-1000cB-1005(ck)19．1aA20．3aA2．8bA2．2cB辽1061021．4aA1217．9aA-11．84．2abA503．6bB63．61518．7aA-2．116．5aA-18．75．6aA1005．7aA159．15(ck)22．5aA18．9bA2．4bB2aA辽79801019．9aA-11．625．9aA377．8aA2253aA501518．8aA-16．422．2abA17．58aA233．33．1aA555(ck)19．3A17．2aA2．5bB2．2bB辽23791025．5aA32．120．6aA19．86．9aA1764．1aA86．41519．5aA117．7aA2．96．7aA1682．8bAB27．35(ck)21．4aA22．8aA3．9bB2．2aA辽23861025．9aA2119．1aA-16．27．7aA97．43aA36．41521aA-1．919．3aA-15．45．7abAB46．23．2aA45．55(ck)22．8aA16．5aA1．9abA2aA辽12031022．8aA017．2aA4．23．2aA68．42．6aA30150bB-1000bB-1000bA-1000bB-100

续表5：

品种播深(cm)苗长(cm)比ck±(%)根长(cm)比ck±(%)中胚轴长(cm)比ck±(%)芽鞘长(cm)比ck±(%)5(ck)23．9aA17aA2．5bA2．3aA辽88211022．2aA-7．117aA05．2aA1083．1aA34．81521．5aA-1022aA29．45．7aA1283．1aA34．85(ck)19．3aA19．3aA2aA3aAS121100bB-1000bB-1000aA-1000bB-100150bB-1000bB-1000aA-1000bB-1005(ck)21．1aA19．8aA2aA1．9aAC8605⁃2100bB-1000bB-1000aA-1000bB-100150bB-1000bB-1000aA-1000bB-1005(ck)20．5bB18．5aA3．1aA1．9bB丹5981019．6aA-4．420aA8．14．7aA51．65．7aA2001518．7bAB-8．817aA-8．13．7aA19．42．4bB26．3

表6 不同播种条件下玉米自交系干物质积累量的方差分析

变异来源自由度F值苗重根重中胚轴重根冠比品种间182．5143∗∗2．70493．2877∗∗3．4972∗播深间210．3787∗∗15．2262∗3．2042∗∗7．9321∗∗品种×播深362．1868∗1．9994∗∗2．2368∗∗2．2982∗∗

表7 不同播种深度处理下玉米自交系品种的干物质积累量指标及根冠比

品种播深(cm)苗重(cm)比ck±(%)根重(cm)比ck±(%)中胚轴重(cm)比ck±(%)根冠比比ck±(%)5(ck)0．36aA0．17abAB0．01bA0．53aAPh6wc100．43aA19．40．2aA17．60．03aA2000．52aA-1．9150．38aA5．60．1bB-41．20．02abA1000．31bA-41．55(ck)0．19aA0．09aA0．02aA0．59aAPh4cv100．27aA42．10．11aA22．20．02aA00．53aA-10．2150．15aA-15．80．05aA-44．40．02aA00．49aA-16．95(ck)0．29aA0．17aA0．01aA0．62aA中106100．27aA-6．90．12abA-29．40．03aA2000．52aA-16．1150．16aA-44．80．08bA-52．90．02aA1000．6aA-3．25(ck)0．29abAB0．12bAB0．03aA0．55aA辽3162100．43aA48．30．2aA66．70．03aA00．57aA3．6150．14bB-51．70．05cB-58．30．03aA00．55aA05(ck)0．26bB0．13aA0．02aA0．6aA辽6049100．67aA157．70．18aA38．50．02aA00．3bB-50150．32bB23．10．12aA-7．70．03aA500．52aAB-13．35(ck)0．27aA0．13abA0．01bA0．51aA辽5090100．33aA22．20．15aA15．40．02aA1000．53aA3．9150．24aA-11．10．07bA-46．20．02aA1000．45aA-11．85(ck)0．23aA0．11aA0．02abA0．56aA郑58100．38aA65．20．12aA9．10．01bA-500．35bA-37．5150．24aA4．30．12aA9．10．03aA500．55aA-1．8

续表7：

品种播深(cm)苗重(cm)比ck±(%)根重(cm)比ck±(%)中胚轴重(cm)比ck±(%)根冠比比ck±(%)5(ck)0．15aA0．06aA0．01bB0．45aA昌7⁃2100．29aA93．30．08aA33．30．03aA2000．39aA-13．3150．19aA26．70．07aA16．70．02aAB1000．52aA15．65(ck)0．38bA0．11aA0．03aA0．4aA沈3336100．28aA-26．30．07aA-36．40．02aA-33．30．35aA-12．5150．27abA-28．90．05aA-54．50．02aA-33．30．23aA-42．55(ck)0．34aA0．14aA0．01bAB0．44aA沈3265100．29aA-14．70．09aAB-35．70．03aA2000．41aA-6．8150bB-1000bB-1000cB-1000bB-1005(ck)0．25aA0．12aA0．01aA0．53aA辽106100．26aA40．05bA-58．30．01aA00．29bA-45．3150．18aA-280．05bA-58．30．01aA00．34bA-35．85(ck)0．4aA0．17aA0．01bB0．45aA辽7980100．38aA-50．15abA-11．80．03aAB2000．48aA6．7150．31aA-22．50．09bA-47．10．04aA3000．41aA-8．95(ck)0．25bB0．08abA0．01bA0．39aA辽2379100．49aA960．14aA750．02abA1000．33aA-15．4150．26bB40．07bA-12．50．03aA2000．39aA05(ck)0．31bAB0．11bAB0．02bB0．44aA辽2386100．46aA48．40．18aA63．60．05aA1500．51aA15．9150．19bB-38．70．06bB-45．50．02bB00．42aA-4．55(ck)0．25aA0．09aA0．01abA0．39aA辽1203100．3aA200．09aA00．02aA1000．39aA0150bB-1000bA-1000bA-1000bB-1005(ck)0．37aA0．13aA0．01aA0．39aA辽8821100．28aA-24．30．11aA-15．40．01aA00．41aA5．1150．32aA-13．50．11aA-15．40．02aA1000．4aA2．65(ck)0．27aA0．11aA0．01aA0．46aAS121100bB-1000bB-1000aA-1000bB-100150bB-1000bB-1000aA-1000bB-1005(ck)0．35aA0．14aA0．01aA0．46aAC8605⁃2100bB-1000bB-1000aA-1000bB-100150bB-1000bB-1000aA-1000bB-1005(ck)0．29aA0．16aA0．01aA0．57aA丹598100．22aA-24．10．07bA-56．30．01aA00．38aA-33．3150．21aA-27．60．08bA-500．01aA00．47aA-17．5

表8 播深15 cm条件下玉米自交系各性状相关分析

相关系数苗长根长中胚轴长芽鞘长苗重根重中胚轴重根冠比出苗率苗长1根长0．40∗1中胚轴长0．39∗0．56∗∗1芽鞘长0．13-0．04-0．031苗重0．080．30∗0．21-0．161根重0．170．55∗∗0．45∗-0．20．73∗∗1中胚轴重0．42∗0．50∗∗0．80∗∗0．080．38∗0．56∗∗1根冠比0．220．39∗0．44∗0．22-0．290．37∗0．39∗1出苗率0．43∗0．180．52∗∗0．220．41∗0．290．55∗∗0．38∗1

2.4 自交系田间出苗性状相关分析

在播深15 cm条件下，玉米自交系中胚轴长和中胚轴重与田间出苗率达到极显著相关，其相关系数分别为0.52和0.55。苗长、苗重和根冠比与田间出苗率显著相关。因此，增加播种深度后，中胚轴长和干重对玉米自交系出苗起主要促进作用。

3 结论与讨论

研究结果表明，在播深15 cm处理下，田间出苗率以Ph 6 wc、中106、Ph 4 cv、辽6049、辽7980和辽2379较高，为较耐深播品种。而耐深播品种的种子活力在室内种子活力测定中均达到中等以上(各项活力指标在85%以上)，由此可见，活力指标可作为耐深播玉米自交系的参考依据。幼苗形态指标、干物质积累量指标与田间出苗率存在一定差异，中胚轴长、芽鞘长和中胚轴干重逐渐增加，苗长、苗干重、根冠比逐渐减小，根长、根重受影响不大。在相关分析中，中胚轴长和中胚轴重与田间出苗率呈极显著相关，其相关系数分别为0.52和0.55。说明增加播种深度后中胚轴长和干重对玉米自交系出苗起主要促进作用。

目前全球气候日趋变暖，干旱、半干旱地区严重影响着玉米的生产，提高种子播种深度，有效利用土壤深层水分从而避免由于土壤表层干旱引起的玉米减产问题[9-11]。由于深播后玉米种子顶土能力差，缺苗断垄情况严重，因此筛选耐深播玉米种质资源具有重要的理论意义和应用价值[12-15]。本试验通过对东北地区常用的19份玉米自交系的耐深播筛选，客观鉴定出耐深播的玉米自交系，为东北地区选育耐深播玉米杂交种提供参考依据。

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Correlation Analysis of Maize Inbred Lines with Resistance to Deep Sowing

LIYueming,SUNLihui,HAONan,MAYunxiang,BIWenbo,SUNNan,WANGYanbo

2017-01-28

农业部行业专项(201303002)；国家科技型中小企业技术创新基金(13 C 26212100959)。

李月明(1982—)，女，辽宁海城人；硕士，助理研究员，主要从事种子科学研究工作；E-mail:liyueming239@163.com。

王延波(1966—)，男，研究员，主要从事玉米育种与高效栽培工作。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.06.079

S 513

A

1001-4705(2017)06-0079-07