不同基因型玉米種子活力研究

王朝陽，趙 能，孔倩倩，王振華，孫蒙蒙，韓贊平*

（河南科技大學農學院，河南 洛陽 471003）

不同基因型玉米種子活力研究

王朝陽，趙 能，孔倩倩，王振華，孫蒙蒙，韓贊平*

（河南科技大學農學院，河南 洛陽 471003）

以3種不同基因型玉米蠡玉16、邵單8號、武科2號為材料，按照GB/T3543·4-1995《農作物種子檢驗規程：發芽試驗》中種子標準發芽試驗的方法，分別測定了不同溫度條件下玉米種子相關性狀之間的相關關系及各性狀隨溫度的變化情況。結果表明：在18℃、25℃、30℃、35℃四個溫度處理下，不同基因型玉米種子各性狀數值隨溫度的升高呈現先升高后降低的趨勢，在最適溫度時達到最高；在相同溫度條件下，各基因型玉米種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、苗鮮重、苗干重各性狀之間呈極顯著相關關系，與根干重無明顯相關關系。

基因型；玉米；種子；活力

玉米是我國最重要的糧飼兼用作物，目前年種植面積3500萬hm2左右，播種面積約占糧食作物的32 %左右，總產約占糧食作物的35 %左右。隨著我國工業化和城鎮化進程的加速、耕地面積減少、人口不斷增加以及加工用途不斷擴展，玉米消費量則呈剛性增加。同時，水資源短缺以及氣候變化等因素對糧食生產的約束日益突出，我國的糧食供求將長期處于緊平衡狀態。《國家糧食安全中長期規劃綱要（2008-2020年）》中提出，到2020年需要新增糧食500億kg，其中需要新增玉米325億kg，占全國新增糧食的65 %，可見，玉米的單產提高對于我國糧食總產的提高舉足輕重。

種子質量是實現玉米高產的重要物質基礎。種子活力是衡量種子質量和使用價值的重要指標。已有研究表明，種子活力對于溫度變化的響應是不同的。玉米是溫敏作物，本研究以不同基因型玉米種子為材料，研究溫度對種子活力相關性狀變化規律的影響，為高活力玉米種質創新和新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用玉米品種及來源見表1。

表1 試驗材料及來源

1.2 試驗設計

設定18 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃四個溫度處理。

1.3 發芽試驗

種子預處理：從供試的玉米種子中選取大小、形狀、成熟度一致的種子，以75 %的酒精溶液對種子表面進行消毒處理，晾干待用。

種子活力試驗：將上述預處理過晾干待用的種子按照設定的溫度處理進行發芽試驗，測定種子活力。

使用5 cm×5 cm規格的發芽盤，取過篩沙子，對沙子進行120 ℃烘干處理10 h。在光照恒溫培養箱內進行發芽試驗，每個發芽盤內均勻種64粒玉米種子。

試驗條件的確定：參照GB/T3543·4-1995《農作物種子檢驗規程：發芽試驗》恒溫培養箱模擬正常的室外條件，每天6：00～18：00進行光照處理，18：00～次日06：00進行黑暗處理。試驗中向發芽盤中補水時水溫與設定溫度一致。

發芽試驗過程：每個玉米品種取64粒正常種子，觀察發芽種子數、根長。第4 天測定發芽勢，第7 天測定發芽率。重復3次，每個處理選取有代表性的10株幼苗，測量苗鮮重、根鮮重、苗長、主根長、根數、苗干重、根干重。

發芽勢（%）=發芽初期規定日期內長成的正常幼苗數/供試種子數×100%；

發芽率（%）=發芽終期規定日期內長成的正常幼苗數/供試種子數×100%；

活力指數（I）=G×S，其中G：發芽率（%），S：幼苗鮮重（g）；

發芽指數（GI）=ΣGt/Dt，其中Gt：在t天的種子發芽數，Dt：相對應的種子發芽天數。

1.4 數據處理

使用Exce1 2003統計整理測定數據并作圖，采用SPSS20.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同基因型玉米種子對溫度的響應

3種基因型玉米品種在不同溫度條件下種子活力相關性狀的平均表現列于表2。

由表2可以看出：在相同溫度下，不同基因型玉米品種的種子活力相關性狀表現各異。其中在18 ℃時，發芽率的表現為邵單8號>蠡玉16>武科2號；發芽勢和主根長的表現為武科2號>邵單8號>蠡玉16；發芽指數、活力指數、苗長和苗鮮重均呈現為邵單8號>武科2號>蠡玉16；根干重以邵單8號的最大，蠡玉16和武科2號相等；而根鮮重和苗干重三種基因型的種子均表現為相等。

相同基因型的玉米品種在不同的溫度條件下種子活力相關性狀呈現的變化特征亦不同。以邵單8號為例，在4個不同溫度18 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃條件下，發芽率分別依次為97.92 %、98.44 %、99.48 %和99.33 %，即在30 ℃時最高，高溫35 ℃時次之，18 ℃低溫時最低；發芽勢、發芽指數和活力指數的變化規律均與發芽率相同。苗長、苗鮮重、根鮮重、苗干重、根干重和主根長等性狀也反映出適宜溫度條件下表現最高值，低溫下表現值最低。

表2 3種基因型玉米種子在不同溫度條件下種子活力相關性狀

續表2 3種基因型玉米種子在不同溫度條件下種子活力相關性狀

2.2 種子活力相關性狀間的相關性

本研究所考查種子活力相關性狀的表型相關分析結果如表3所示。由表3可知，所有性狀之間相關性質一致、均呈現正相關關系。發芽率與發芽勢、發芽指數、活力指數、苗長、主根長、苗鮮重、根鮮重、根干重均呈顯著正相關關系，其中與發芽勢、發芽指數、活力指數、苗長、苗鮮重、根干重達極顯著水平，發芽率與苗干重呈正相關關系但未達到顯著水平。發芽勢與發芽指數、活力指數、苗長、主根長、苗鮮重、根鮮重、根干重呈極顯著正相關。發芽指數與活力指數、苗長、主根長、苗鮮重、根鮮重、根干重呈極顯著正相關。活力指數與苗長、主根長、苗鮮重、根鮮重、根干重也呈現極顯著正相關。苗干重與苗鮮重、苗干重與根鮮重呈現顯著正相關之外，苗干重與與其他性狀彼此之間也都呈現正相關關系，但相關性未達到顯著水平。

表3 不同種子活力相關性狀的表型相關系數

2.3 不同溫度條件下種子活力相關性狀差異比較

圖1-10反映了不同溫度條件下3種基因型玉米種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、幼苗鮮重，幼根鮮重、苗長、主根長、幼苗干重、幼根干重的差異情況。如圖所示，3種基因型的玉米在不同溫度條件下的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數差異不顯著，但都呈現出隨溫度的升高先升高后降低的變化規律。在干物質積累方面，邵單8號和武科2號都顯著高于蠡玉16，而邵單8號和武科2號相比較差異不顯著。

3 討論

種子活力是衡量產量的重要指標，前人利用不同的遺傳材料在不同的環境條件下已經做了較多的研究。其中，溫度對種子活力的大小起著至關重要的作用。在本試驗中，分別對玉米種子進行18 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃溫度處理，試驗結果顯示不同基因型玉米種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、幼苗鮮重、幼苗干重、苗長、主根長、苗干重、根干重等種子活力相關指標都隨溫度的升高而呈現先升高后降低的趨勢，且這些指標在最適溫度時達到最高。

此外，本試驗在研究不同基因型玉米種子的相關性狀之間的表現關系方面也與眾多研究結果相同。經過發芽試驗表明，玉米種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、苗鮮重、根干重各性狀之間呈極顯著相關關系，與苗干重沒有明顯的相關關系；發芽率、苗長、苗干重與根鮮重的關系達到顯著水平。另外，苗長與根鮮重，發芽率與主根長的相關度也達到顯著水平。可以根據各性狀之間的相關關系確定種子活力的大小，為高活力玉米種質創新和新品種選育提供參考。

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S330.31

B

1003-4749（2015）05-0008-05

2015-04-10

河南科技大學科研啟動經費(13480067)；河南科技大學大學生研究訓練計劃（2014249）

王朝陽(1991-)，男，河南周口人，在讀本科。

*通訊作者：韓贊平(1975-)，男，河南孟津人，博士，講師，主要從事玉米遺傳育種研究工作。