玉米籽粒主要性狀與蛋白質含量的相關性

張曉林 徐韋 李坦 呂遠大 趙涵

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

關鍵詞：高蛋白玉米；蛋白質含量；籽粒性狀；相關性；淀粉含量；育種

中圖分類號：S530文獻標志碼：A[HK]

文章編號：002-302（204）2-004-02[HS）][HT9SS]

收稿日期：204-02-26

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（2）2032]。

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

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

[ZK）]

蛋白質含量作為玉米育種的重要選擇指標之一，其種植條件與蛋白含量的相關性已被廣泛研究[-6]。但是蛋白質含量與籽粒其他性狀的相關性報道不多，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養成分。同時，高蛋白玉米可以提高飼料質量，降低飼料成本，增加養殖效益[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，對蛋白質含量與百粒質量、籽粒面積、淀粉含量、含油量的相關性進行系統研究，為高蛋白玉米育種的間接選擇提供理論依據。

材料與方法

試驗材料

試驗材料選用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定結果[HTSS][STBZ]

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

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

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

2試驗方法

玉米籽粒百粒質量測量：利用L50-S型電子天平稱取籽粒質量；玉米籽粒面積計算：先使用Canon EOS 600D相機拍攝選擇好的玉米籽粒，再應用Matlab軟件計算玉米籽粒的面積；玉米籽粒的蛋白質含量、淀粉含量、含油量的測定：先將玉米籽粒利用高速萬能粉碎機進行研磨，然后再利用近紅外測量儀（NIR）測出玉米的蛋白質、淀粉、油分的含量。統計數據處理在Excel工作表中完成。

2結果與分析

2百粒質量與蛋白質含量的關聯程度

由于玉米籽粒大小不等，單個玉米籽粒的質量也是不同的。利用L50-S型電子天平隨機取玉米籽粒00粒稱取其質量。由圖可以看出，F2群體的蛋白質含量與百粒質量的相關性不密切（r=067 9），且呈負相關趨勢，其線性方程為y=-0066 6x228。因百粒質量與蛋白質含量相關性不高，故不宜以百粒質量的形狀作為蛋白質含量的間接選擇性狀。

[FK（W0][TZXLtif][FK）]

22籽粒面積與蛋白質含量的關聯程度

根據平鋪的20粒玉米籽粒的圖片（圖2），采用Matlab軟件處理，求出單個玉米籽粒的面積。由圖3可以看出，F2群體的蛋白質含量和玉米籽粒面積呈負相關趨勢，且其相關系數不高，r=0284 。這就表明F2后代中玉米籽粒面積將不會顯著影響玉米籽粒的蛋白質含量。

23籽粒含油量與蛋白質含量的關聯程度

玉米油是一種高質量的植物油，其脂肪酸組分中含人體容易吸收的亞油酸高達68%[9-0]，玉米蛋白質含量與含油量的相關性仍待研究。由圖4可以看出，F2群體的蛋白含量和籽粒含油量關聯程度極小，且有負相關的趨勢，其相關系數r=0277 3。試驗結果表明， 在F2后代中提高個體籽粒含油

[FK（W][TZXL2tif][FK）]

[FK（W9][TZXL3tif][FK）]

[FK（W0][TZXL4tif][FK）]

量的操作對籽粒蛋白質含量將不會產生顯著影響。

24籽粒淀粉含量與蛋白質含量的關聯程度

玉米淀粉是衡量玉米營養和經濟價值的重要指標之一，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含量呈顯著負相關，相關系數r=0888 5，其線性方程為y=-0674 4x60295。因玉米蛋白質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含量。在育種過程中，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各性狀與蛋白質含量的關聯程度

由表2可以看出，4個性狀與蛋白質含量關聯系數按大小順序依次為淀粉含量、籽粒面積、含油量、百粒質量。根據相關系數的大小可以看出，淀粉含量對蛋白質含量的影響比較大，其余性狀與蛋白質含量的相關性不密切。因此，百粒質量、籽粒面積、籽粒含油量可以看作相對獨立性狀在育種中加以利用。同時在基礎材料組配、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、高產量、高蛋白的品質。

[FK（W6][HT6H][Z]表2蛋白質與各性狀的關聯系數[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG2，WK2，WK5，WK2W]名稱相關系數方程

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

[BHDW]淀粉含量與蛋白質含量0888 5y=-0674 4x60295

[BH]籽粒面積與蛋白質含量0284 y=-0035 4x325

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

3結論與討論

本試驗研究367株F2分離群體后發現蛋白質含量與淀粉含量呈顯著負相關，結果與此前報道的結果基本一致，因此可以利用低淀粉性狀作為高蛋白育種的間接選擇標準。另外，加入了蛋白質含量與百粒質量、籽粒面積、含油量性狀相關性的研究，結果顯示，這3個性狀與蛋白質含量的相關程度不高，在育種過程中，可以看作獨立的性狀加以利用。

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養成分，在工業中具有更大的經濟效益。有報道表明，我國玉米籽粒蛋白質平均含量為057%[2-3]，而高蛋白群體的平均蛋白質含量大概在%左右，說明提高玉米籽粒的蛋白質含量在育種過程中是一項艱巨的任務，該問題將有待進一步深入研究。

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

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