72个玉米自交系抗倒性状的相关分析及评价

王枟刘，王长进，刘　正，李文阳*

(1.安徽科技学院　农学院/安徽省玉米育种工程技术研究院，安徽　凤阳　233100；2. 南京农业大学　农学院，江苏　南京　210095)



72个玉米自交系抗倒性状的相关分析及评价

王枟刘1,2，王长进1，刘正1，李文阳1*

(1.安徽科技学院农学院/安徽省玉米育种工程技术研究院，安徽凤阳233100；2. 南京农业大学农学院，江苏南京210095)

为筛选出抗倒伏的玉米种质，对在大田环境下生长的72个玉米自交系进行了田间倒伏鉴定和抗倒伏相关性状的分析评价。结果表明：所测自交系的倒伏情况有着明显的差异，其中有37份自交系抗倒性优良，可用来获取抗倒伏基因，用于玉米育种中的抗倒伏育种。通径和相关分析显示，基部二节茎干重对倒伏率的影响最大(r=-0.846)，其次是基部二节茎鲜重，再次是基部二节茎抗折力，此三者均与倒伏率极显著负相关，三者中基部二节茎抗折力的直接通径最大(P=0.737)。因此，在选育抗倒伏玉米自交系过程中，要提高基部二节茎的干鲜比，同时增大基部二节茎的抗折力。

玉米；自交系；抗倒性状；相关分析

倒伏是农作物种植过程中常见的影响农作物产量的现象，所谓的倒伏，就是植株茎秆由原来直立的自然形态变为倒伏或折伏的状态，在玉米的种植过程中，常会出现倒伏现象，这是影响玉米高产、优质、稳产、机械化收获的重要因素之一[1-2]。影响倒伏的因素很多，比如品种、作物种植模式以及自然灾害等就对倒伏的影响较大[3]。在玉米的拔节期至灌浆期这段生长时期内，由于上述等因素的影响，玉米倒伏时有发生。研究表明，玉米植株如果在灌浆期内发生倒伏，其产量可能减少7%～30%，而在倒伏情况严重的年份，玉米产量可能降低50%甚至更多[4-6]。

随着玉米种植目标趋向于高产、稳产、适合机械化收获，选育耐密植和抗倒伏的品种成为了这个阶段玉米育种的重要目标之一[7-11]，要根据此目标选育出抗倒伏杂交种，就必须以获得抗倒伏玉米自交系为前提。本研究在以安徽科技学院玉米研究课题组自育或外引的72个玉米自交系为材料，在田间条件下测定其抗倒性状，并与其倒伏率进行相关分析及通径分析，以期为选育抗倒伏玉米种质提供参考。

1　材料与方法

1.1试验材料与设计

本试验于2014年6月～10月在安徽科技学院种植科技园进行。供试材料为安徽科技学院玉米课题研究组多年来所积累的来自全国各地和自身繁育的自交系。自交系圃每个自交系设置三重复，行长6 m，行距0.6 m，株距0.35m。6月17日播种，10月4日收获。在玉米生育后期(9月24日)，调查玉米植株倒伏情况，并进行茎秆基部第二、三节间相关性状测定。田间栽培管理方法同常见高产田。

1.2主要测定项目及方法

1.2.1倒伏率 统计自交系总株数、茎秆倒伏株数,折算倒伏率。根据丰光等[14]划分标准略加修改，分6种类型记载：植株无倒伏为1类(高度抗倒)；0<倒伏率≤20%为2类(一般抗倒)；20%<倒伏率≤40%为3类(中倒)；40%<倒伏率≤60%为4类(较易倒)；60%<倒伏率≤80%为5类(易倒)；倒伏率>80%为6类(极易倒)。

1.2.2节茎长度、直径的测定用卷尺测定茎秆基部二、三节茎长度，用游标卡尺测定基部二、三节茎茎粗(椭圆形茎秆的长轴与短轴长度的平均值)。

1.2.3基部节茎抗折力的测定使用浙江托普仪器有限公司生产的YYD-1型号茎秆强度测定仪测定基部节间抗折力。将玉米基部节茎置于茎秆强度测定仪的凹槽内，使椭圆形节茎的长轴处于水平位置，并使节茎正中部处于探测头的正下方，保证探测头垂直于茎秆，然后缓慢下压操作杆，至节间恰好折断时，记录显示屏所示数值。

1.2.4节茎鲜重、干重的测定分别称量茎秆基部二、三节茎鲜重，然后进行抗折力的测定，再放入烘箱内，烘箱温度设置为40 ℃，烘烤时间48 h，称量各节茎干重。

1.3数据统计分析

采用SPSS 20.0软件包对数据进行基本参数估计、差异显著性分析、相关性分析和通径分析。

2　结果与分析

2.1自交系抗倒性鉴定与评价

根据方差分析可知，72份玉米自交系之间所测各性状均存在极显著差异。比较各个性状的变异系数，倒伏率的变异系数达到了24.6 %，这表明不同玉米自交系的倒伏率的差异较大，样本中倒伏率的变异范围为0～100，平均值是41.570%(表1)。

表1　玉米自交系农艺性状的统计参数比较

1、倒伏(折)率/%，Lodging rate；2、株高/cm，Plant height；3、穗位高/cm，Ear height；4、基部二节茎长/cm，Base of the second quarter long stems；5、基部第二节茎长轴直径/cm，The base of long axis of the stem diameter in the second quarter；6、基部二节茎短轴直径 /cm，Basal stem two short axis diameter；7、基部第三节茎长/cm，Base of the third quarter long stems；8、基部三节茎长轴直径/cm，The base of three stems long axis diameter；9、基部三节茎短轴直径/cm，The base of three stems short axis diameter；10、基部第二节茎鲜重/g，Basal stem fresh weight in the second quarter；11、基部第二节茎干重/g，Basal stem fresh weight in the second quarter；12、含水量，water content；13、干鲜比，DW/FW；14、基部二节茎抗折力/N mm-2，The base of two stems bending force；15、基部三节茎抗折力/ N mm-2，The base of three stems bending force. 下同，The same below.

由表2可以看出，植株倒伏率在0、1～20%、20～40%、40～60%、60～80%、>80%的自交系分别有37、14、11、7、2、1份，所占供试自交系的比例分别为51.4%、19.4%、15.3%、9.7%、2.8%和1.4%。

表2　72份玉米自交系倒伏率情况

2.2抗倒伏性状的相关分析

由相关性分析(表3)表明，以基部二节茎干重和倒伏率之间的相关性最大，其相关系数为-0.846，且为极显著；而基部二节茎横截面长轴直径、基部三节茎横截面长轴直径和倒伏率之间呈正相关且极显著；穗位高和倒伏率之间呈正相关且显著；株高、基部二节茎长、基部三节茎长、基部二节茎含水量等性状和倒伏率之间相关性不显著。可见，基部二节茎干重、基部二节茎鲜重、基部二节茎抗折力、基部三节茎抗折力、基部二节茎短轴直径、基部三节茎短轴直径、基部二节茎长轴直径、基部三节茎长轴直径等8个性状对自交系的抗倒性影响较大，其中以基部二节茎干重和基部二节茎鲜重的影响最大，增大基部二节茎的干鲜比可增强玉米自交系的抗倒伏性。另外，减少基部二、三节茎长轴直径的大小，增大基部二、三节茎短轴直径的大小，也就是使基部二、三节茎的横截面更趋向于圆形，可提高玉米自交系的抗倒伏能力。

表3　玉米自交系植株性状与倒伏率间的相关系数

2.3抗倒性状的通径分析

根据通径分析，得到的通径分析决定系数R2=0.858，达到了极显著水平，说明所做的通径分析成立。倒伏率与各性状的直接通径系数和间接通径系数如表4所示。

所测性状和倒伏的直接通径系数的绝对值由大到小为：基部二节茎抗折力>基部二节茎短轴直径>基部三节茎短轴直径>基部三节茎长轴直径>基部二节茎长轴直径>基部二节茎干重>基部二节茎鲜重>基部二节茎长>基部三节茎长>株高>穗位高。表明基部二节茎抗折力的大小对玉米自交系植株倒伏率的作用是所测性状中最大的；分析数据可知，基部二节茎短轴直径对倒伏率的作用大于基部二节茎长轴直径对倒伏率的作用，说明基部二节茎趋近圆柱形更有利于抗倒；基部二节茎干重的直接通径系数和间接通径系数均大于基部二节茎鲜重的对应系数，因此增加基部二节茎干鲜比，可以增强玉米自交系抗倒性。综上所述，在选育抗倒伏玉米自交系时，要注重基部二节茎抗折力这个性状，并且要增大基部二节茎干鲜比，另外，要使基部二节茎横截面趋近于圆形。所测株高、穗位高、基部二节茎长、基部三节茎长等性状与倒伏率的相关系数和直接通径系数均较小，因此不能将这些性状作为选育抗倒种质的硬性参考性状。

表4　玉米自交系倒伏率与各性状的通径分析

3　结论与讨论

根据现在的玉米育种目标，要育成耐密植、适机收玉米新品种，必须从自交系入手，对不同自交系的抗倒伏性进行鉴定与评价[12]。玉米植株的倒伏情况是其自身很多性状与自然环境综合作用的结果，因此在筛选抗倒伏种质的过程中，不能过分强调某一个性状的作用。田间倒伏率是植株倒伏情况的直接反应，根据田间倒伏率来判断自交系或品种的抗倒性是最通用的，也是最有效的方法。

研究认为，玉米倒伏性与穗位高、株高、茎粗及茎秆强度等性状密切相关[13]。明确主要农艺性状与倒伏性之间的相关关系，对在玉米生长期间接选育抗倒伏种质具有重要意义。丰光等[14]进行了不同生长时期不同玉米品种的茎秆穿刺的试验结果表明，倒伏性与茎皮抗穿刺阻力之间呈现极显著负相关。马延华等[8]对108份玉米自交系在恶劣气候条件下的倒伏情况进行了相关分析，得到的倒伏率与各个性状之间的相关系数大小为：茎皮抗穿刺强度>次生根数>穗下节间直径>穗位高>穗下节间长>株高。

本研究结果表明，基部二节茎抗折力与玉米自交系倒伏性之间呈现极显著负相关，这与以前的研究结果相符合，并且基部二节茎抗折力对倒伏率的直接通径系数最大，说明基部二节茎抗折力对玉米自交系抗倒伏性的作用极其重要；基部二节茎长轴直径和基部二节茎短轴直径之比趋近于1，也就是基部二节茎横截面趋近于圆形有利于增强玉米自交系的抗倒能力。此外，基部二节茎干鲜比增大，可以增强玉米自交系的抗倒伏能力。而对穗位高和株高的结果与前人研究结果不一致，可能是由于所用材料不同。

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(责任编辑：李孟良)

Correlation Analysis and Evaluation in Lodging Resistance Properties of 72 Maize Lines

WANG Tan-liu1,2, WANG Chang-jin, LIU Zheng1, LI Wen-yang1*

(1. College of Agronomy, Anhui Science and Technology University / Engineering Technology Institute of Maize Breeding in Anhui Province, Fengyang 233100, China;2. College of Agronomy, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China.)

In order to screen out lodging-resistant corn breeding, this essay focuses on inbred line corn，lodging and lodging-resistant related analysis and evaluations, which had grown up in a big field where 72 lines corn seeds were planted. The outcomes reflected that different lines had different lodging qualities. Among the 72 lines, 37 lines have very good lodging resistance which means they can provide good lodging genes, so as to apply to corn breeding. According to path analysis and the other related analysis, the dry weight of the second section stem in the root influenced the lodging resistant most (r=0.846); the second is the wet weight of the second stem in the root, the third is breaking-resistant strength of the second stem. The above are extremely negatively collated to lodging resistant quality. Among the three parameters, direct path parameters of the second stem breaking-strength was the biggest (P=0.737). So in choosing the lodging-resistant inbred line corn, we should improve dry and wet ratio and increase the breaking-strength in the second stem.

Maize; Lines; Lodging resistance; Correlation analysis

2015-06-18

国家自然科学基金项目(31501271)；国家星火计划项目(2015GA710019)；安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目(gxyqZD2016218)。

王枟刘(1991- )，男，安徽省安庆市人，在读硕士研究生，主要从事作物生理研究。* 通讯作者：李文阳，副教授，E-mail: yang.yang.100@163.com。

S513

A

1673-8772(2016)04-0026-05