外引美国玉米种质材料田间鉴定与评价

蒙成 莫金娇 黄登福

摘 要 对从美国引进的18份玉米种质材料通过田间种植，对其株高等9个性状进行综合鉴定与评价，为玉米种质创新、利用提供理论和物质基础。试验设2行区，小区面积4.2 m2，不设重复，人工播种，单株留苗。结果表明，供试种质材料在产量、千粒质量、穗粒数、穗长、穗位高等方面都表现出丰富的遗传多样性，各性状间存在不同的相关性；抽雄期和成熟期对供试种质材料的千粒质量、穗粒数和产量均有不同程度影响。试验筛选出大穗种质材料3份、大粒种质材料3份、矮秆种质材料各2份；产量较高、综合农艺性状较好的优异种质材料4份。通过对供试种质材料的综合鉴定与评价认为，美国先锋公司的种质材料综合表现较好，可为育种家对美国种质材料的利用提供一定参考价值。

关键词 美国；玉米；种质资源；农艺性状；田间鉴定与评价

中图分类号：S513 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.1.024

玉米种质资源又称玉米遗传资源。玉米种质是选育优良玉米杂交种以及发展玉米生产的物质载体，玉米在进化的过程中形成了极其丰富的遗传种质，玉米种质的改良与创新已成为世界玉米育种的发展方向之一[1]。

在现代玉米育种中，了解玉米种质资源的主要农艺性状及其对玉米产量的影响，对现有或引进的品种进行系统观察与评价，筛选出具有利用前景的优良群体，为选育新品种提供优良的种质基础对于指导玉米育种是十分必要的手段[2]。众所周知，在玉米育种过程中，狭窄的种质基础降低了进一步提高杂种优势潜力和增强抗逆能力的可能性[3-6]。而我国非常缺乏高产和超高产育种所必须依赖的种质基础，研究种质资源的手段与设施条件比较陈旧，高产和超高产育种必须扩增种质资源和遗传基础，需要引进或发现新的杂种优势群和杂种优势模式，这才有可能选育出配合力更高的自交系和进一步提高杂种优势水平[7]。

我国玉米生产上每一次新品种的更新换代都与新种质的创新、利用密不可分，外来种质特别是美国玉米种质是我国玉米自交系创新的重要基础材料。用美国玉米种质育成的自交系综合性状优良，与国内种质地理远缘，普遍具有配合力高、根系发达、抗倒性强、抗病虫、品质好、高抗玉米叶斑病、粒商品性好等诸多优点，以其组配的玉米杂交种子粒成熟时茎秆含水量较高，活秆成熟[8-9]。研究表明，外来种质对我国杂交玉米生产的贡献率已经接近60%，其中，美国种质利用率每增加1百分点，全国玉米年均产量增益约10 kg·hm-2[10]。通过研究美国种质的利用，分析创新种质的特征特性，探讨其利用的技术途径和策略，以期对未来外来种质利用有一定帮助[11]。应用美国玉米种质的经验避免国内玉米种质的遗传基础脆弱和狭窄，进一步丰富和拓宽玉米种质库，培育新的优势类群，构建新的杂优模式，加强育种基础材料创新研究；玉米育种基础材料是选育杂交种的基础，引进和改良国外玉米种质是我国玉米育种不可或缺的一个环节，要充分发挥美国玉米种质的潜力，做好美国玉米种质的再利用工作。美国种质目前在我国玉米育种试材中已占有较大的比例，育种實践证明，将美国种质与传统核心种质系统之间进行有利基因的渐渗是可行的[12]，不但可以极大地丰富我国玉米种质的遗传基础，拓宽适应性，改进农艺性状，增强抗逆性，而且有助于发掘新的杂种优势群和杂种优势模式，获得强优势组合，进一步提高杂种优势利用水平。本文通过研究18份从美国引进的玉米品种资源的各种农艺性状，旨在通过观察评价其育种价值，为筛选优良育种材料和种质创新、利用提供基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

参试的18份美国玉米种质材料是2015—2016年分别从美国迪卡公司、美国先锋公司、美国先正达种业引进的，其中迪卡公司4份、先锋公司8份、先正达种业6份（见表1）。

1.2 试验地点

试验于2017年2—6月在广西农业职业技术学院作物研究所玉米育种科研基地进行。试验地土壤肥力中等，地力均匀、平坦、光照好、排灌方便，海拔110 m。前茬作物玉米。

1.3 试验方法

试验设2行区，行长350 cm，大小行种植，大行距80 cm，小行距40 cm，株距27 cm，不设重复，播种采用人工点播，单株留苗。

1.4 试验经过

2月18日播种，2月26—27日出苗，4月4日定苗，4月27日开始抽雄穗，6月8—25日成熟收获。

1.5 性状观察

记载全生育期，田间调查项目有：株高、穗位高、茎粗（地上第二节）；室内考种项目有：穗长、穗粗、穗行数、穗粒数、千粒质量、产量。

1.6 数据统计

用Excel 2007进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状及产量的变异分析

由表2可知，供试品种株高变异系数最小，变化范围174～250 cm，均值为215.0 cm，标准差为18.9，变异系数为8.8%；株高在均值215.0 cm以上的种质材料有10个，在174～188 cm的种质材料有2个。穗位高变化范围71～160 cm，均值为116.3 cm，标准差为21.3，变异系数为18.3%；穗位高在均值116.3 cm以上的种质材料有9个。茎粗变化范围为1.5～2.9 cm，均值为2.1 cm，标准差为0.3，变异系数为14.3%；茎粗在均值2.1 cm以上的种质材料有5个。穗长变化范围为9.8～19.5 cm，均值为14.3 cm，标准差为2.8，变异系数为19.6%；穗长在14.3 cm以上的种质材料有7个。穗粗变化范围为2.8～4.5 cm，均值为3.4 cm，标准差为0.5，变异系数为14.7%；穗粗在4.3 cm以上的种质材料只有2个。穗行数变化范围为10.0～16.0行，均值为13.5行，标准差为1.5，变异系数为11.1%；穗行数14～16行的种质材料有10个。穗粒数变化范围为190～518粒，均值为338.8粒，标准差为75.0，变异系数为22.1%；穗粒数在400粒以上的种质材料只有3个，低于350粒的种质材料有11个。千粒质量变化范围为90～365 g，均值为222.1 g，标准差为72.6，变异系数为32.7%；千粒质量大于250 g的种质材料有5个，其中大于300 g的种质材料有3个。产量变异幅度最大，最大值为8 630.0 kg·hm-2，最小值为1 284.0 kg·hm-2，均值为3 049.4 kg·hm-2，标准差为1 528.8，变异系数为 50.1%。

结果得出，产量、千粒质量、穗粒数、穗长、穗位高的变异系数较大，分别为50.1%、32.7%、22.1%、19.6%、18.3%，表明供试种质材料具有丰富的遗传多样性，但不足的是穗位普遍较高；穗粗、茎粗的变异系数其次，分别为14.7%、14.3%，表明供试种质材料穗粗、茎粗总体适中，可利用的大穗型种质较少；穗行数的变异系数较小，为11.1%，表明供试材料穗行数总体较小；株高的变异系数最小，为8.8%，表明供试材料植株总体较矮，可利用的矮秆种质资源较为丰富。

2.2 主要农艺性状与产量的相关分析

由表3可知，穗粗与穗行数的相关性为正相关且达极显著水平（相关系数为0.888 8）；产量与茎粗、穗长的相关性为正相关且达显著水平（相关系数分别为0.533 0、0.578 8）；株高与穗位高的相关性为正相关且达显著水平（相关系数为0.722 5）；茎粗与穗长、千粒质量的相关性为正相关且达显著水平（相关系数分别为0.672 3、0.609 0）；穗长与穗粒数的相关性为正相关且达显著水平（相关系数分别为0.798 5）。

从表3可以看出，产量的主要决定因素为穗长、穗粒数、千粒质量，茎秆粗壮穗长增长、穗粒数增加、产量提高；穗位随株高的增高而增高；穗长增长穗粒数明显增加；穗粗增大穗行数明显增多。

2.3 生育期对产量及产量性状的影响分析

从表4可以看出，抽雄早的种质材料千粒质量、穗粒数及产量均最高；抽雄适中的种质材料千粒质量、穗粒数及产量排第二；抽雄晚的种质材料千粒质量、穗粒数及产量均最低。从变幅上看，抽雄早的品种千粒质量和产量表现变幅最大，抽雄适中的品种表现千粒质量、穗粒数及产量变幅均最小，抽雄晚的品種表现穗粒数变幅最大。

从表5可以看出，早熟种质材料穗粒数及产量水平最高；中熟种质材料的千粒质量最高；迟熟种质材料的千粒质量、穗粒数及产量水平均最低。从变幅上看，供试种质材料总体上表现为：早熟种质材料千粒质量、产量变幅最大，迟熟种质材料穗粒数变幅最大。生育期对千粒质量、穗粒数和产量的影响都较大，随着生育期的延长，千粒质量、穗粒数及产量水平明显下降。

2.4 供试种质材料的鉴定筛选

经过对供试材料的产量、穗粒数、千粒质量、株高、穗位高、穗行数、穗长进行直接鉴定和筛选，从中筛选出一批特异种质材料：大穗种质3份、大粒种质3份、矮秆种质2份（见表6）。

在对供试材料产量、穗粒数、千粒质量、株高、穗位高、穗行数、穗长鉴定筛选的基础上，进一步对其生育期、抗病性等性状进行综合鉴定评价，从中筛选出产量较高、综合农艺性状较好的优异种质材料4份（见表7）。

3 小结与讨论

供试种质材料在产量、千粒质量、穗粒数、穗长、穗位高等方面都表现出丰富的遗传多样性，为筛选优异育种材料和种质创新、利用提供了基础。

本研究相关性分析表明，供试种质材料产量的主要决定因素为穗长、穗粒数、千粒质量，茎秆粗壮穗长增长、穗粒数增加、产量提高；穗位随株高的增高而增高；穗长增长穗粒数明显增加；穗粗增大穗行数明显增多。因此，在筛选种质材料时应以穗长、穗粒数、千粒质量为直接鉴定筛选指标，辅以穗粗、穗行数、茎粗及抗病性等指标对种质材料进行综合鉴定和评价。从生育期对千粒质量、穗粒数和产量影响分析表明，抽雄期和成熟期对供试种质材料的千粒质量、穗粒数和产量均有不同程度影响。因此，宜选择抽雄较早、成熟期较早的种质以获得千粒质量大、穗粒数多和较高产量。本试验筛选出大穗种质3份、大粒种质3份、矮秆种质2份，筛选出产量较高、综合农艺性状较好的优异种质材料4份。通过对供试种质材料的综合鉴定与评价认为，美国先锋公司的种质材料综合表现较好，可为育种家对美国种质材料的利用提供一定参考价值，这些材料的利用将会对广西玉米育种起到一定的促进作用。

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（责任编辑：丁志祥）