玉米自交系粒重與品質性狀的相關分析

賈曉艷， 朱良佳， 田漢釗， 李依依， 祝麗英

(河北農業大學農學院/國家玉米改良中心河北分中心， 河北 保定 071001)

玉米是我國播種面積最大、總產量最高的糧食作物，產量約占全國糧食總產量的1/4[1]，也是糧飼兼用型作物[2]、工業原料和能源作物[3]。玉米一直都被譽為長壽食品，含有豐富的蛋白質、脂肪、維生素、微量元素、纖維素等，具有開發高營養、高生物學功能食品的巨大潛力[4-7]。當今玉米育種的主要目標為高產、穩產和優質,高產和穩產基本上已經實現，玉米籽粒品質的研究越來越受到玉米育種工作者的重視[8]。粒重是高產的主要限制因子，粒重的提高是產量提高的關鍵。而籽粒中的蛋白質、淀粉、油分、賴氨酸等是籽粒的主要組成成分，其含量是評價玉米品質的主要依據[9-10]。李依依等[11]研究認為，不同玉米自交系粒重間存在顯著差異，而同一自交系重復間差異不顯著；陳廣庭[12]研究得出，產量與淀粉含量呈正相關，而與油分、蛋白質含量呈負相關。戰超[13]的研究結果表明，蛋白質與脂肪、蛋白質與容重含量呈極顯著正相關，容重與脂肪含量呈極顯著正相關，淀粉與脂肪、淀粉與容重、淀粉與蛋白質含量均呈極顯著負相關。

研究玉米粒重和品質性狀之間的相關性，旨在對玉米自交系品質與產量進行綜合評價，為玉米育種篩選優異種質資源，及選育優質雜交種提供理論依據[14]。

1 材料與方法

1.1 材 料

本研究以國家玉米改良中心河北分中心選育獲國家重點研發計劃項目組引進的111份玉米自交系為材料(見表1)。

1.2 方 法

1.2.1百粒重測定

參照《玉米品種區域試驗調查項目與標準》，每個自交系隨機選取2份各50粒，分別稱重，2個數據差值在0.5 g之內，2個數據之和即為該自交系的百粒重；如果差值大于0.5 g，則取第3次50粒并稱重，選取相差在0.5 g之內的2個數據求和[10]。

1.2.2容重測定

參照李亞楠等[13]的方法，測定不同玉米自交系籽粒容重，儀器設備為LSD-1 G型水分容重測定儀。

1.2.3品質性狀測定

用DA 7200近紅外谷物分析儀測定玉米自交系的蛋白質、淀粉、油分、賴氨酸含量。

1.2.4數據處理

采用Excel軟件和SPSS統計分析軟件。

2 結果分析

2.1 玉米自交系粒重差異分析

2.1.1不同玉米自交系百粒重方差分析

方差分析結果(表3)表明，不同玉米自交系籽粒百粒重間存在顯著差異，而同一品種重復間差異不顯著。

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為28.42 g，玉米百粒重范圍為19.30～38.77 g，百粒重最高的自交系是農系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

方差分析結果(表4)表明，不同玉米自交系的容重間存在顯著差異，而同一自交系重復間差異不顯著。

表4 玉米自交系容重的方差分析

2.1.4玉米自交系容重差異分析

通過表2分析可知，111份玉米自交系籽粒容重的平均值為743 g·L-1，容重范圍為612～864 g·L-1，容重最高的自交系是NX 972，最低的是農系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 玉米自交系品質性狀差異分析

2.2.1玉米自交系蛋白質含量差異分析

通過表5分析可知，111份玉米自交系籽粒蛋白質含量的平均值為11.16%，蛋白質含量范圍為8.41%～14.14%，蛋白質含量最高的自交系是農系619，最低的是農系607，其中有54個玉米自交系籽粒蛋白質含量在平均值之上，57份自交系籽粒蛋白質含量在平均值之下。

2.2.2玉米自交系淀粉含量差異分析

通過表5分析可知，111份玉米自交系籽粒淀粉含量的平均值為70.42%，淀粉含量范圍為65.58%～74.4%，淀粉含量最高的自交系是農系607，淀粉含量最低的是農系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異分析

通過表5分析可知，111份玉米自交系籽粒油分含量的平均值為10.34%，油分含量范圍為7.34%～13.91%，油分含量最高的自交系是農系722，最低的是農系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 玉米自交系蛋白質、淀粉、賴氨酸、油分含量

2.2.4玉米自交系賴氨酸含量差異分析

通過表5分析可知，111份玉米自交系籽粒賴氨酸含量的平均值為4.08%，賴氨酸含量范圍為3.04%～5.20%，賴氨酸含量最高的自交系是農系697，最低的是農系1592，其中有45份自交系籽粒賴氨酸含量在平均值之上，61份自交系籽粒賴氨酸含量在平均值之下，5份自交系籽粒賴氨酸含量等于平均值。

2.3 玉米自交系粒重與品質性狀相關性分析

2.3.1玉米自交系粒重與蛋白質含量差異分析

由圖1可知，百粒重與蛋白質的線性回歸方程為y=-0.011 8x+11.5。由表6可知，百粒重與蛋白質含量的相關系數為-0.045 46，取負值則表示蛋白質含量隨百粒重的增大而降低，呈負相關性，同時相關系數絕對值接近于零，則表示百粒重與蛋白質含量的相關程度越弱。由此推斷，不同玉米自交系籽粒百粒重與蛋白質含量呈負相關。由圖5可知，容重與蛋白質的線性回歸方程為y=0.004 7x+7.682 3。由表7可知，容重與蛋白質含量的相關系數為0.191 10，取正值則表示蛋白質含量隨容重的增大而增大，呈正相關性。

2.3.2玉米自交系粒重與淀粉含量差異分析

由圖2可知，百粒重與淀粉的線性回歸方程為y=0.025 2x+69.7，表6顯示百粒重與淀粉含量的相關系數為0.061 542，取正值則表示淀粉含量會隨百粒重的增加而增加，呈正相關性，同時相關系數絕對值接近于零，則表示百粒重與淀粉含量的相關程度越弱。由圖6可知，容重與淀粉的線性回歸方程為y=-0.006 2x+74.992，表7顯示：容重與淀粉含量的相關系數為-0.159 58，取負值則表示淀粉含量會隨容重的增加而降低，呈負相關性。

表6 玉米自交系百粒重與品質性狀的相關性分析

表7 玉米自交系容重與品質性狀的相關性分析

2.3.3玉米自交系粒重與油分含量差異分析

由圖3可知，百粒重與油分的線性回歸方程為y=-0.035 3x+11.345。表6可知，百粒重與油分含量測定相關系數為-0.111 23，取負值則表示油分含量隨百粒重的增加而降低，呈負相關性。由圖7可知，容重與油分的線性回歸方程為y=0.003 8x+7.544 5，表7顯示，容重與油分含量的相關系數為0.125 924，取正值則表示油分含量隨容重的增加而增加，呈正相關性。

2.3.4玉米自交系粒重與賴氨酸含量差異分析

由圖4可知，百粒重與賴氨酸的線性回歸方程為y=0.005 6x+3.925 2，表6顯示：百粒重與賴氨酸含量的相關系數為0.051 133，取正值則表示賴氨酸含量隨百粒重的增加而增加，呈正相關性，同時相關系數絕對值接近于零，則表示百粒重與賴氨酸含量的相關程度越弱。由圖8可知，容重與賴氨酸的線性回歸方程為y=-0.001 8x+5.454 7。由表7可知，容重與賴氨酸含量的相關系數為-0.178 65，取負值則表示賴氨酸含量隨容重的增加而降低，呈負相關性。

3 討論與結論

3.1 討 論

玉米粒重與品質性狀之間的相關性前人已有研究，監立強等[15]研究得出，脂肪含量與粒重呈極顯著負相關關系，淀粉含量與粒重呈極顯著正相關關系，蛋白質含量與粒重呈顯著負相關關系，而賴氨酸含量與粒重的相關性不顯著；莊陸等[16]在春小麥研究中也得到蛋白質含量與百粒重呈較大負相關關系；陳廣庭[12]研究得出，產量與淀粉含量呈正相關，而與油分，蛋白質含量呈負相關。本研究認為，玉米百粒重與其蛋白質含量呈負相關且相關性不顯著，與其淀粉含量成正相關，與其油分含量呈負相關，與其賴氨酸含量呈正相關。戰超[13]的研究結果表明，蛋白質與脂肪、蛋白質與容重含量呈極顯著正相關，容重與脂肪含量呈極顯著正相關，淀粉與脂肪、淀粉與容重、淀粉與蛋白質含量呈極顯著負相關。本研究結果與戰超的研究結果存在部分差異，蛋白質與脂肪呈負相關且淀粉與油分呈正相關，其他則與戰超研究結果基本一致。本研究認為，不同玉米自交系粒重間呈顯著差異，而同一自交系重復間差異不顯著，與李亞楠等[17]、趙永鋒等[18]、李依依等[11]的研究結論基本一致。

3.2 結 論

不同玉米自交系的粒重間存在顯著差異，而同一自交系重復間差異不顯著。玉米籽粒百粒重與蛋白質和油分含量之間呈負相關，與淀粉和賴氨酸含量之間呈正相關；玉米籽粒容重與蛋白質和油分含量之間呈正相關，與淀粉和賴氨酸含量之間呈負相關。

本研究得出，農系619、農系617的蛋白質含量高于其他自交系；農系607、農系698的淀粉含量高于其他自交系；農系722、農系655的油分含量高于其他自交系；農系697、農系638的賴氨酸含量高于其他自交系，這些自交系可作為專用玉米育種種質資源加以利用。