玉米葉片氣孔特征及產(chǎn)量相關(guān)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2025）06-0047-08

AbstractIn order to explore the influence of stomatal traits of maize leaves on yield，and then breed high-yield and stres-resistant maize hybrids，four maize hybrids and their parents were used as experimental materials.The chlorophyll content and stomatal traits of leaves at filing stage，andthe yield related traits were determined，and the heterosis of each trait of F₁ hybrid were analyzed. The results showed that，as for the yield related traits，the heterosis of ear length，grain number per row，single ear weight and grain weight per ear were relatively larger，while the heterosis of row number per ear，grain width，grain thickness and 100-grain weight were relatively smaler.As for the stomatal traitsof leaves，the heterosis ofstomatal areaand stomatal area index on the adaxial surface，and the stomatal length，stomatal area and stomatal circumference on the abaxial surface were relatively larger，while the heterosis of stomatal densityand stomatal index on theadaxial surface and the abaxial surface were relatively smaller. Within a certain spatial scale，the spatial distribution of stomata of Shuoyu 172 and Shuoyu 173 was the most regular，and the scale range of regular distribution was larger.The chlorophyll content of Shuoyu 172 was extremely significantly higher than that of the other three varieties.The yieldof Shuoyu 172 was the highest，followed by Baojing 186，and the differences reached the extremely significant level.In summary，the smaller the stomatal area was，the larger the stomatal density and the higher the stomatal index of the hybrid were，thusthe stronger the stress resistanceof hybridand the higher the yield of hybrid were.This conclusion could provide theoretical guidance for the breeding of maize hybrids.

KeywordsMaize;Stomatal traits;Yield; Heterosis

玉米作為我國(guó)第一大糧食作物，在保障糧食安全中占有舉足輕重的地位1」，提高玉米產(chǎn)量仍是當(dāng)前玉米育種的主要研究目標(biāo)。雜種優(yōu)勢(shì)是提高農(nóng)作物產(chǎn)量、增強(qiáng)抗性、提高品質(zhì)的一種重要生物學(xué)機(jī)制[2-3]。玉米是雜種優(yōu)勢(shì)利用最典型的農(nóng)作物之一，雜種優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率一般在 35% ＼～40% ，遠(yuǎn)高于其他作物，因此雜種優(yōu)勢(shì)利用是提高玉米產(chǎn)量的重要途徑之一[4-5]。對(duì)于玉米產(chǎn)量相關(guān)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)研究，包括穗部性狀以及籽粒性狀等，目前已有許多報(bào)道[6-8] O

植物葉片表面的氣孔是控制大氣與植物間進(jìn)行 CO₂ 及水蒸氣等氣體交換的重要器官[9-10]，氣孔控制著作物的光合、蒸騰、呼吸等諸多關(guān)鍵生理過(guò)程，從而最終決定作物產(chǎn)量[11-13]。近年來(lái)，隨著全球氣候變暖以及我國(guó)黃淮海地區(qū)出現(xiàn)的平均氣溫升高的現(xiàn)象，作物的蒸騰及水分利用效率在一定程度上發(fā)生了改變，進(jìn)而作物的生長(zhǎng)速率也發(fā)生變化，最終影響作物產(chǎn)量[14-15]。玉米是我國(guó)黃淮海地區(qū)最重要的糧食作物之一，對(duì)玉米葉片的氣孔結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，將有助于更深入地探討玉米的抗逆性和高產(chǎn)機(jī)理。目前，對(duì)玉米葉片氣孔特征參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)之相關(guān)研究還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)對(duì)玉米葉片氣孔特征參數(shù)和產(chǎn)量相關(guān)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)以及玉米葉片氣孔特征對(duì)產(chǎn)量的影響進(jìn)行分析，以期為高產(chǎn)抗逆玉米雜交種選育提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)

材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及概況

試驗(yàn)材料為4個(gè)玉米雜交種及其雙親自交系，雜交種分別為碩育172、碩育173、寶景186、鄭單958，雙親材料分別為H7235、Z33-1、H7875S、H7875A、鄭58、昌7-2共6個(gè)自交系。其中，碩育172、碩育173和寶景186均為目前黃淮海地區(qū)推廣種植的玉米新品種，鄭單958作對(duì)照。4個(gè)玉米雜交種的審定情況見(jiàn)表1。

2023年6—9月試驗(yàn)開(kāi)展期間的平均氣溫及日照時(shí)數(shù)均高于歷年，7—9月降水量均高于歷年，但玉米整個(gè)生育期內(nèi)未出現(xiàn)高溫?zé)岷Α澈Φ惹闆r。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2023年在新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院輝縣試驗(yàn)基地種植玉米雜交種及其父母本材料，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。行長(zhǎng) 5m ，行距 0.6m ，4行區(qū)，小區(qū)面積12m² 。重復(fù)3次。所有試驗(yàn)材料均于6月14日播種，種植密度67500株 ?hm² ，10月7日收獲，田間管理同常規(guī)生產(chǎn)大田。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1葉片葉綠素含量測(cè)定每小區(qū)分別選有代表性的玉米10株，在灌漿初期（8月15日）用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定穗位葉中部葉綠素含量（SPAD值），每株重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.3.2玉米葉片氣孔采集及參數(shù)測(cè)量每小區(qū)分別選有代表性的玉米10株，在灌槳期晴天上午10時(shí)后，取穗位葉，用印跡法分別采集葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面中部氣孔印跡樣品，采集面積 5mm× 15mm ，制成臨時(shí)裝片，利用顯微攝像系統(tǒng)（LeicaDFC300FX，Germany）進(jìn)行觀察和拍照：隨機(jī)選擇5個(gè)視野，每個(gè)視野選取3張圖片，即在葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面的不同部位分別得到15張氣孔顯微照片（面積為 0.30mm×0.45mm ）；從中隨機(jī)選取5張計(jì)算氣孔密度（即單位面積上分布的氣孔數(shù)）、表皮細(xì)胞數(shù)（面積為 0.30mm×0.45mm 內(nèi)的表皮細(xì)胞個(gè)數(shù)），之后，利用MoticImages Ad-vanced3.2軟件分別測(cè)量氣孔的長(zhǎng)度、寬度、周長(zhǎng)和面積，進(jìn)一步計(jì)算氣孔指數(shù)和氣孔面積指數(shù)[16-17]。

氣孔指數(shù) （%）= 氣孔密度/（氣孔密度 + 表皮細(xì)胞數(shù)） ×100 ；

氣孔面積指數(shù) （%）= 氣孔面積/（氣孔面積 + 表皮細(xì)胞面積） ×100 O

1.3.3玉米氣孔空間布局分析隨機(jī)選取玉米葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面氣孔顯微照片分析氣孔空間布局。把氣孔照片中每個(gè)氣孔的中心看作一個(gè)點(diǎn)，利用ArcGIS10.0（ESRIInc.USA）空間分布軟件將所選氣孔顯微照片在相同的坐標(biāo)系下進(jìn)行數(shù)字化處理，再使用Ripley’sK-Function空間統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)數(shù)字化后的表征氣孔分布的點(diǎn)進(jìn)行空間布局分析，分析結(jié)果用Lhat（d）值表達(dá)

當(dāng)該布局為泊松隨機(jī)分布時(shí)，所有的d值到Lhat（d）的距離均相等。為了確定 95% 的可置信區(qū)間，采用蒙特卡洛算法模擬隨機(jī)分布點(diǎn)1000次，假設(shè)在給定尺度d下，如果Lhat（d）值在 95% 可置信區(qū)間之內(nèi)，則氣孔呈隨機(jī)分布；如果Lhat（d）值小于 95% 可置信區(qū)間，則氣孔呈規(guī)則分布；如果Lhat（d）值大于 95% 可置信區(qū)間，則氣孔呈簇狀分布[17-18]

1.3.4產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀測(cè)定在成熟期，每小區(qū)選取有代表性的玉米果穗10個(gè)，測(cè)其穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重、百粒重及籽粒含水量，每個(gè)果穗中部隨機(jī)選取5粒測(cè)量粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚，收獲整個(gè)小區(qū)玉米后脫粒，按14% 含水量折算單位面積產(chǎn)量，

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

參照鐘源等[19]、余學(xué)杰等[20]的方法計(jì)算雜交種 F₁ 各性狀的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)。

中親優(yōu)勢(shì) （%）=（F₁-P）/P×100

超親優(yōu)勢(shì) $（ ＼% ） = ＼big （ ＼mathrm { ～ F _ { 1 } { - } P _ { ＼ 明 } ～ } ＼big ） / ＼mathrm { P } _ { ＼hexagon } ＼times 1 0 0$

式中，P為中親值， 為高親值。

采用SPSS17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1雜交種 F₁ 與雙親各性狀的方差分析

從雜交種 F₁ 與雙親葉片氣孔結(jié)構(gòu)特征的方差分析結(jié)果（表2）可以看出，碩育172葉片近軸面氣孔寬度、氣孔密度、氣孔面積指數(shù)及葉片遠(yuǎn)軸面氣孔指數(shù)，碩育173葉片遠(yuǎn)軸面氣孔長(zhǎng)度、氣孔周長(zhǎng)、氣孔密度，寶景186葉片遠(yuǎn)軸面氣孔寬度、氣孔面積，鄭單958葉片近軸面氣孔長(zhǎng)度、氣孔面積、氣孔周長(zhǎng)、氣孔密度和葉片遠(yuǎn)軸面氣孔長(zhǎng)度、氣孔密度與其雙親這些氣孔結(jié)構(gòu)特征間的差異均達(dá)顯著或極顯著水平，說(shuō)明可以進(jìn)行下一步的雜種優(yōu)勢(shì)分析。

從雜交種 F₁ 與雙親各產(chǎn)量相關(guān)性狀的方差分析結(jié)果（表3）可以看出，除碩育172的粒寬、碩育173的百粒重、鄭單958的粒寬和百粒重以外，4個(gè)雜交種 F₁ 與其雙親產(chǎn)量性狀間的差異均達(dá)顯著或極顯著水平

2.2 玉米葉片氣孔特征參數(shù)及產(chǎn)量性狀的相關(guān) 性分析

從玉米葉片近軸面氣孔特征參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果（表4）可以看出，近軸面氣孔周長(zhǎng)與氣孔長(zhǎng)度、氣孔寬度、氣孔面積呈顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.944、0.658、0.687；氣孔寬度與氣孔面積呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.747；氣孔面積與氣孔密度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.634。

從玉米葉片遠(yuǎn)軸面氣孔特征參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果（表5）可以看出，遠(yuǎn)軸面氣孔長(zhǎng)度與氣孔面積呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.661；氣孔周長(zhǎng)與氣孔長(zhǎng)度、氣孔面積均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.966、0.801；氣孔面積與氣孔密度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.637；氣孔指數(shù)與氣孔密度、氣孔面積指數(shù)均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.660、0.760。

從產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性分析結(jié)果（表6）可以看出，穗粗與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.603；穗行數(shù)與穗粗呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.580；行粒數(shù)與穗長(zhǎng)、穗粗均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.874、0.630；單穗重與穗長(zhǎng)、穗粗、行粒數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.906、0.7880.951；穗粒重與穗長(zhǎng)、穗粗、行粒數(shù)、單穗重均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.877、0.672、0.929、0.939；粒長(zhǎng)與穗長(zhǎng)、穗粗、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.691、0.487、0.723、0.726、0.828；粒寬與穗行數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.560；粒厚與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.530，與穗粗、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重、粒長(zhǎng)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.452、-0.794、-0.733、-0.726、-0.678，與粒寬呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.382；百粒重與粒寬呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.508。

2.3 玉米產(chǎn)量性狀及葉片氣孔特征的雜種優(yōu)勢(shì)分析

玉米雜交種葉片近軸面氣孔特征參數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表7，4個(gè)雜交種葉片近軸面氣孔特征參數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)介于 -27.2%～22.1% 之間，超親優(yōu)勢(shì)介于 -29.3%～18.1% 之間。其中，氣孔面積和氣孔面積指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較高，說(shuō)明這些氣孔參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)較大氣孔密度和氣孔指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較低，且多數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明這些氣孔參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)較小。

雜交種間比較來(lái)看，碩育172氣孔寬度的中親優(yōu)勢(shì)最高 （8.1%） ，碩育 173（6.9%） 和寶景186（6.5%） 次之。碩育173氣孔面積的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均最高，分別為 15.7% 和 14.6% ，寶景186次之，分別為 14.6% 和 11.2% 。寶景186氣孔周長(zhǎng)、氣孔指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均最高。鄭單958氣孔長(zhǎng)度、氣孔密度的中親優(yōu)勢(shì)最高，分別為 11.4%.3.5% ，寶景186次之，分別為 11.3% ！-4.3% ；鄭單958氣孔面積指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均最高，分別為 22.1% 和 18.1% ，碩育173次之，分別為 5.8% 和 -1.3% 。

綜上可知，鄭58和H7235雜交種的氣孔寬度具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。 Z33-1 和H7875S雜交種的氣孔面積、氣孔寬度、氣孔面積指數(shù)均具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。Z33-1和H7875A雜交種的氣孔面積、氣孔長(zhǎng)度、氣孔周長(zhǎng)、氣孔指數(shù)均具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。鄭58和昌7-2雜交種的氣孔長(zhǎng)度、氣孔密度、氣孔面積指數(shù)均具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)

玉米雜交種葉片遠(yuǎn)軸面氣孔特征參數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表8，4個(gè)雜交種葉片遠(yuǎn)軸面氣孔特征參數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)介于 -19.7%～39.1% 之間，超親優(yōu)勢(shì)介于 -25.1%～27.8% 之間。其中，氣孔長(zhǎng)度、氣孔面積、氣孔周長(zhǎng)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較高，說(shuō)明這些氣孔參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)較大；氣孔密度和氣孔指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較低，且多為負(fù)值，說(shuō)明這些氣孔參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)較小。

雜交種間比較來(lái)看，碩育173葉片遠(yuǎn)軸面氣孔長(zhǎng)度的中親優(yōu)勢(shì)最高（ 17.6% ），碩育172次之0 14.9% ）；碩育173氣孔寬度、氣孔面積、氣孔周長(zhǎng)、氣孔指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均最高；寶景186氣孔指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)也相對(duì)較高（ 7.0% 和 6.1% ）；鄭單958氣孔面積指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均最高，分別為 10.9% 和 3.9% ，其次為寶景186，分別為 4.8% 和 -1.6% 。

綜上可知，Z33-1和H7875S雜交種的氣孔長(zhǎng)度、氣孔寬度、氣孔面積、氣孔周長(zhǎng)、氣孔指數(shù)均具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。鄭58和H7235雜交種的氣孔長(zhǎng)度具有相對(duì)較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。Z33-1和H7875A雜交種的氣孔指數(shù)、氣孔面積指數(shù)具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。鄭58和昌7-2雜交種的氣孔面積指數(shù)具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)

玉米雜交種產(chǎn)量相關(guān)性狀的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)比較見(jiàn)表9。4個(gè)雜交種產(chǎn)量相關(guān)性狀的中親優(yōu)勢(shì)介于 -36.2%～255.7% 之間，超親優(yōu)勢(shì)介于-43.6%～142.2% 之間。其中，玉米雜交種穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較高，說(shuō)明這些性狀的雜種優(yōu)勢(shì)較大。穗行數(shù)、粒寬、粒厚和百粒重的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較低，且多數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明這些性狀的雜種優(yōu)勢(shì)較小。

鄭單958穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重、粒長(zhǎng)的中親優(yōu)勢(shì)均較高，分別為 35.9%.136.4% 163.0%.255.7%.25.7% ，其次為碩育172，其上述指標(biāo)的中親優(yōu)勢(shì)分別為 21.9%.73.1%.102.0% 、145.1%，18.3% 。雜交種間比較來(lái)看，鄭單958穗長(zhǎng)的中親優(yōu)勢(shì)最高（ 35.9% ），其次為碩育173（28.7%） 和寶景 186（28.2%） ；碩育172穗粗和穗行數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)均最高，分別為 18.5% 和 19.6% 。

綜上可知，父母本鄭58和昌7-2雜交種的穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重、粒長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)；鄭58和H7235雜交種的穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重、粒長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)；Z33-1和H7875S雜交種的穗長(zhǎng)具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì);Z33-1和H7875A雜交種的穗行數(shù)具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)

2.4玉米雜交種葉片氣孔空間布局、葉綠素含量 及產(chǎn)量的比較

對(duì)玉米雜交種氣孔空間布局進(jìn)行比較（圖1）可知，玉米葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面氣孔在一定尺度范圍內(nèi)為規(guī)則分布，在更大尺度范圍內(nèi)呈隨機(jī)分布。由圖1a可知，近軸面在空間尺度為 50～150 μm 范圍內(nèi)時(shí)，4個(gè)雜交種的葉片氣孔均為規(guī)則分布；近軸面空間尺度為 110μm 時(shí)，碩育173葉片氣孔分布最規(guī)則，最小鄰域距離[L（d）]平均值為-11.0，其次為碩育 ^{172，L（d）} 平均值為-8.7。近軸面在空間尺度為 270～420μm 范圍內(nèi)時(shí)，碩育173的葉片氣孔呈規(guī)則分布。近軸面在空間尺度為 270～370μm 范圍內(nèi)時(shí)，碩育172的葉片氣孔呈規(guī)則分布。

由圖1b可知，遠(yuǎn)軸面在空間尺度為 70～160 μm 范圍內(nèi)時(shí)，4個(gè)雜交種的葉片氣孔均為規(guī)則分布，在遠(yuǎn)軸面空間尺度為 110μm 的時(shí)候，碩育172的葉片氣孔分布最規(guī)則，L（d）平均值為-11.0，其次為碩育173，L（d）平均值為-9.4。遠(yuǎn)軸面在空間尺度為 60～410μm 范圍內(nèi)時(shí)，碩育173葉片氣孔均呈規(guī)則分布。

對(duì)玉米雜交種葉片葉綠素含量（SPAD值）進(jìn)行比較（圖2）可知，碩育172葉片SPAD值最高，達(dá)61.7，極顯著高于其他雜交種，其余3個(gè)玉米雜交種葉片SPAD值之間無(wú)顯著差異

由圖3可以看出，碩育172產(chǎn)量最高，達(dá)12 769.5kg/hm² ，極顯著高于其余3個(gè)雜交種;寶景186次之，產(chǎn)量達(dá) 10872.0kg/hm² ;碩育173產(chǎn)量最低，為 8439.0kg/hm² ，極顯著低于碩育172和寶景186，與鄭單958無(wú)顯著差異，a為近軸面；b為遠(yuǎn)軸面；Upper 95% 表示 95% 置信區(qū)間上界線(xiàn)，Lower 95% 表示 95% 置信區(qū)間下界線(xiàn)。

柱上不同大寫(xiě)字母表示品種間差異極顯著（ Plt;0.01 ，下同。

2.5 玉米雜交種葉片氣孔特征和葉綠素含量與 產(chǎn)量的相關(guān)性分析

對(duì)葉片氣孔特征參數(shù)和葉綠素含量與產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行分析（表10）可知，近軸面葉片氣孔面積與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.892遠(yuǎn)軸面葉片氣孔密度、氣孔指數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.759、0.761。說(shuō)明葉片氣孔面積越小、氣孔密度越大、氣孔指數(shù)越高，玉米雜交種的產(chǎn)量越高

3討論與結(jié)論

魏鋒等[21]研究指出，玉米雜交種的行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粗、粒長(zhǎng)、單穗重和單穗粒重的雜種優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，不同品種間粒寬、百粒重等的雜種優(yōu)勢(shì)存在較大差異，自交系選育過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其雜種優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)性狀的選擇，這有助于選育出產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的玉米新品種。本研究對(duì)玉米雜交種產(chǎn)量相關(guān)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析得出，穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較高，穗行數(shù)、粒寬、粒厚和百粒重的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較低，且多數(shù)為負(fù)值。因此，在玉米育種和品種改良過(guò)程中，應(yīng)注重雙親穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、單穗重、穗粒重等性狀的選擇；穗部性狀和籽粒性狀比較來(lái)看，加強(qiáng)對(duì)雙親穗部性狀的選擇更能提升育種效率。

作為葉片氣體交換有效面積的關(guān)鍵生理生態(tài)參數(shù)，氣孔密度和氣孔指數(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，二者直接決定了葉片潛在的最大氣孔導(dǎo)度[9]。有研究表明，氣孔密度的增加可在較大程度上提高單位葉面積的蒸騰效率，有助于玉米葉片進(jìn)行更加高效的熱量散發(fā)，從而能更好地適應(yīng)高溫環(huán)境[2]。植物葉片的氣體交換效率除了與氣孔密度和氣孔指數(shù)相關(guān)外，還與氣孔的開(kāi)張程度緊密相關(guān)，氣孔的開(kāi)度受環(huán)境影響在短期內(nèi)可以快速地發(fā)生變化[23-24]。劉亮等[16]研究認(rèn)為，高溫等逆境脅迫會(huì)導(dǎo)致玉米葉片氣孔面積變小，因?yàn)闅饪组_(kāi)度的減小可以限制更多的 CO₂ 分子通過(guò)氣孔從外界擴(kuò)散到葉肉內(nèi)部，同時(shí)降低葉片水分蒸騰。本研究中，對(duì)玉米雜交種葉片氣孔特征參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，近軸面氣孔面積和氣孔面積指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)相對(duì)較高，遠(yuǎn)軸面氣孔長(zhǎng)度、氣孔面積、氣孔周長(zhǎng)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)相對(duì)較高，表明上述氣孔參數(shù)存在顯著的雜種優(yōu)勢(shì)效應(yīng)；近軸面和遠(yuǎn)軸面氣孔密度和氣孔指數(shù)的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)均相對(duì)較低，且多數(shù)為負(fù)值，符合數(shù)量性狀加性遺傳效應(yīng)特征。葉片氣孔特征參數(shù)的雜種優(yōu)勢(shì)分析為玉米雜交種的親本組配提供了關(guān)鍵表型依據(jù)。對(duì)4個(gè)雜交種葉片氣孔空間布局的比較發(fā)現(xiàn)，在一定空間尺度范圍內(nèi)，碩育172和碩育173的葉片氣孔空間布局最規(guī)則，且呈規(guī)則分布的尺度范圍更大。碩育172的葉綠素含量及產(chǎn)量均高于其余品種，且差異達(dá)極顯著水平。對(duì)葉片氣孔特征參數(shù)和產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，近軸面葉片氣孔面積與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，遠(yuǎn)軸面葉片氣孔密度、氣孔指數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明葉片氣孔面積越小、氣孔密度越大、氣孔指數(shù)越高，氣孔應(yīng)對(duì)高溫脅迫的能力就越強(qiáng)，抗逆性也就越強(qiáng)，則玉米雜交種的產(chǎn)量越高。該結(jié)論可為玉米雜交種的選育提供理論指導(dǎo)。

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