部分青貯玉米自交系萌發期耐低溫性評價

周 羽 李 鋒 劉顯君 董 玲 李 昊 李巖濤 張險峰 張 林

（1 東北農業大學，哈爾濱 150030；2 黑龍江省種業技術服務中心，哈爾濱 150008）

玉米是我國主要糧食作物和重要的工業生產原料，其產量的高低關系國民經濟的發展。玉米（Zea maysL.）是原產中南美洲的喜溫作物，對低溫抗性較弱，溫度低于10～15℃時易遭受冷害[1]。作為我國玉米種植區之一，東北受地理位置、氣候等多種因素限制，低溫冷害已經成為影響玉米生長發育的主要非生物脅迫[2]，萌發期遭遇低溫冷害會導致出苗時間延長甚至死亡，出苗率降低，抑制幼苗的正常生長發育，降低產量。

青貯玉米是一類擁有較高應用價值的飼料型玉米，但在北方地區易遭受低溫冷害而影響其生長發育和產量。玉米生長發育各時期均可能遭遇冷害，但萌發期是整個生長周期中最敏感的時期之一，據報道[3-8]，發芽率（GR）、發芽指數（GI）、根長（RL）、芽長（SL）等指標均可用于評價玉米萌發期耐低溫性強弱。此外，處理組與對照組之比即相對值也可作為衡量指標[4]。為提高青貯玉米萌發期的低溫抗性，以東北農業大學玉米研究所前期選育的25 份青貯玉米自交系為材料，在萌發期進行耐低溫性鑒定，評價其抗性，以期為選育出耐低溫青貯玉米新品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料25 份玉米自交系：P138、東101、LX347、CA87、DNC34、DN4206、DN101、L288、DN2VK、DN8792、DN6082、XL326、DN3417、東0752、DN3517、DN6088、LX247、LX350、齊319、LX128、LX896、DN6794、LX897、DN8467、東1524。

1.2 試驗方法取狀態良好的玉米種子，于1%次氯酸鈉溶液中浸泡5min 進行消毒，去離子水沖洗3 次[9]。采用實驗室前期建立的玉米萌發期耐低溫性評價體系，分別設置處理組（10℃）和對照組（25℃），進行室內萌發期耐低溫性鑒定。每份材料選取50 粒種子，重復3 次。

水中浸泡6h 后取出種子并置于發芽紙（13cm×19cm）上，處理組采用BD-PRXD-450 人工氣候箱于10℃處理30d 后轉至15℃處理7d（濕度65%±5%、光照0lx）；對照組采用MGC-250P 人工氣候箱于25℃培養6d（濕度65%±5%、光照0lx）[10]。

以胚芽鞘長度超1cm 作為發芽的判斷標準[10]。處理組10℃第30d 計算GR，15℃第7 天測量SL，并用Epson Perfection V800 根系掃描儀掃描RL、根表面積（RSA）、根平均直徑（RAD）、根體積（RV），計算SVI；對照組第6 天測量上述指標。

1.3 數據處理各指標測量及計算方式詳見表1。

表1 不同指標的測量或計算方式

為降低因材料遺傳背景帶來的差異，以相對值為指標來評價玉米自交系萌發期的耐低溫性強弱，具體計算公式如下：相對值=低溫測定值/常溫測定值

2 結果與分析

2.1 方差分析利用SPSS 26.0 對25 份玉米自交系 的RGI、RGR、RSL、RSVI、RVI、RRL、RTL 7 個指標進行單因素ANOVA 方差分析。結果表明（表2），組間僅RRL 差異不顯著，RSL 差異顯著，其余5 個指標均達極顯著水平。說明上述5 個指標在組合間存在由自交系內在遺傳因素決定的真實遺傳差異，可用作進一步分析。

表2 不同玉米自交系7 個耐低溫指標的方差分析

2.2 性狀相關性分析對25 份玉米自交系的7 個耐低溫性指標進行相關性分析。結果表明（表3），各指標均存在相關性，其中RGI 與RRL 顯著相關，其余指標間均呈極顯著相關。因此可認為除RRL外的6 個指標更適宜用于評價玉米自交系萌發期耐低溫性。

表3 不同玉米自交系7 個指標的相關性

由表4 可知，對照除LX247、DN8467 和東1524 外的22 個自交系發芽率均超過80%，說明試驗材料發芽能力較強；在10℃條件下，各自交系發芽率較對照（25℃）均出現下降。從相對發芽率看，CA87 耐低溫性最強，DNC34 次之，而DN8467 最弱；從相對發芽指數來看，DN6088 的耐低溫性最強，東101、DNC34、DN3517 次之，DN8467 和東1524 耐低溫性最弱。

2.3 聚類分析以RGR、RGI 和RVI 為基礎對25份玉米自交系進行系統聚類分析，結果表明，當半偏復相關系數的平方值為2.5 時可將其分為以下5 類（圖1）：5 份高度耐低溫材料為P138、東101、LX347、CA87 和DNC34；6 份中度耐低溫材料為DN4206、DN101、L288、DN2VK、DN8792 和DN6082；5 份中性材料為XL326、DN3417、東0752、DN3517 和DN6088；5 份中度敏感材料為LX247、LX350、齊319、LX128 及LX896；4 份高度敏感材料為DN6794、LX897、DN8467、東1524，與表4 結論一致。

3 結論

通過玉米萌發期低溫發芽試驗，借助方差分析、相關性分析、聚類分析等多種手段對25 份玉米自交系進行耐低溫性鑒定及評價，發現P138、東101、LX347、CA87 和DNC34 共5 份高度耐低溫材料；DN4206、DN101、L288、DN2VK、DN8792及DN6082 等對低溫也有一定抗性，均可用于農業生產，為提高玉米對低溫的耐受程度提供良好的種質資源。

表4 低溫脅迫下玉米自交系部分耐低溫指標的變化

圖1 25 份玉米自交系耐冷性等級劃分