玉米籽粒主要性狀與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性

張曉林 徐韋 李坦 呂遠(yuǎn)大 趙涵

摘要：為了探明玉米籽粒主要性狀之間的相關(guān)性，以蛋白含量不同的2個(gè)親本進(jìn)行雜交的F2群體367個(gè)單株的籽粒蛋白質(zhì)含量與百粒質(zhì)量、籽粒面積、淀粉含量、含油量的相關(guān)性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，旨在為玉米高蛋白育種雜交后代選擇提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，蛋白含量與百粒質(zhì)量、籽粒面積、含油量之間均為負(fù)相關(guān)，但相關(guān)程度不顯著；與淀粉含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。因此可用低淀粉含量作為高蛋白育種中的間接選擇性狀。

關(guān)鍵詞：高蛋白玉米；蛋白質(zhì)含量；籽粒性狀；相關(guān)性；淀粉含量；育種

中圖分類號(hào)：S530文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A[HK]

文章編號(hào)：002-302（204）2-004-02[HS）][HT9SS]

收稿日期：204-02-26

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（2）2032]。

作者簡(jiǎn)介：張曉林（988—），女，安徽阜陽(yáng)人，碩士研究生，從事玉米遺傳育種學(xué)研究。E-mail：zxl88024@26com。

通信作者：趙涵，博士，研究員，從事玉米遺傳育種學(xué)研究。E-mail：zhaohan@jaasaccn。

[ZK）]

蛋白質(zhì)含量作為玉米育種的重要選擇指標(biāo)之一，其種植條件與蛋白含量的相關(guān)性已被廣泛研究[-6]。但是蛋白質(zhì)含量與籽粒其他性狀的相關(guān)性報(bào)道不多，尤其是籽粒形狀、大小和含油量。本研究中使用了高蛋白玉米籽粒，其賴氨酸和色氨酸含量均比普通玉米高，從而可以作為育種材料的親本全面提高玉米籽粒的營(yíng)養(yǎng)成分。同時(shí)，高蛋白玉米可以提高飼料質(zhì)量，降低飼料成本，增加養(yǎng)殖效益[7-9]。本研究以高蛋白玉米和低蛋白玉米F2分離群體為研究材料，對(duì)蛋白質(zhì)含量與百粒質(zhì)量、籽粒面積、淀粉含量、含油量的相關(guān)性進(jìn)行系統(tǒng)研究，為高蛋白玉米育種的間接選擇提供理論依據(jù)。

材料與方法

試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選用I228×I48雜交組合（表）的F2群體植株的籽粒，共367份。I48為高蛋白含量親本，I228為低蛋白含量親本。

[FK（W5][HT6H][Z]表玉米親本各性狀的測(cè)定結(jié)果[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK4，WK5。5W]名稱蛋白質(zhì)含量（%）淀粉含量（%）含油量（%）百粒質(zhì)量（g）籽粒面積（mm2）

[BHDG2，WK4，WK5。5DWW]I22863057886039525065682 4

[BHDW]I4847256923533523066027 66[H][BG）F][FK）]

2試驗(yàn)方法

玉米籽粒百粒質(zhì)量測(cè)量：利用L50-S型電子天平稱取籽粒質(zhì)量；玉米籽粒面積計(jì)算：先使用Canon EOS 600D相機(jī)拍攝選擇好的玉米籽粒，再應(yīng)用Matlab軟件計(jì)算玉米籽粒的面積；玉米籽粒的蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、含油量的測(cè)定：先將玉米籽粒利用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)進(jìn)行研磨，然后再利用近紅外測(cè)量?jī)x（NIR）測(cè)出玉米的蛋白質(zhì)、淀粉、油分的含量。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理在Excel工作表中完成。

2結(jié)果與分析

2百粒質(zhì)量與蛋白質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)程度

由于玉米籽粒大小不等，單個(gè)玉米籽粒的質(zhì)量也是不同的。利用L50-S型電子天平隨機(jī)取玉米籽粒00粒稱取其質(zhì)量。由圖可以看出，F(xiàn)2群體的蛋白質(zhì)含量與百粒質(zhì)量的相關(guān)性不密切（r=067 9），且呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，其線性方程為y=-0066 6x228。因百粒質(zhì)量與蛋白質(zhì)含量相關(guān)性不高，故不宜以百粒質(zhì)量的形狀作為蛋白質(zhì)含量的間接選擇性狀。

[FK（W0][TZXLtif][FK）]

22籽粒面積與蛋白質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)程度

根據(jù)平鋪的20粒玉米籽粒的圖片（圖2），采用Matlab軟件處理，求出單個(gè)玉米籽粒的面積。由圖3可以看出，F(xiàn)2群體的蛋白質(zhì)含量和玉米籽粒面積呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，且其相關(guān)系數(shù)不高，r=0284 。這就表明F2后代中玉米籽粒面積將不會(huì)顯著影響玉米籽粒的蛋白質(zhì)含量。

23籽粒含油量與蛋白質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)程度

玉米油是一種高質(zhì)量的植物油，其脂肪酸組分中含人體容易吸收的亞油酸高達(dá)68%[9-0]，玉米蛋白質(zhì)含量與含油量的相關(guān)性仍待研究。由圖4可以看出，F(xiàn)2群體的蛋白含量和籽粒含油量關(guān)聯(lián)程度極小，且有負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)，其相關(guān)系數(shù)r=0277 3。試驗(yàn)結(jié)果表明， 在F2后代中提高個(gè)體籽粒含油

[FK（W][TZXL2tif][FK）]

[FK（W9][TZXL3tif][FK）]

[FK（W0][TZXL4tif][FK）]

量的操作對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量將不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。

24籽粒淀粉含量與蛋白質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)程度

玉米淀粉是衡量玉米營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要指標(biāo)之一，占玉米成分的70%左右。從圖5可以看出，玉米籽粒淀粉含量與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0888 5，其線性方程為y=-0674 4x60295。因玉米蛋白質(zhì)含量與籽粒淀粉性狀的密切程度極高，在F2后代中，提高或降低玉米籽粒的淀粉含量將顯著影響玉米蛋白質(zhì)含量。在育種過(guò)程中，可以用低淀粉含量作為高蛋白育種中的間接選擇性狀。

[FK（W0][TZXL5tif][FK）]

25各性狀與蛋白質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)程度

由表2可以看出，4個(gè)性狀與蛋白質(zhì)含量關(guān)聯(lián)系數(shù)按大小順序依次為淀粉含量、籽粒面積、含油量、百粒質(zhì)量。根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小可以看出，淀粉含量對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響比較大，其余性狀與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性不密切。因此，百粒質(zhì)量、籽粒面積、籽粒含油量可以看作相對(duì)獨(dú)立性狀在育種中加以利用。同時(shí)在基礎(chǔ)材料組配、自交選擇、組合配制中，注重添加籽粒飽滿、高含油量和高蛋白的資源，以育成籽粒大、高油分、高產(chǎn)量、高蛋白的品質(zhì)。

[FK（W6][HT6H][Z]表2蛋白質(zhì)與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG2，WK2，WK5，WK2W]名稱相關(guān)系數(shù)方程

[BHDG2，WK2ZQ0，WK5，WK2W]含油量與蛋白質(zhì)含量0277 3y=-024 4x4328

[BHDW]淀粉含量與蛋白質(zhì)含量0888 5y=-0674 4x60295

[BH]籽粒面積與蛋白質(zhì)含量0284 y=-0035 4x325

[BH]百粒質(zhì)量與蛋白質(zhì)含量067 9y=-0066 6x228[H][BG）F][FK）]

3結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究367株F2分離群體后發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量與淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)，結(jié)果與此前報(bào)道的結(jié)果基本一致，因此可以利用低淀粉性狀作為高蛋白育種的間接選擇標(biāo)準(zhǔn)。另外，加入了蛋白質(zhì)含量與百粒質(zhì)量、籽粒面積、含油量性狀相關(guān)性的研究，結(jié)果顯示，這3個(gè)性狀與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)程度不高，在育種過(guò)程中，可以看作獨(dú)立的性狀加以利用。

高蛋白玉米不僅大大提高了玉米籽粒總能量水平，也改善了玉米籽粒的營(yíng)養(yǎng)成分，在工業(yè)中具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。有報(bào)道表明，我國(guó)玉米籽粒蛋白質(zhì)平均含量為057%[2-3]，而高蛋白群體的平均蛋白質(zhì)含量大概在%左右，說(shuō)明提高玉米籽粒的蛋白質(zhì)含量在育種過(guò)程中是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，該問(wèn)題將有待進(jìn)一步深入研究。

[2]在分析高蛋白品種的育種實(shí)踐中，注重選擇籽粒飽滿、含油量高和高蛋白的品種是首要目標(biāo)，重點(diǎn)選擇低淀粉含量的性狀是第二目標(biāo)。目前籽粒飽滿、含油量高和高蛋白的資源短缺，同時(shí)影響蛋白含量的因素較多，造成進(jìn)展緩慢。積極挖掘、引進(jìn)、創(chuàng)造籽粒飽滿、含油量高和高蛋白的品種是當(dāng)務(wù)之急。

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