不同基因型种子籽粒大小对玉米生长发育的影响

张海娇 李志强 邹原东

摘要    本文将4个玉米自交系按照籽粒大小分成8组作为试验材料，研究了籽粒大小对玉米生长发育及其产量的影响。结果表明，同一自交系种子的籽粒大小与玉米的生育进程无相关性，对玉米前期生长有一定的影响，对玉米籽粒产量的影响则因自交系而异。

关键词    玉米;籽粒大小;生长发育;产量

中图分类号    S513        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）17-0001-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Four maize inbred lines were divided into eight groups according to grain size as experimental materials， and the effects of grain size on maize growth， development and yield were studied. The results showed that the grain size of maize from the same inbred line had no correlation with its growth process， had some influence on the early growth of maize， and had different effects on the grain yield.

Key words    maize; grain size; growth and development; yield

玉米是重要的粮食作物、饲料作物，也是重要的工业原料。在世界谷类作物中，玉米的种植面积、总产量和平均单产均居首位。玉米种子的发育是个体发育的最初阶段，这一阶段发育的好坏，不仅和玉米种子本身的播种品质有密切关系，同时也可以影响下一代的生长发育，还有可能使种性发生不同程度的改变。玉米粒重是构成籽粒产量的基本性状之一，从理论上说，只要保证单位面积的果穗數和每穗粒数，提高粒重就有望增加产量[1]。因此，选育大粒型玉米自交系是提高玉米产量的重要途径之一[2]。以玉米籽粒生长特性为基础进行大粒型育种的效果又取决于对3个问题的研究：一是各籽粒生长特性在决定籽粒大小中的相对重要性;二是各性状的遗传规律如何;三是通过各籽粒生长特性间接选择粒重是否较直接选择粒重具有更佳的遗传进展。目前，尚未见到关于第3个问题的报道，而第1、2个问题研究的结果也不尽一致[3-6]。因此，从探讨玉米粒径大小与生长关系出发进一步研究粒径大小是否与产量有关，对于玉米大粒型高产育种和栽培无疑具有十分重要的理论和实践意义。

1    材料与方法

1.1    试验材料

本试验材料取自2018 年在北京农业职业学院科技示范园种植的4个鲜食玉米自交系，分别为34-1、26-1、24-1、26-5。将以上4个自交系均按籽粒大小再次分类，分别标号为34-1大、34-1小、26-1大、26-1小、24-1大、24-1小、26-5大、26-5小。经测定，各自交系百粒重如表1所示。

1.2    试验方法

本试验分室内、室外2种方法。

1.2.1    室外试验。室外试验4个不同自交系的不同粒径计8个处理，3次重复，采用随机区组设计，5 m行长，4行区，对其各自植株及果穗进行研究。

在生长初期进行1次调查，每个区中随机抽取5株植株测量幼苗高度，并对自交系的发芽率进行调查。

在收获期进行1次调查，每个区中随机抽取10株植株测量株高、穗位高、叶片数、底径粗。取下抽取植株的果穗并进行室内考种，项目有穗长、穗粗、百粒重、秃尖长、穗行数、行粒数、穗重、轴重。

1.2.2    室内试验。将试验用的沙子高温消毒，同时发芽盒用清水冲洗、晾干，内部用乙醇消毒。试验用种子每个自交系随机选出150粒。每50粒种子装于一个发芽盒内（沙床含水量15%，种子整齐摆放），覆1 cm厚沙子，置于光照培养箱中。在不影响植物正常生长的情况下，查出发芽数，计算发芽率以及发芽势。将植株取出，尽量避免伤到植株的根。洗去植株上的沙子、晾干，测量幼苗高度、幼苗重量、根部长度、根部重量。

1.3    数据处理

利用Excel软件和DPS软件对数据进行统计分析。

2    结果与分析

2.1    室外试验

2.1.1    自交系发芽率。由表2可以看出，除34-1外，其他自交系都是粒径小的发芽率高;且26-1粒径不同的2组间相差极大。因此，还需进一步试验验证。

2.1.2    植株性状。由表3可以看出，24-1小与24-1大的穗位高差异极显著，26-1小与26-1大在叶片数表现差异显著，其他自交系在株高、穗位高、叶片数、底径粗性状上差异表现不显著。

2.1.3    果穗性状。不同玉米自交系的穗长、穗粗、百粒重、秃尖长、穗行数、行粒数、穗重、轴重如表4所示。

2.2    室内试验

2.2.1    自交系发芽率。在不影响植物正常生长的情况下，查出发芽数，进而计算发芽势以及发芽率。由表5可以看出，除自交系26-5和34-1是粒径小的发芽率高外，其他自交系都是粒径大的发芽率高，而自交系24-1粒徑大的与粒径小的相差很大，因此还需进一步试验验证。

2.2.2    幼苗农艺性状。不同玉米自交系幼苗高度、幼苗重量、根部长度、根部重量如表6所示。

3    结论与讨论

3.1    室外试验

试验结果表明，除34-1外，其他3个自交系都是粒径小的发芽率高，而且26-1粒径大的与粒径小的出苗率相差很大，4个自交系出苗率都不整齐。4个自交系株高和底径粗与种子粒径大小无关;穗位高仅自交系24-1差异显著，因而不能说明玉米穗位高与种子粒径大小有关，差异大也可能是由于田间管理等方面导致。4个自交系穗长、穗粗、百粒重、行粒数、穗行数、秃尖长、穗重、轴重与种子粒径大小无关。综上所述，田间试验表明，玉米种子粒径的大小与其生长发育无必然联系。

3.2    室内试验

除26-5和34-1外，其他2个自交系都是粒径大的发芽率高，而且24-1粒径大的与粒径小的发芽率相差较大，4个自交系发芽率都比较高。4个自交系株高和株重与种子粒径大小无关。4个自交系根长、根重方面，由于只有一个自交系差异显著，因而不能说明玉米幼苗的根长、根重与种子粒径大小有关，且差异也可能由于管理等方面导致。综上所述，同一自交系的籽粒大小与玉米的生育进程无相关性，对玉米前期生长有一定的影响，对玉米籽粒产量的影响则因自交系而异。

4    参考文献

[1] 刘树坤，杨汭华.中国玉米生产的技术效率损失测算[J].甘肃农业大学学报，2005，40（3）：389-395.

[2] 夏彤.中国玉米及相关产业发展可持续研究[D].北京：中国农业大学，2006.

[3] 汪文杰，陈科力，吴钟聆，等.不同产地不同粒径半夏种茎发芽和生长能力比较[J].中国药师，2010，13（6）：774-775.

[4] 马占军，周喜旺，王汉宁，等.普通玉米主要品质性状杂种优势研究[J].甘肃农业大学学报，2009，44（1）：60-63.

[5] 魏亚萍，王璞，陈才良.关于玉米粒重的研究[J].植物学通报，2004，21（1）：37-43.

[6] 郑有良，赖仲铭，杨克诚.玉米籽粒生长特性与籽粒大小的关系及其遗传研究[J].四川农业大学学报，1985，3（2）：73-80.