乐山白玉米地方种质的初步鉴定＊

□徐敏 江瑞林 陆江 谭义川 颜勇刚，2

/1.乐山市农业科学研究院 2.四川农业大学农学院

本研究以乐山27个白玉米地方种质为研究对象，测定株高、穗位高、茎粗、穗长、秃尖、穗粗、穗行数、行粒数、叶长、叶宽、雄花长、雄花分枝数、穗粒重、百粒重，对其遗传差异进行初步评价，对各农艺经济性状进行相关分析，并将27个种质进行聚类。结果表明：27个白玉米地方种质农艺性状差异很大，其中秃尖长、雄花分枝数及穗粒重差异最大；各性状之间存在不同的相关性，其中穗粗、穗行数、行粒数与穗粒重呈极显著正相关；而聚类分析将27个种质分为6类，其中有3类具有明显的特点，可分别用于丰富矮化、青贮、饲用及食用类种质。以上研究为品种改良指定了方向，为育种过程中的选择提供了依据，并为群体组配奠定了基础。

玉米是重要的饲料、工业加工原料和粮食作物，其产量和品质对保障粮食安全和人民生活具有举足轻重的战略作用。我国玉米育种工作中存在一个问题，即亲本种类较少，骨干系集中，种质遗传基础狭窄[1]。种质遗传基础狭窄是玉米育种取得突破性进展的“瓶颈”，种质的扩增、改良与创新是解决种质基础狭窄问题的根本途径[2]。玉米地方品种具有独特的环境适应性和丰富的遗传基础，其中蕴藏着诸如持绿性[3]、抗病[4]、耐旱[5]和优质[6]等众多可被利用的性状，是不可或缺的种质资源。目前，我国已收集整理玉米品种资源1.5万余份，地方品种大约占90%[7]。然而，玉米育种工作者所利用的玉米地方种质资源不足3%，玉米地方种质资源的研究和利用有待加强[8]。白玉米因其独特的色泽和优良的适应性及较长的持绿性，长期以来作为西南山区畜牧业重要饲料资源而被农民自行留种，形成了丰富的地方品种资源[9]。根据中国作物种质资源信息网有关白玉米地方品种种质资源的地理分布图和密度分布图，可以看出西南山区白玉米地方品种资源极其丰富，约占全国白玉米地方品种资源的1/2～3/4，是白玉米品种选育的重要物质基础[9]。乐山山区生态地理条件复杂，气候因素差异很大，因此，很有必要对各地区丰富的白玉米地方种质加以收集与研究，分析地方种质的优良农艺性状与产量性状的关系以及各地方种质的类型，对其应用具有十分重要的意义。本研究对乐山27个白玉米地方种质的遗传差异进行了初步评价，对它们的农艺经济性状进行了相关分析，并将27个种质进行聚类，这对优良地方种质资源的选择及针对性应用、拓宽玉米种质遗传基础，具有十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料收集和田间试验设计

2015～2016年，分别从乐山市金口河区、峨边县、峨眉山市、马边县、沐川县收集具有地方特色的白玉米地方种质27份作为试验材料，编号1～27。所有材料于2017年春季在乐山市农业科学研究院陈坝基地种植，随机排列，4行区，行长3.5m，每行7穴，行距80cm，穴距50cm，每穴2株。其他管理措施同一般大田生产。

1.2 数据测定

于玉米成熟期对每个材料抽取中间两行的中间10株，进行农艺性状调查，收获后进行室内考种。按照《农作物品种试验技术规程——玉米》（NY/T1209-2006）中的记载项目和标准，主要调查如下性状：株高、穗位高、茎粗、穗长、秃尖、穗粗、穗行数、行粒数、叶长、叶宽、雄花长、雄花分枝数、穗粒重、百粒重。

1.3 数据分析

所有数据分析均在Excel2007及SPSS19.0上进行，参照张力[10]的方法。

2 结果与分析

2.1 白玉米地方种质的农艺性状表现

分别对27个乐山白玉米地方种质的14个性状进行方差分析，从方差分析结果（表1）可以看出，玉米地方种质群体各性状的F值均达极显著水平，说明27个地方种质在各性状上存在极显著差异；从各性状的变异系数看，秃尖长的变异系数最大（278.57%），其次是雄花分枝数（31.10%）和穗粒重（26.55%），说明不同地方种质间这3个性状的遗传差异较大。

2.2 相关分析

14个性状的表现型值相关系数见表2。结果表明：穗粗、穗行数、行粒数与穗粒重呈极显著正相关，穗长、叶宽与穗粒重呈显著正相关。雄花分枝数和百粒重呈显著负相关，雄花长和雄花分枝数呈极显著负相关，株高和叶长呈极显著正相关，穗长与行粒数呈显著正相关，穗粗和穗行数呈显著正相关，茎粗和株高及穗位高呈显著正相关，株高和穗位高呈极显著正相关。

2.3 聚类分析

27个地方种质表型性状的聚类图见图1。从图1可以看出，27个地方种质被分为了6类，其中12、13、7、5、8、9为第Ⅰ类，10、16、19、2、17、22、24、4、11、3、1、18为第Ⅱ类，可分为两个亚类，23、25、6、26、27、15为第Ⅲ类，14、20、21分别各成一类。根据聚类结果，发现第Ⅱ类种质株高、穗位高、茎粗值均最小，株型相对矮小，其中亚类叶片宽度差距较大；第Ⅲ类株高、穗位高、茎粗值均最大，株型相对高大；而第Ⅰ类株型偏中等型，行粒数多、单穗产量高。

表 1 地方白玉米种质各性状方差分析

3 讨论与结论

由方差分析可见，27个地方种质各性状差异均显著，变异系数均较大，这反映了各品种间的遗传差异较大。乐山高山地区的生态条件比较复杂，小气候差异大，受人为选择、自然隔离等因素的影响，不同种质间存在较大的遗传差异，一些不同的基因库，有着多种有利基因，有广泛的选择潜力，因此，是组配群体时很有价值的地方材料。但将其引进到海拔低的地方，由于日平均气温升高，植株会比原产地高大，繁茂性增强，对其进行应用时应注意株型性状的改良[11]。

由相关分析的结果可以看出，通过对穗粗、穗行数、行粒数、穗长、叶宽进行选择，单株籽粒产量将有所改变。各性状间也有一定相关性，如雄花分枝数和百粒重呈显著负相关，雄花长和雄花分枝数呈极显著负相关，因此，选择适宜的雄花长和雄花分枝数对百粒重的改良非常重要，而穗长与行粒数呈显著正相关，穗粗和穗行数呈显著正相关，在选择过程中应该注意目标性状的同步改良[12]。

聚类分析将各地方种质进行了分类，选择地方种质作为组配基础群体的亲本时，由于各个类群种质各具特色，性状各有优缺点，为满足遗传差异大、优良性状多的要求，则可从不同类群中选择优良的地方种质相互交配并掺入优良的外源种质[13]。本研究将收集的27个乐山白玉米地方种质分为6类，其中3类具有明显特色，第Ⅰ类行粒数多、单穗产量高，因此该类型可用于丰富饲用及食用玉米种质基础；第Ⅱ类种质株型相对矮小，可用于改良其他种质材料的株型；第Ⅲ类株型相对高大，生物学产量高，可用于组建青贮玉米选系基础材料。这些种质对拓宽现有玉米育种材料的遗传基础，克服我国玉米育种种质中存在的遗传瓶颈问题将起到一定作用。

表 2 性状间的表现型值相关系数

图 1 27个地方种质表型性状的聚类图