賈曉艷， 朱良佳， 田漢釗， 李依依， 祝麗英

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)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(chǎn)量最高的糧食作物，產(chǎn)量約占全國糧食總產(chǎn)量的1/4[1]，也是糧飼兼用型作物[2]、工業(yè)原料和能源作物[3]。玉米一直都被譽(yù)為長壽食品，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、微量元素、纖維素等，具有開發(fā)高營養(yǎng)、高生物學(xué)功能食品的巨大潛力[4-7]。當(dāng)今玉米育種的主要目標(biāo)為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì),高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，玉米籽粒品質(zhì)的研究越來越受到玉米育種工作者的重視[8]。粒重是高產(chǎn)的主要限制因子，粒重的提高是產(chǎn)量提高的關(guān)鍵。而籽粒中的蛋白質(zhì)、淀粉、油分、賴氨酸等是籽粒的主要組成成分，其含量是評價(jià)玉米品質(zhì)的主要依據(jù)[9-10]。李依依等[11]研究認(rèn)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(fù)間差異不顯著；陳廣庭[12]研究得出，產(chǎn)量與淀粉含量呈正相關(guān)，而與油分、蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。戰(zhàn)超[13]的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)與脂肪、蛋白質(zhì)與容重含量呈極顯著正相關(guān)，容重與脂肪含量呈極顯著正相關(guān)，淀粉與脂肪、淀粉與容重、淀粉與蛋白質(zhì)含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)。

研究玉米粒重和品質(zhì)性狀之間的相關(guān)性，旨在對玉米自交系品質(zhì)與產(chǎn)量進(jìn)行綜合評價(jià)，為玉米育種篩選優(yōu)異種質(zhì)資源，及選育優(yōu)質(zhì)雜交種提供理論依據(jù)[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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目組引進(jìn)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(qū)域試驗(yàn)調(diào)查項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)》，每個(gè)自交系隨機(jī)選取2份各50粒，分別稱重，2個(gè)數(shù)據(jù)差值在0.5 g之內(nèi)，2個(gè)數(shù)據(jù)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(nèi)的2個(gè)數(shù)據(jù)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(shè)備為LSD-1 G型水分容重測定儀。

1.2.3品質(zhì)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(zhì)、淀粉、油分、賴氨酸含量。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件。

2 結(jié)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(jié)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(fù)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(nóng)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(jié)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(fù)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(nóng)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(zhì)性狀差異分析

2.2.1玉米自交系蛋白質(zhì)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(zhì)含量的平均值為11.16%，蛋白質(zhì)含量范圍為8.41%～14.14%，蛋白質(zhì)含量最高的自交系是農(nóng)系619，最低的是農(nóng)系607，其中有54個(gè)玉米自交系籽粒蛋白質(zhì)含量在平均值之上，57份自交系籽粒蛋白質(zhì)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(nóng)系607，淀粉含量最低的是農(nóng)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(nóng)系722，最低的是農(nóng)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(zhì)、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(nóng)系697，最低的是農(nóng)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(zhì)性狀相關(guān)性分析

2.3.1玉米自交系粒重與蛋白質(zhì)含量差異分析

由圖1可知，百粒重與蛋白質(zhì)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(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)為-0.045 46，取負(fù)值則表示蛋白質(zhì)含量隨百粒重的增大而降低，呈負(fù)相關(guān)性，同時(shí)相關(guān)系數(shù)絕對值接近于零，則表示百粒重與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)程度越弱。由此推斷，不同玉米自交系籽粒百粒重與蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。由圖5可知，容重與蛋白質(zhì)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(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)為0.191 10，取正值則表示蛋白質(zhì)含量隨容重的增大而增大，呈正相關(guān)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(guān)系數(shù)為0.061 542，取正值則表示淀粉含量會(huì)隨百粒重的增加而增加，呈正相關(guān)性，同時(shí)相關(guān)系數(shù)絕對值接近于零，則表示百粒重與淀粉含量的相關(guān)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(guān)系數(shù)為-0.159 58，取負(fù)值則表示淀粉含量會(huì)隨容重的增加而降低，呈負(fù)相關(guān)性。

表6 玉米自交系百粒重與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

表7 玉米自交系容重與品質(zhì)性狀的相關(guān)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(guān)系數(shù)為-0.111 23，取負(fù)值則表示油分含量隨百粒重的增加而降低，呈負(fù)相關(guān)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(guān)系數(shù)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(guān)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(guān)系數(shù)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(guān)性，同時(shí)相關(guān)系數(shù)絕對值接近于零，則表示百粒重與賴氨酸含量的相關(guān)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(guān)系數(shù)為-0.178 65，取負(fù)值則表示賴氨酸含量隨容重的增加而降低，呈負(fù)相關(guān)性。

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

玉米粒重與品質(zhì)性狀之間的相關(guān)性前人已有研究，監(jiān)立強(qiáng)等[15]研究得出，脂肪含量與粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，淀粉含量與粒重呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，蛋白質(zhì)含量與粒重呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而賴氨酸含量與粒重的相關(guān)性不顯著；莊陸等[16]在春小麥研究中也得到蛋白質(zhì)含量與百粒重呈較大負(fù)相關(guān)關(guān)系；陳廣庭[12]研究得出，產(chǎn)量與淀粉含量呈正相關(guān)，而與油分，蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。本研究認(rèn)為，玉米百粒重與其蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)且相關(guān)性不顯著，與其淀粉含量成正相關(guān)，與其油分含量呈負(fù)相關(guān)，與其賴氨酸含量呈正相關(guān)。戰(zhàn)超[13]的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)與脂肪、蛋白質(zhì)與容重含量呈極顯著正相關(guān)，容重與脂肪含量呈極顯著正相關(guān)，淀粉與脂肪、淀粉與容重、淀粉與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果與戰(zhàn)超的研究結(jié)果存在部分差異，蛋白質(zhì)與脂肪呈負(fù)相關(guān)且淀粉與油分呈正相關(guān)，其他則與戰(zhàn)超研究結(jié)果基本一致。本研究認(rèn)為，不同玉米自交系粒重間呈顯著差異，而同一自交系重復(fù)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(jié)論基本一致。

3.2 結(jié) 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(fù)間差異不顯著。玉米籽粒百粒重與蛋白質(zhì)和油分含量之間呈負(fù)相關(guān)，與淀粉和賴氨酸含量之間呈正相關(guān)；玉米籽粒容重與蛋白質(zhì)和油分含量之間呈正相關(guān)，與淀粉和賴氨酸含量之間呈負(fù)相關(guān)。

本研究得出，農(nóng)系619、農(nóng)系617的蛋白質(zhì)含量高于其他自交系；農(nóng)系607、農(nóng)系698的淀粉含量高于其他自交系；農(nóng)系722、農(nóng)系655的油分含量高于其他自交系；農(nóng)系697、農(nóng)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(zhì)資源加以利用。