玉米F2:3群体淀粉含量的表现及相关性分析

魏良明，王延召，宋迎辉，周 波

（河南省农业科学院粮食作物研究所，河南 郑州 450002）

玉米F2:3群体淀粉含量的表现及相关性分析

魏良明，王延召，宋迎辉，周 波

（河南省农业科学院粮食作物研究所，河南 郑州 450002）

利用300个F2:3家系及2个亲本在两个地点（环境）的试验数据，对玉米淀粉含量的表现及其与单株产量、百粒重、穗长、穗粗、穗行数等的相关性进行了研究。结果表明，两种环境条件下，淀粉含量在F2:3群体中存在广泛的变异，表现出数量性状遗传的特点。方差分析表明，淀粉含量受基因型和环境的共同影响。淀粉含量与百粒重显著正相关，与单株产量相关不显著。

玉米；F2:3家系；淀粉含量；产量性状；相关性分析

玉米是世界上重要的淀粉原料作物，玉米淀粉占全世界淀粉产量的80%以上。玉米淀粉用途广泛，市场需求日益增加。因此，培育高淀粉玉米新品种，对提高玉米利用价值、促进淀粉加工业的发展具有重要意义。

国内外学者开展了玉米淀粉含量的遗传效应、杂种优势以及与其他性状的相关性等方面的研究。由于采用的分析方法和试验材料的不同，加之品质性状的遗传基础复杂，研究结果也不尽相同。研究结果表明，淀粉含量表现超中亲优势。李九云对玉米种质资源的研究结果表明，总淀粉含量与千粒重、穗长、穗粗、生育期、株高显著或极显著正相关。侯建华研究认为，总淀粉含量与单株产量、穗长、穗行数、行粒数呈显著正相关，与百粒重、穗粗、株高和生育期相关不显著。袁亮等的结果表明，淀粉含量与穗长、行粒数、粒深和单株产量间相关不显著，与穗粗、穗行数间呈显著负相关，与出籽率、百粒重极显著正相关。

本研究以高淀粉和低淀粉玉米自交系郑58和BT1衍生的F2:3群体及亲本为试验材料，分析淀粉含量在杂交后代中的表现及其与产量性状的相关性，以期为高淀粉玉米育种工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2008年冬季在海南省，选择淀粉含量有显著差异的优良自交系郑58（高）和BT1（低）作亲本，组配F1杂交种。2009年夏季在河南省农业科学院原阳基地，播种单穗F1种子，F1套袋自交，获得F2种子。同年冬季在海南南繁基地播种F2种子，全部F2单株自交获得自交F2:3群体，共300个家系。

1.2 田间试验

2010年6月，分别在河南省农业科学院原阳基地和温县农业科学研究所，种植F2:3家系2个亲本自交系。完全随机区组设计，3次重复。亲本3行区、F2:3家系单行区种植。行长4m，每行20株，行距0.70m，株距0.21m，密度6.75万株/hm2。以小区为单位，采用行内混合授粉方式繁殖F2:3家系。田间管理同大田生产。

1.3 农艺性状调查与淀粉含量测定

成熟后，每小区收中间10株果穗，室内单株考种，考查百粒重、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单株产量等性状。将等量单株种子混合后，从中随机抽取一定量样品用于淀粉含量测定。采用近红外漫反射光谱法整粒测定所有样品的粗淀粉含量(%，干基)。使用的仪器为VECTOR 22/N近红外漫反射光谱仪（德国BRUKER公司生产）。每份样品重复测定3次，取平均值。

1.4 表型数据分析

采用DPS2000、Excel软件，计算所有性状的平均值、方差和变异系数，进行方差分析、相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同环境下淀粉含量的变异分析

不同环境下，亲本和F2:3群体淀粉含量的统计结果列于表1。由表1可知，在不同环境下，F2:3群体的淀粉含量都存在广泛的变异，存在超亲分离现象，表现为连续分布，呈现数量性状的特点。F2:3群体的淀粉含量高于其双亲平均值，表现出一定程度的超中亲优势。因此，通过正确选择亲本，提高杂交种的淀粉含量是可能的。

表1 亲本、F2:3群体淀粉含量表型值

方差分析结果（表2）表明，淀粉含量在基因型、地点间及基因型×地点互作效应的差异均达极显著水平。由此说明，淀粉含量的遗传表现复杂，主要受基因型、环境及基因型×地点互作的共同影响。

表2 淀粉含量的方差分析

进一步对两个地点的淀粉含量作多重比较（表3），发现淀粉含量在地点间的差异均达到极显著水平，其中温县点高于原阳点。淀粉含量的地点间差异，可能与当地的生态条件、土壤肥力等因素的不同有关。

表3 淀粉含量地点间的比较

2.2 淀粉含量与产量性状的相关

由表4可知，在两个地点，淀粉含量与不同产量性状间的相关关系和相关程度不同。其中，百粒重与淀粉含量显著正相关，单株产量与淀粉含量间呈较弱的正相关。二者(百粒重、单株产量)与淀粉含量的相关程度，在地点间表现出一致性。而穗长、穗粗、穗行数和行粒数与淀粉含量的相关性，在地点间存在差异。不仅有数值大小的不同，还存在正或负相关的差别。由此说明，淀粉含量与产量性状的相关性较为复杂。

表4 淀粉含量与产量性状的相关系数

3 结论与讨论

本研究结果表明，淀粉含量在F2:3群体中存在广泛的分离现象，呈现出数量性状的遗传特点。F2:3群体的淀粉含量高于双亲平均值。因此，亲本淀粉含量的高低对杂交后代影响很大。在高淀粉育种中，要注意双亲的淀粉含量，最好是双亲都(或至少有一亲本)具有高或中等的淀粉含量。淀粉含量与百粒重显著正相关，与单株产量相关性不显著，与李九云和袁亮等的结果基本一致，说明同步提高淀粉含量和百粒重、单株产量是可能的。

结果还表明，淀粉含量在地点间差异达极显著水平，且存在显著的基因型×环境互作效应。这种差异可能由种植地点的气候条件(温度、光照、降水及海拔)、土壤以及栽培措施的不同所引起。因此，在高淀粉育种中，应将育种材料在不同生态区进行多点鉴定试验，以筛选在不同环境中表现稳定的优良基因型。

[1] Hallauer A R. Specialty Corn（2nd edition）[M].New York：CRC Press，2001.

[2] 彭泽斌，田志国.高淀粉玉米的产业化潜力分析[J].作物杂志，2003（6）：10-12.

[3] 陈殿元.加快高淀粉玉米育种促进燃料乙醇工业发展[J].吉林农业科学，2005（5）：28-30.

[4] 魏良明，戴景瑞，张义荣，等.玉米淀粉含量的杂种优势与基因效应分析[J].作物学报，2005（7）：833-837.

[5] 朱保侠，裴玉贺，郭新梅，等.玉米籽粒淀粉含量的遗传效应分析[J].东北农业大学学报，2012（10）：115-119.

[6] 刘宗华，王琳，汤继华，等.不同环境条件下玉米子粒淀粉含量的配合力效应及杂种优势分析[J].玉米科学，2007（1）：11-15.

[7] 王振华，王义波，王永普，等.普通玉米主要品质性状的优势及优势相关性分析[J].玉米科学，1998（3）：25-28.

[8] 魏良明，戴景瑞.玉米子粒主要营养成分在杂交后代的表现[J].作物杂志，2005（4）：17-19.

[9] 李九云.玉米种质资源品质性状的分析[J].河北农业大学学报，1997（1）：12-16.

[10] 侯建华，郑红丽，杨丽君，等.玉米种质资源品质性状与主要农艺性状相关性分析[J].内蒙古农业大学学报，2001（2）：71-74.

[11] 袁亮，潘光堂，邱正高，等.普通玉米品质性状与产量性状的相关与通径分析[J].南方农业，2008（11）：5-8.

[12] 魏良明，严衍禄，戴景瑞.近红外反射光谱测定玉米完整籽粒蛋白质和淀粉含量的研究[J].中国农业科学，2004（5）：630-633.

本刊常用单位符号及换算

依据国家标准，本刊在刊发稿件中一律使用法定计量单位，为便于读者阅读，现将本刊常用单位符号及其换算方法介绍如下：

1 长度单位：km＝公里、千米， m＝米，cm＝厘米，mm＝毫米；换算：1km＝1000m，1m＝100cm＝3尺，1cm＝10mm

2 重量单位：t＝吨或1000kg，kg＝公斤、千克，g＝克，mg＝毫克；换算： 1t＝1000kg，1kg＝1000g，1g＝1000mg，

500g＝1市斤，50g＝1两

3 面积单位：m2＝平方米，hm2＝公顷，cm2＝平方厘米；换算：1hm2＝10000m2＝15亩，1亩＝667m2

4 浓度单位：1mg/kg，mg/L或mg·kg-1，mg·L-1，μL·L-1＝1×10-6=1ppm，即百万分之一，不用ppm和1×10-6表示

5 时间单位：“天、小时、分钟、秒”分别用“d，h，min，s”表示

-本刊编辑部-

Genetic Variation and Correlation Analys of Starch Content in a Maize F2:3Population

Wei Liangming, Wang Yanzhao, Song Yinghui, Zhou Bo
(Cereal crops Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China)

A F2:3population were derived from a cross between the maize inbred line Zheng58 and BT1. Field experiments with 300 F2:3individuals and their two parents were conducted at two locations, respectively. The variation of starch content and its correlation to five yield traits, including yield per plant, 100- kernel weight, ear length, ear diameter, and rows per ear in F2:3families were analyzed. The results indicated that there was a wide genetic variation in starch content in F2:3population under two environmental conditions, and showed the characteristics of quantitative traits. Analysis of variance revealed that starch content was affected by both genotype and environment. Starch content was significantly positively correlated with 100-kernel weight, and was not significantly correlated with the yield per plant.

maize; F2:3family; starch content; yield traits; correlation analysis

S513

A

1003-4749（2016）12-0015-03

2016-10-27

河南省基础与前沿项目（092300410075）

魏良明(1964-)，男，安徽潜山人，博士，副研究员，主要从事玉米遗传育种研究工作。