玉米自交系粒重与品质性状的相关分析

贾晓艳， 朱良佳， 田汉钊， 李依依， 祝丽英

(河北农业大学农学院/国家玉米改良中心河北分中心， 河北 保定 071001)

玉米是我国播种面积最大、总产量最高的粮食作物，产量约占全国粮食总产量的1/4[1]，也是粮饲兼用型作物[2]、工业原料和能源作物[3]。玉米一直都被誉为长寿食品，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、微量元素、纤维素等，具有开发高营养、高生物学功能食品的巨大潜力[4-7]。当今玉米育种的主要目标为高产、稳产和优质,高产和稳产基本上已经实现，玉米籽粒品质的研究越来越受到玉米育种工作者的重视[8]。粒重是高产的主要限制因子，粒重的提高是产量提高的关键。而籽粒中的蛋白质、淀粉、油分、赖氨酸等是籽粒的主要组成成分，其含量是评价玉米品质的主要依据[9-10]。李依依等[11]研究认为，不同玉米自交系粒重间存在显著差异，而同一自交系重复间差异不显著；陈广庭[12]研究得出，产量与淀粉含量呈正相关，而与油分、蛋白质含量呈负相关。战超[13]的研究结果表明，蛋白质与脂肪、蛋白质与容重含量呈极显著正相关，容重与脂肪含量呈极显著正相关，淀粉与脂肪、淀粉与容重、淀粉与蛋白质含量均呈极显著负相关。

研究玉米粒重和品质性状之间的相关性，旨在对玉米自交系品质与产量进行综合评价，为玉米育种筛选优异种质资源，及选育优质杂交种提供理论依据[14]。

1 材料与方法

1.1 材 料

本研究以国家玉米改良中心河北分中心选育获国家重点研发计划项目组引进的111份玉米自交系为材料(见表1)。

1.2 方 法

1.2.1百粒重测定

参照《玉米品种区域试验调查项目与标准》，每个自交系随机选取2份各50粒，分别称重，2个数据差值在0.5 g之内，2个数据之和即为该自交系的百粒重；如果差值大于0.5 g，则取第3次50粒并称重，选取相差在0.5 g之内的2个数据求和[10]。

1.2.2容重测定

参照李亚楠等[13]的方法，测定不同玉米自交系籽粒容重，仪器设备为LSD-1 G型水分容重测定仪。

1.2.3品质性状测定

用DA 7200近红外谷物分析仪测定玉米自交系的蛋白质、淀粉、油分、赖氨酸含量。

1.2.4数据处理

采用Excel软件和SPSS统计分析软件。

2 结果分析

2.1 玉米自交系粒重差异分析

2.1.1不同玉米自交系百粒重方差分析

方差分析结果(表3)表明，不同玉米自交系籽粒百粒重间存在显著差异，而同一品种重复间差异不显著。

表3 玉米自交系百粒重的方差分析

2.1.2玉米自交系百粒重分析

由表2分析可知，111份玉米自交系籽粒百粒重的平均值为28.42 g，玉米百粒重范围为19.30～38.77 g，百粒重最高的自交系是农系609，最低的是JS 9306，其中51份玉米自交系籽粒百粒重在平均值之上，60份玉米自交系籽粒百粒重在平均值之下。

2.1.3玉米自交系容重方差分析

方差分析结果(表4)表明，不同玉米自交系的容重间存在显著差异，而同一自交系重复间差异不显著。

表4 玉米自交系容重的方差分析

2.1.4玉米自交系容重差异分析

通过表2分析可知，111份玉米自交系籽粒容重的平均值为743 g·L-1，容重范围为612～864 g·L-1，容重最高的自交系是NX 972，最低的是农系692，其中有54份玉米自交系籽粒容重在平均值之上，57份玉米自交系籽粒容重在平均值之下。

表2 玉米自交系百粒重和容重

2.2 玉米自交系品质性状差异分析

2.2.1玉米自交系蛋白质含量差异分析

通过表5分析可知，111份玉米自交系籽粒蛋白质含量的平均值为11.16%，蛋白质含量范围为8.41%～14.14%，蛋白质含量最高的自交系是农系619，最低的是农系607，其中有54个玉米自交系籽粒蛋白质含量在平均值之上，57份自交系籽粒蛋白质含量在平均值之下。

2.2.2玉米自交系淀粉含量差异分析

通过表5分析可知，111份玉米自交系籽粒淀粉含量的平均值为70.42%，淀粉含量范围为65.58%～74.4%，淀粉含量最高的自交系是农系607，淀粉含量最低的是农系691，其中有59份玉米自交系籽粒淀粉含量在平均值之上，52份自交系籽粒淀粉含量在平均值之下。

2.2.3玉米自交系油分含量差异分析

通过表5分析可知，111份玉米自交系籽粒油分含量的平均值为10.34%，油分含量范围为7.34%～13.91%，油分含量最高的自交系是农系722，最低的是农系638，其中有53份自交系籽粒油分含量在平均值之上，58份自交系籽粒油分含量在平均值之下。

表5 玉米自交系蛋白质、淀粉、赖氨酸、油分含量

2.2.4玉米自交系赖氨酸含量差异分析

通过表5分析可知，111份玉米自交系籽粒赖氨酸含量的平均值为4.08%，赖氨酸含量范围为3.04%～5.20%，赖氨酸含量最高的自交系是农系697，最低的是农系1592，其中有45份自交系籽粒赖氨酸含量在平均值之上，61份自交系籽粒赖氨酸含量在平均值之下，5份自交系籽粒赖氨酸含量等于平均值。

2.3 玉米自交系粒重与品质性状相关性分析

2.3.1玉米自交系粒重与蛋白质含量差异分析

由图1可知，百粒重与蛋白质的线性回归方程为y=-0.011 8x+11.5。由表6可知，百粒重与蛋白质含量的相关系数为-0.045 46，取负值则表示蛋白质含量随百粒重的增大而降低，呈负相关性，同时相关系数绝对值接近于零，则表示百粒重与蛋白质含量的相关程度越弱。由此推断，不同玉米自交系籽粒百粒重与蛋白质含量呈负相关。由图5可知，容重与蛋白质的线性回归方程为y=0.004 7x+7.682 3。由表7可知，容重与蛋白质含量的相关系数为0.191 10，取正值则表示蛋白质含量随容重的增大而增大，呈正相关性。

2.3.2玉米自交系粒重与淀粉含量差异分析

由图2可知，百粒重与淀粉的线性回归方程为y=0.025 2x+69.7，表6显示百粒重与淀粉含量的相关系数为0.061 542，取正值则表示淀粉含量会随百粒重的增加而增加，呈正相关性，同时相关系数绝对值接近于零，则表示百粒重与淀粉含量的相关程度越弱。由图6可知，容重与淀粉的线性回归方程为y=-0.006 2x+74.992，表7显示：容重与淀粉含量的相关系数为-0.159 58，取负值则表示淀粉含量会随容重的增加而降低，呈负相关性。

表6 玉米自交系百粒重与品质性状的相关性分析

表7 玉米自交系容重与品质性状的相关性分析

2.3.3玉米自交系粒重与油分含量差异分析

由图3可知，百粒重与油分的线性回归方程为y=-0.035 3x+11.345。表6可知，百粒重与油分含量测定相关系数为-0.111 23，取负值则表示油分含量随百粒重的增加而降低，呈负相关性。由图7可知，容重与油分的线性回归方程为y=0.003 8x+7.544 5，表7显示，容重与油分含量的相关系数为0.125 924，取正值则表示油分含量随容重的增加而增加，呈正相关性。

2.3.4玉米自交系粒重与赖氨酸含量差异分析

由图4可知，百粒重与赖氨酸的线性回归方程为y=0.005 6x+3.925 2，表6显示：百粒重与赖氨酸含量的相关系数为0.051 133，取正值则表示赖氨酸含量随百粒重的增加而增加，呈正相关性，同时相关系数绝对值接近于零，则表示百粒重与赖氨酸含量的相关程度越弱。由图8可知，容重与赖氨酸的线性回归方程为y=-0.001 8x+5.454 7。由表7可知，容重与赖氨酸含量的相关系数为-0.178 65，取负值则表示赖氨酸含量随容重的增加而降低，呈负相关性。

3 讨论与结论

3.1 讨 论

玉米粒重与品质性状之间的相关性前人已有研究，监立强等[15]研究得出，脂肪含量与粒重呈极显著负相关关系，淀粉含量与粒重呈极显著正相关关系，蛋白质含量与粒重呈显著负相关关系，而赖氨酸含量与粒重的相关性不显著；庄陆等[16]在春小麦研究中也得到蛋白质含量与百粒重呈较大负相关关系；陈广庭[12]研究得出，产量与淀粉含量呈正相关，而与油分，蛋白质含量呈负相关。本研究认为，玉米百粒重与其蛋白质含量呈负相关且相关性不显著，与其淀粉含量成正相关，与其油分含量呈负相关，与其赖氨酸含量呈正相关。战超[13]的研究结果表明，蛋白质与脂肪、蛋白质与容重含量呈极显著正相关，容重与脂肪含量呈极显著正相关，淀粉与脂肪、淀粉与容重、淀粉与蛋白质含量呈极显著负相关。本研究结果与战超的研究结果存在部分差异，蛋白质与脂肪呈负相关且淀粉与油分呈正相关，其他则与战超研究结果基本一致。本研究认为，不同玉米自交系粒重间呈显著差异，而同一自交系重复间差异不显著，与李亚楠等[17]、赵永锋等[18]、李依依等[11]的研究结论基本一致。

3.2 结 论

不同玉米自交系的粒重间存在显著差异，而同一自交系重复间差异不显著。玉米籽粒百粒重与蛋白质和油分含量之间呈负相关，与淀粉和赖氨酸含量之间呈正相关；玉米籽粒容重与蛋白质和油分含量之间呈正相关，与淀粉和赖氨酸含量之间呈负相关。

本研究得出，农系619、农系617的蛋白质含量高于其他自交系；农系607、农系698的淀粉含量高于其他自交系；农系722、农系655的油分含量高于其他自交系；农系697、农系638的赖氨酸含量高于其他自交系，这些自交系可作为专用玉米育种种质资源加以利用。