全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015277 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
彭云玲,赵小强,闫慧萍,武金欢.不同玉米自交系耐深播性评价及遗传多样性分析.草业学报,2016,25(7):7386.
PENGYunLing,ZHAOXiaoQiang,YANHuiPing,WUJinHuan.Deepsowingtoleranceandgeneticdiversityofmaizeinbredlines.ActaPrat
aculturaeSinica,2016,25(7):7386.
不同玉米自交系耐深播性评价及遗传多样性分析
彭云玲,赵小强,闫慧萍,武金欢
(甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州730070)
摘要:为了筛选玉米耐深播鉴定指标,探讨耐深播综合评价方法并挖掘耐深播种质类群,本研究采用PVC管盆栽
试验,在3,15和20cm 三种深播处理下,测定各自交系的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗
长、根长,利用隶属函数法综合评价51份玉米自交系的耐深播性,并用70对SSR标记对其遗传多样性进行了分
析。结果表明,随着播种深度的增加,各自交系的中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和大体呈增加趋势,而出
苗率降低,苗长及根长先下降后增加。不同播深条件下,玉米自交系幼苗性状的方差分析表明,出苗率、中胚轴长、
胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长与自交系间的差异极显著;同时5个性状(出苗率、中胚轴长、胚芽鞘
长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长)与播深以及5个性状与自交系和播深间相互作用的差异极显著;同时根长与播深
之间的差异达到显著水平,但是根长与自交系和播深间相互作用的差异不显著。另外,不同播深处理下各性状的
相关分析表明,在3cm播深条件下的出苗率与中胚轴、中胚轴和胚芽鞘之和、苗长3个表型性状呈正相关;而在15
和20cm播深下,出苗率与中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长都极显著正相关。利用隶属函数
法筛选出了6份强耐深播系,11份中等耐深播系。同时,利用70对SSR标记共检测出222个等位基因,平均3.17
个,多态性信息量平均为0.579,幅度为0.265~0.801,遗传相似系数幅度为0.496~0.946,并将供试自交系划分
成两大优势群或6个亚群,其中四平头亚群(SPT)、兰卡斯特亚群(Lan)和旅大红骨亚群(LRC)的耐深播性较强,出
苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长表现良好,含有较多的强或中等耐深播系,是重要的耐
深播种质类群。
关键词:玉米;深播;SSR标记;遗传多样性;隶属函数法
犇犲犲狆狊狅狑犻狀犵狋狅犾犲狉犪狀犮犲犪狀犱犵犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊
PENGYunLing,ZHAOXiaoQiang,YANHuiPing,WUJinHuan
犌犪狀狊狌犘狉狅狏犻狀犮犻犪犾犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犃狉犻犱犾犪狀犱犆狉狅狆犛犮犻犲狀犮犲,犌犪狀狊狌犓犲狔犔犪犫狅犳犆狉狅狆犐犿狆狉狅狏犲犿犲狀狋犪狀犱犌犲狉犿狆犾犪狊犿犈狀犺犪狀犮犲
犿犲狀狋,犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃犵狉狅狀狅犿狔,犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theaimofthisstudywastoestablishaccurateindicestoidentifyandevaluatethedeepsowingtoler
anceofarangeofinbredlinesfromthemaizegermplasm.Maizeseedswereplantedatthreedepths(3,15,and
20cm)andthefolowingphenotypictraitswereevaluated:emergencerate(RAT),mesocotyllength(MES),
coleoptilelength(COL),mesocotylandcoleoptiletotallength(MES+COL),seedlinglength(SDL),and
rootlength(RL).Atthesametime,simplesequencerepeat(SSR)markerswereusedtoevaluatethegenetic
diversityamong51maizeinbredlines.Theresultsshowedthatasthesowingdepthincreasedfrom3to15or
20cm,theRATgradualydecreased,SDLandRLfirstincreasedandthendecreased,andMES,COL,and
第25卷 第7期
Vol.25,No.7
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
73-86
2016年7月
收稿日期:20150601;改回日期:20150824
基金项目:国家自然基金项目(31260330,31301333)和教育部博士点基金(20126202120001)资助。
作者简介:彭云玲(1978),女,河南南阳人,副教授,博士。Email:pengyunlingpyl@163.com
通信作者Correspondingauthor.Email:pengyunlingpyl@163.com
MES+COLincreased.TherewerestrongandsignificantdifferencesinRAT,MES,COL,MES+COL,SDL,
andRLamongthemaizeinbredlines.Fivetraits(RAT,COL,MES,MES+COL,SDL)weresignificantly
affectedbysowingdepthandbytheinteractionbetweengenotypeandsowingdepth.Rootlengthdifferedsig
nificantlydependingonsowingdepth,butitwasnotaffectedbytheinteractionbetweengenotypeandsowing
depth.TherewerestrongandsignificantpositivecorrelationsbetweenRATat15and20cmsowingdepths
andMES,COL,MES+COL,SDL,andRL.Sixhighlydeepsowingtolerantinbredlinesand11moderately
deepsowingtolerantinbredlineswereidentifiedbythemembershipfunctionmethodbasedontheirperform
ancewhensownat15and20cmdepths.SeventySSRmarkersproduced222aleleswithanaverageof3.17al
lelespermarker.Thepolymorphisminformationcontentforeachmarkerrangedfrom0.265to0.801withan
average0.579.The51maizeinbredlinesweredividedintotwomajorgroupsandsixsubgroupsinageneticdi
versityanalysis.RelativelyhighmembershipvaluesforRAT,MES,COL,MES+COL,SDL,andRLwere
obtainedfortheSipingtou(SPT),Lancaster(Lan),andLudaRedCob(LRC)lines,whichwerehighlyor
moderatelytoleranttodeepsowing.Theseresultsshowedthatmaizelinestoleranttodeepsowingcanbe
screenedbyplantingseedsat15and20cmdepths,andthatRAT,MES,COL,MES+COL,SDL,andRL
areimportantindicestoidentifydeepsowingtoleranceinmaize.Weconcludethatdeepsowingtolerancecanbe
objectivelyandaccuratelyevaluatedbythemembershipfunctionmethodinmaizeinbredlines,andthatSPT,
Lan,andLRCareimportantdeepsowingtolerantgermplasmgroups.
犓犲狔狑狅狉犱狊:maize;deepsowing;SSRmarkers;moleculargeneticdiversity;membershipfunctionmethod
玉米(犣犲犪犿犪狔狊)作为我国的第一大粮食作物,其在经济、能源方面发挥着重要作用,但是其对干旱比较敏
感。干旱缺水不仅阻碍玉米生长发育,干扰生理过程,而且严重影响籽粒产量[1]。种子萌发阶段是作物能否在干
旱条件下完成生育周期的关键时期之一[2],苗期遇干旱时会使作物出苗能力下降,保苗率降低,严重影响田间苗
数,从而导致减产[3]。深播是玉米苗期避旱的重要途径之一,研究玉米种质资源的耐深播特性对干旱地区玉米生
产和耐深播育种具有重要意义。Zhao和 Wang[4]从印第安蓝粒玉米中筛选出耐深播自交系3684。董存吉等[5]
利用长根茎特性的印第安蓝粒玉米种质已育成SN系列自交系和杂交种“抗42”。山西农业科学院以自选系太
1602为母本,耐深播长根茎玉米自选系LR1921为父本,培育出抗倒、抗旱、高产的旱玉5号玉米品种[6]。作物
的耐深播性研究中,众多学者认为出苗率是耐深播种质鉴定的重要指标,出苗率越高,耐深播性越强[710]。赵光
武等[11]和马殿荣等[12]认为玉米耐深播的主要原因是其中胚轴显著伸长。Hoshikaw[13]和Zhang等[14]报道中胚
轴长度是决定玉米耐深播能力的主要因素,而在小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)的研究中人们发现胚芽鞘长是决定小
麦耐深播性的主要因素[15]。张磊等[16]研究表明,中胚轴与胚芽鞘协同作用把玉米幼苗送出地表。吴海燕等[17]
报道玉米的出苗率、苗长、中胚轴长、胚芽鞘长与播深显著相关。作物的耐深播性是一个非常复杂的遗传性状,易
受环境的影响[18],因此筛选出可靠的耐深播性鉴定指标,并且科学地进行耐深播性评价,对耐深播种质筛选具有
重要意义,是耐深播育种的前提。分子标记作为一种新兴的技术,目前主要用于遗传多样性分析、分子遗传图谱
构建、基因定位及分子标记辅助育种等领域[1920],利用SSR分子标记可以挖掘耐深播种质类群及有利基因,有效
地提高育种目标。目前对玉米的耐深播性虽有报道,但是对玉米耐深播种质鉴定指标的筛选、耐深播性综合评价
及耐深播种质类群发掘罕见报道。因此,本研究拟筛选出玉米耐深播性鉴定参考指标,建立玉米自交系耐深播性
综合评价方法,并通过SSR标记研究其自交系的遗传多样性,挖掘耐深播种质类群,以期为玉米耐深播种质的筛
选与改良提供参考依据,同时为寻找耐深播有利基因提供重要材料。
1 材料与方法
1.1 材料
本试验选用的51份自交系均由甘肃省种质资源库提供(表1)。选用均匀分布于玉米全基因组的230对
47 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
SSR标记,从中筛选出扩增条带清晰稳定、多态性好的70对SSR标记(表6),这些SSR标记的引物序列均来自
玉米基因组数据库(MaizeGenomeDatabase)网站(http://www.MaizeGDB.org),由上海生工生物工程有限公
司合成。
表1 供试玉米自交系及其系谱来源
犜犪犫犾犲1 犘犲犱犻犵狉犲犲狊狅狉狅狉犻犵犻狀狊狅犳51犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊犻狀狋犺犻狊狊狋狌犱狔
编号
Code
自交系
Inbredlines
系谱来源
Sourcesofpedigree
编号
Code
自交系
Inbredlines
系谱来源
Sourcesofpedigree
1 黄早四Huangzao4四平头杂株DerivedfromSipingtoupolination 27 R802 引自法国FromFrance
2 齐319Qi319 美国P78599杂交种RecycledfromhybridP78599 28 TS164 引自临洮FromLintao
3 丹340Dan340 旅9/有稃玉米Lv9/Podcorn 29 TS163 引自临洮FromLintao
4 掖478Ye478 沈5003/U8112Shen5003/U8112 30 B68 BSSS
5 B73 BSSSC5 31 综3Zong3 综合种Colectivespecies
6 Mo17 C103/CI1872 32 T58 引自临洮FromLintao
7 R802A 引自法国FromFrance 33 DM 引自德国FromGermany
8 自330Zi330 可利/Oh43Keli/Oh43 34 K12 黄早四/潍春 Huangzao4/Weichun
9 黄CHuangC (黄小162/自330/02)/墨白(Huangxiao162/Zi330/02)/Mobai 35 017432 不详 Unavailable
10 Pa91 (Wf9/Oh40B)/(3811/L317) 36 W64A O2O2BC3
11 H105W 3316/A6323 37 CV 引自德国FromGermany
12 郑22Zheng22 丹340/E28Dan340/E28 38 Va26 Oh43/K55
13 TS109 引自临洮FromLintao 39 Mo12 兰卡斯特种质Lancastergermplasm
14 AR234 引自美国FromAmerica 40 TS66 引自临洮FromLintao
15 CM BSSS衍生系DerivedfromBSSS 41 K22 掖478衍生系DerivedfromYe478
16 B37 BSSS 42 Va35 (C103/T8)/T8
17 Mo22 兰卡斯特种质Lancastergermplasm 43 TS110 引自临洮FromLintao
18 WN11 342/社124342/She124 44 B64 BSSS
19 A654 A116/Wf9 45 N192 引自德国FromGermany
20 DV 引自德国FromGermany 46 Va352 (C103/T8)/T8
21 Va102 Va59/Va60 47 502优502You 340/黄早四340/Huangzao4
22 178 先锋78599Xianfeng78599 48 H84 (B37/GE440)/Ht
23 TS165 引自临洮FromLintao 49 K805 不详 Unavailable
24 ND246 引自美国FromAmerica 50 TS161 引自临洮FromLintao
25 吉853Ji853 (黄早四/自330)/黄早四(Huangzao4/Zi330)/Huangzao4 51 W182BW WD/W22
26 430 引自武威FromWuwei
1.2 方法
试验于2013年4月采用盆栽法在甘肃农业大学日光温室进行。将蛭石分层装入尼龙网封底的PVC管(高
40cm,直径15cm)中,然后选取饱满一致的自交系种子30粒播于蛭石上,再分别盖3,15和20cm蛭石使管内
蛭石高度达40cm,每一处理3次重复,播种前统一配土、装钵、浇水。在室内条件下萌发10d后统计出苗率(出
苗数与播种数的百分数),每一处理选取整体一致的幼苗6株测定其胚芽鞘长(从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的长
度)、中胚轴长(种子到胚芽鞘节之间的长度)、中胚轴与胚芽鞘之和(种子到胚芽鞘顶端的长度)、根长(最长根的
长度)、苗长(中胚轴和胚芽鞘接合点以上部分的长度)。借鉴郝德荣等[21]方法,利用隶属函数法对51份玉米自
交系进行耐深播性综合评价,其公式为:
57第25卷第7期 草业学报2016年
犝犻犼=(犡犻犼-犡犼min)/(犡犼max-犡犼min) (1)
犝犻犼=1-(犡犻犼-犡犼min)/(犡犼max-犡犼min) (2)
式中,犝犻犼表示犻材料犼指标的耐深播隶属值;犡犻犼表示犻材料犼指标的测定值;犡犼min表示所有材料犼指标的最小值;
犡犼max表示所有材料犼指标的最大值。若所测指标与材料的耐深播性呈正相关,则采用(1)式计算隶属值,反之则
用(2)式。累加各指标的具体隶属值,并求出平均值后进行比较,平均值越大,自交系的耐深播性越强。
1.3 SSR标记分析
采用CTAB法提取玉米基因组DNA[22],用1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA质量,用德国IMPLEN微量分光
光度仪检测DNA浓度。PCR反应在BiometraT1PCR仪上进行,采用10μL反应体系,包括2×TaqPCR
MasterMix(Tiangen公司)5.0μL,1mmol/L正、反SSR引物各0.3μL,ddH2O3.7μL,50ng/μLDNA0.7
μL。PCR反应程序为:95℃预变性5min,1个循环;94℃变性30s,50~59℃退火30s,72℃延伸30s,共36
个循环;最后72℃延伸10min,4℃结束并保存。PCR扩增产物用8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分析。
1.4 数据统计分析
试验数据使用统计软件SPSS16.0的相关程序进行各性状的方差分析、相关分析和描述统计。SSR扩增产
物以0、1统计建立数据库,在相同迁移率位置上,有带记为“1”,无带记为“0”,缺失记为“2”。以简单配对参数
(simplematchingcoefficient)估计基因频率;以NTSYSpc2.1计算遗传相似系数(geneticsimilarity,GS),按非
加权配对法(UPGMA)和SHAN程序聚类分析;SSR位点的多态性信息量按犘犐犆=1-∑犘犻2 计算,式中,犘犻 表
示犻位点的基因频率。
2 结果与分析
2.1 玉米自交系对不同播种深度的响应
51份自交系分别在3,15和20cm播深下播种,而后对其出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之
和、苗长及根长6个性状进行测量。由表2可知,随着播深增加,各自交系的中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽
鞘之和大体呈增加趋势,而出苗率呈降低趋势,苗长及根长呈现出先下降后增加的趋势,这些性状在各自交系间
变化幅度不同。在3cm 播深条件下,各自交系6个性状平均分别为87.1%,1.1cm,2.1cm,3.2cm,18.4cm,
24.4cm;在15cm播深下,各自交系6个性状平均分别为31.2%,3.9cm,3.8cm,7.7cm,11.0cm和18.6cm;
在20cm播深下,6个性状的平均值分别为16.9%,4.1cm,4.5cm,8.7cm,14.8cm和21.1cm。这些数据表
明,播深明显影响玉米的表型性状,并且在15和20cm播深条件下的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽
鞘之和、苗长及根长能为玉米耐深播种质提供有效的筛选。就出苗率而言,大部分玉米自交系的出苗率都随播深
增加而降低,W64A、N192、A654、DM和Va352在15和20cm两种深度下出苗率都较高,且随播深的增加其出
苗率下降幅度仅在25.0%~37.5%之间,说明播深对这些自交系的出苗率影响较小。另外,增加播种深度可以
促进中胚轴伸长,但伸长的幅度在各自交系间不同。就胚芽鞘长而言,大部分玉米自交系的胚芽鞘长有所增加,
并且自交系B64的胚芽鞘长增加最多为2.7cm。另外,在3cm播深条件下各自交系的苗长和根长较长,随着播
深的增加到15cm条件下苗长和根长下降,而播深增加到20cm条件下,苗长和根长又开始增加,各自交系在20
cm播深下的苗长是15cm播深下苗长的0.6~2.3倍,并且在15和20cm两种播种深度下,出苗率高的自交系
其苗长也较长。
2.2 不同播深处理下玉米自交系相关性状的差异分析
如表3所示,不同播种深度下,玉米自交系幼苗相关性状的方差分析结果显示,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、
中胚轴与胚芽鞘之和、苗长及根长6个性状在自交系间达到极显著差异水平,说明这些性状受自交系本身遗传特
性的控制,因此在耐深播鉴定时对出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长等性状选择是有
效的。出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长与播深的差异达到极显著水平(犘<0.01),而根
长与播深的差异达到显著水平(犘<0.05),说明播深极显著影响自交系的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与
胚芽鞘之和、苗长,显著影响根长,并且这些性状随着播种深度的增加其变化增大。另外,出苗率、中胚轴长、胚芽
67 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
表2 51份玉米自交系在不同播种深度下的性状
犜犪犫犾犲2 犜犺犲狊犲犲犱犾犻狀犵狋狉犪犻狋狊狅犳51犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵犱犲狆狋犺狊
编号
Code
自交系
Inbred
lines
深度
Depth
(cm)
RAT
(%)
MES
(cm)
COL
(cm)
MES+COL
(cm)
SDL
(cm)
RL
(cm)
编号
Code
自交系
Inbred
lines
深度
Depth
(cm)
RAT
(%)
MES
(cm)
COL
(cm)
MES+COL
(cm)
SDL
(cm)
RL
(cm)
1 黄早四 3 100 0.4 1.7 2.1 16.4 24.7 27 R802 3 70 1.3 2.1 3.4 18.2 26.7
Huangzao4 15 0 3.8 3.7 7.5 11.7 11.3 15 30 4.2 3.8 8.0 10.5 14.3
20 0 4.0 4.8 8.8 14.3 16.4 20 30 3.7 5.6 9.3 19.9 27.9
2 齐319 3 100 0.9 2.6 3.4 13.5 24.3 28 TS164 3 100 1.5 6.0 7.5 20.4 18.0
Qi319 15 40 5.8 8.5 14.3 9.2 15.9 15 20 3.5 3.2 6.7 9.2 14.5
20 0 3.1 3.3 6.4 9.7 16.2 20 50 3.9 4.5 8.4 12.2 22.9
3 丹340 3 90 0.7 2.1 2.8 17.9 18.4 29 TS163 3 100 1.2 2.3 3.5 20.1 24.3
Dan340 15 0 2.3 3.6 5.9 9.6 16.1 15 10 1.9 3.5 5.4 9.1 13.3
20 10 4.2 4.1 8.3 14.7 15.3 20 0 2.1 3.8 5.9 6.2 11.7
4 掖478 3 60 1.1 2.2 3.4 16.8 30.0 30 B68 3 80 1.5 2.3 3.8 16.9 24.2
Ye478 15 40 3.1 3.6 6.7 11.8 25.4 15 30 2.3 3.4 5.7 11.0 13.5
20 0 3.0 3.9 6.9 11.9 20.8 20 0 3.4 3.7 7.1 10.9 15.2
5 B73 3 100 0.9 1.7 2.6 19.4 23.7 31 综3 3 100 1.6 1.7 3.3 17.2 20.5
15 70 6.1 3.6 9.7 11.1 22.7 Zong3 15 10 4.5 3.3 7.8 9.9 18.1
20 30 5.4 5.1 10.5 12.9 15.4 20 0 2.9 3.1 6.0 13.9 27.2
6 Mo17 3 90 1.3 2.3 3.6 18.2 23.5 32 T58 3 90 1.1 1.8 2.9 16.5 19.9
15 60 7.2 6.1 13.4 9.7 20.1 15 10 4.0 2.8 6.8 9.5 14.2
20 10 7.8 4.2 12.0 10.1 21.2 20 60 7.4 4.6 12.0 21.2 22.1
7 R802A 3 100 0.7 2.3 3.0 19.5 25.4 33 DM 3 100 2.3 2.5 4.9 20.4 29.6
15 0 4.5 3.7 8.2 9.0 16.8 15 90 4.6 5.0 9.6 12.7 27.4
20 0 4.7 4.7 9.4 10.0 19.0 20 60 4.9 6.0 10.9 19.6 26.9
8 自330 3 80 1.2 1.6 2.8 15.7 19.5 34 K12 3 100 0.7 1.5 2.2 11.6 23.2
Zi330 15 0 3.8 2.6 6.4 7.8 11.1 15 0 2.2 3.7 5.9 11.4 15.1
20 0 3.8 3.3 7.1 12.8 15.5 20 0 2.9 3.7 6.6 10.9 19.3
9 黄C 3 70 0.9 2.0 2.9 17.2 31.1 35 017432 3 70 0.6 1.1 1.7 14.9 15.8
HuangC 15 50 3.8 3.7 7.5 11.6 18.3 15 30 4.9 4.0 8.9 10.0 17.2
20 30 4.5 5.2 9.7 18.4 25.5 20 10 4.9 4.3 9.2 12.3 19.1
10 Pa91 3 100 1.1 2.8 4.0 21.7 27.7 36 W64A 3 100 2.1 2.1 4.2 18.4 24.8
15 50 4.1 4.8 8.9 12.5 23.9 15 80 7.0 4.0 11.0 11.4 23.1
20 10 4.3 5.1 9.4 14.9 22.4 20 60 7.4 4.8 12.2 9.0 21.2
11 H105W 3 90 0.8 2.6 3.4 20.0 30.8 37 CV 3 60 0.7 1.2 2.3 14.7 17.8
15 20 2.8 3.8 6.6 9.8 17.1 15 10 4.5 3.1 7.6 8.9 13.0
20 10 5.6 4.7 10.3 14.5 22.6 20 0 4.8 3.3 8.1 9.7 11.7
12 郑22 3 100 1.4 1.6 3.0 21.3 18.6 38 Va26 3 70 1.0 1.6 2.6 14.3 18.7
Zheng22 15 60 5.2 5.1 10.3 12.5 13.0 15 10 4.3 3.2 7.5 8.6 11.5
20 10 5.2 5.4 10.6 14.7 16.9 20 0 4.7 2.8 7.5 11.4 13.2
13 TS109 3 100 1.0 2.2 3.2 22.9 26.9 39 Mo12 3 60 0.5 1.6 2.1 19.1 21.5
15 70 5.5 3.9 9.4 15.1 23.7 15 0 3.3 3.1 6.4 8.8 23.8
20 20 4.3 5.2 9.5 17.8 27.4 20 0 2.9 3.9 6.8 12.1 17.8
77第25卷第7期 草业学报2016年
续表2 Continued
编号
Code
自交系
Inbred
lines
深度
Depth
(cm)
RAT
(%)
MES
(cm)
COL
(cm)
MES+COL
(cm)
SDL
(cm)
RL
(cm)
编号
Code
自交系
Inbred
lines
深度
Depth
(cm)
RAT
(%)
MES
(cm)
COL
(cm)
MES+COL
(cm)
SDL
(cm)
RL
(cm)
14 AR234 3 80 0.7 1.6 2.3 19.8 27.9 40 TS66 3 80 0.7 2.0 2.7 20.2 29.8
15 0 2.2 3.2 5.4 11.0 17.1 15 30 4.0 3.6 7.6 12.2 23.2
20 0 2.2 4.1 6.3 13.9 16.9 20 30 4.2 4.6 8.8 19.5 21.1
15 CM 3 100 1.0 2.1 3.1 21.1 23.2 41 K22 3 90 1.0 2.2 3.3 18.0 31.3
15 10 2.4 3.3 5.7 12.1 12.3 15 0 2.3 2.9 5.2 8.6 14.1
20 30 3.2 4.7 7.9 18.2 25.4 20 20 4.3 4.9 9.2 18.0 26.4
16 B37 3 100 1.2 2.1 3.3 25.4 29.6 42 Va35 3 80 0.8 2.0 2.8 20.7 31.0
15 30 2.7 4.0 6.7 12.2 22.4 15 50 3.6 4.2 7.8 15.2 30.9
20 40 4.1 4.8 8.9 18.1 21.1 20 30 4.1 4.9 9.0 19.8 33.5
17 Mo22 3 80 1.1 1.6 2.7 19.7 30.5 43 TS110 3 80 0.4 2.3 2.7 19.8 23.5
15 20 3.1 4.1 7.2 9.8 21.5 15 20 4.4 5.2 9.6 12.2 18.8
20 0 3.6 4.1 7.7 5.9 23.3 20 20 2.6 6.6 9.2 17.1 22.9
18 WN11 3 100 1.7 2.1 3.8 19.9 26.4 44 B64 3 90 1.4 2.0 3.4 20.6 23.6
15 40 3.2 4.3 7.5 13.6 21.9 15 60 3.4 4.3 7.7 12.5 18.1
20 10 3.8 5.0 8.8 13.6 17.2 20 30 4.2 7.0 11.2 17.8 27.2
19 A654 3 100 2.0 2.6 4.6 22.1 31.2 45 N192 3 90 1.5 2.0 3.4 16.6 24.4
15 80 4.8 3.1 7.9 10.9 24.1 15 100 4.2 4.9 9.1 20.4 28.9
20 50 5.3 4.4 9.7 23.0 33.6 20 70 6.8 5.1 11.9 21.6 25.1
20 DV 3 60 0.5 1.6 2.1 15.9 20.4 46 Va352 3 100 1.2 1.8 3.0 17.3 25.6
15 20 5.4 3.0 8.4 6.8 12.2 15 80 3.7 3.9 7.6 13.0 29.0
20 0 5.5 4.1 9.6 15.8 15.9 20 50 3.7 4.1 7.8 20.8 29.5
21 Va102 3 90 1.2 2.8 4.0 19.5 25.5 47 502优
502You
3 90 0.5 1.6 2.1 16.0 28.6
15 20 2.7 3.9 6.6 11.7 16.4 15 60 5.0 4.5 9.5 12.2 24.1
20 0 3.2 4.5 7.7 19.5 27.0 20 10 5.4 5.8 11.2 17.4 27.8
22 178 3 100 0.8 1.8 2.6 13.0 13.5 48 H84 3 90 1.2 2.3 3.5 20.9 25.9
15 10 2.7 2.7 5.4 11.4 20.3 15 10 2.9 4.0 6.9 9.7 13.6
20 0 1.6 3.9 5.5 11.9 17.9 20 0 3.0 4.6 7.6 11.8 20.6
23 TS165 3 70 0.9 1.2 2.0 17.5 19.1 49 K805 3 30 1.3 2.2 3.5 16.0 24.4
15 0 3.1 3.4 6.5 8.2 18.5 15 0 3.7 3.1 6.8 9.5 19.6
20 0 2.5 4.4 6.9 7.6 14.6 20 0 3.1 4.2 7.3 15.9 20.7
24 ND246 3 100 1.4 1.6 3.0 15.8 19.2 50 TS161 3 80 1.4 2.4 3.8 21.9 25.3
15 0 3.4 4.2 7.6 10.2 13.0 15 30 3.8 4.1 7.9 11.7 20.9
20 0 3.6 5.1 8.7 16.9 18.0 20 0 3.8 4.6 8.4 17.1 22.9
25 吉853 3 90 1.0 2.0 3.0 19.6 27.5 51 W182BW 3 90 1.3 2.1 3.4 16.6 24.1
Ji853 15 10 2.3 2.9 5.2 10.5 9.7 15 50 3.9 3.2 7.1 10.4 18.9
20 10 2.3 4.1 6.4 12.9 13.1 20 30 3.5 4.5 8.0 18.2 22.1
26 430 3 100 1.6 2.3 4.0 21.2 25.8
15 70 4.5 3.4 7.9 13.3 24.7
20 30 5.9 4.3 10.2 18.4 23.7
RAT:出苗率Seedingemergencerate;MES:中胚轴长 Mesocotyllength;COL:胚芽鞘长Coleoptilelength;MES+COL:中胚轴和胚芽鞘之和
Mesocotylandcoleoptiletotallength;SDL:苗长Seedinglength;RL:根长Rootlength.下同Thesamebelow.
87 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长在自交系与播深互作间的差异也达到极显著水平,而根长在自交系与播深互作
间的差异没有达到显著水平,说明不同性状对播深的响应程度不同,相对于其他5个性状,根长对播深的响应较
差。
表3 不同播深处理下玉米自交系幼苗性状的方差分析
犜犪犫犾犲3 犞犪狉犻犪狀犮犲犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狊犲犲犱犾犻狀犵狋狉犪犻狋狊犳狅狉犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵犱犲狆狋犺狊
变异来源 Variancesource RAT MES COL MES+COL SDL RL
玉米自交系 Maizeinbredlines 8.914 1.425 8.241 4.408 552.197 9.890
播深Sowingdepths 1.127 203.671 92.028 383.398 11.716 1.545
自交系×播深Inbredlines×Sowingdepths 3.573 72.275 57.552 174.838 5.503 1.158
注:测定值间标有为5%水平差异显著,测定值间标有为1%水平差异显著。下同。
Note:Valuesfolowedbyoraresignificantlydifferentat5%or1%level.Thesamebelow.
2.3 不同播深处理下各性状的相关分析
不同播深条件下,中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长等性状与出苗率的相关分析表明(表
4),在3cm播深条件下的出苗率与中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和、苗长3个表型性状呈显著正相关;而在15和
20cm播深下,出苗率与中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长都极显著正相关,说明在这两种播
深处理下,中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长及根长在玉米幼苗出土方面发挥着重要作用,它们共
同作用将玉米幼苗送出地表。同时,由表4可以看出,播深与出苗率、苗长和根长呈极显著负相关,而与中胚轴
长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和呈极显著正相关,说明播深影响玉米自交系的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中
胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长等性状。
表4 不同播深处理下玉米自交系幼苗性状的相关分析
犜犪犫犾犲4 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲狊犲犲犱犾犻狀犵狋狉犪犻狋狊犳狅狉犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵犱犲狆狋犺狊
项目Item RAT MES COL MES+COL SDL RL
3cmRAT 1.000 0.306 0.262 0.324 0.288 0.068
15cmRAT 1.000 0.560 0.405 0.576 0.654 0.236
20cmRAT 1.000 0.524 0.433 0.609 0.588 0.535
播深Sowingdepths -0.808 0.771 0.784 0.834 -0.468 -0.322
注:测定值间标有为5%水平相关性显著,测定值间标有为1%水平相关性显著。
Note:Valuesfolowedbyoraresignificantlydifferentcorrelationat5%or1%level.
2.4 玉米自交系耐深播性综合评价
作物的深播特性遗传基础复杂,并且易受环境影响,这给作物的耐深播性研究带来了诸多困难,而准确地筛
选耐深播鉴定指标及科学地评价种质的耐深播特性具有重要意义。本研究分别在3,15和20cm播深条件下,利
用出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长以及根长6个性状作为耐深播性鉴定指标,结合隶属
函数法进行玉米自交系的耐深播性的综合评价。根据隶属值的大小将51份自交系划分为强耐深播类型(隶属值
>0.55),中等耐深播类型(隶属值=0.45~0.55)和弱耐深播类型(隶属值<0.45)。51份玉米自交系耐深播性
综合评价结果表明(表5),N192、W64A、DM、Mo17、A654、502优等6份自交系的耐深播性在0.57~0.75之间,
平均0.63,变异系数为11.0%,属于耐深播类型。自交系B73、黄C、Pa91、TS109、T58、郑22、430、Va35、Va35
2、TS110、B64等11份材料的耐深播性在0.46~0.55之间,平均0.50,变异系数为7.1%,属于中等耐深播类型。
其余34份自交系的耐深播性在0.08~0.44之间,平均0.28,变异系数为32.9%,属于弱耐深播类型。
97第25卷第7期 草业学报2016年
2.5 玉米自交系耐深播性遗传多样性分析
为了探讨耐深播种质类群,选择均匀分布于玉
米10条染色体上的扩增条带清晰稳定、多态性丰富
的70对SSR标记,对51份玉米自交系进行遗传多
样性分析。所得结果如下(表6),70对SSR引物在
51份自交系间共检测到222个等位基因,每对引物
检测到2~6个,平均3.17个。每对引物的多态性
信息量(PIC)变化范围为0.265~0.801,平均
0.579,其中引物phi114的PIC最小为0.265,引物
umc1196的PIC最大为0.801。51份自交系间的
遗传相似系数变化范围为0.491~0.946,其中自
330与TS66的遗传相似系数最小为0.491,R802A
与R802遗传相似系数最大为0.946,说明自330与
TS66的亲缘关系最远,而R802A与R802的亲缘
关系最近。然后,我们利用UPGMA聚类分析法将
51份自交系划分为Ⅰ和Ⅱ 两大优势群,共6个亚群
(图1)。Ⅰ群包括A、B、C3个亚群,占供试材料的
52.9%,Ⅱ群包括D、E、F3个亚群,占供试材料的
47.1%。A亚群共10份自交系,包括黄早四、430、
K12、502 优、K805、R802A、R802、W182BW、
W64A、N192属于四平头亚群(SPT);B亚群包括齐
319、178、T58是PB亚群,共3份自交系;C亚群为
兰卡斯特亚群(Lan)共14份材料,包括 Mo17、
Va26、自330、017432、黄 C、ND246、Pa91、Mo22、
Mo12、DV、A654、AR234、TS109、H105W;D亚群
含有丹340、DM、吉853、WN11、综3、Va35、Va352
等7份自交系,属于旅大红骨亚群(LRC);E亚群是
Reid亚群,共8份材料;F亚群是PA亚群共9份材
料。
随后,分别计算了在15和20cm播深条件下每
个亚群6个表型性状(出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、
中胚轴与胚芽鞘之和、苗长和根长)的平均值(表
表5 51份玉米自交系耐深播性综合评价
犜犪犫犾犲5 犆狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犱犲犲狆狊狅狑犻狀犵
狋狅犾犲狉犪狀狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳51犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊
类型
Type
自交系
Inbred
lines
隶属值
Themember
shipvalue
类型
Type
自交系
Inbred
lines
隶属值
Themember
shipvalue
高
High
Mo17 0.58 高
High
A654 0.59
W64A 0.62 N192 0.75
DM 0.67 502You 0.57
中
Medium
B73 0.50 中
Medium
HuangC 0.46
郑22Zheng22 0.47 TS109 0.55
T58 0.47 Va35 0.55
B64 0.53 Va352 0.53
Pa91 0.46 430 0.52
TS110 0.48
低
Low
黄早4Huangzao40.27 低
Low
Qi319 0.38
掖478Ye478 0.29 R802A 0.30
H105W 0.35 AR234 0.17
B37 0.41 Mo22 0.26
DV 0.31 Va102 0.32
TS165 0.17 ND246 0.29
R802 0.44 TS164 0.33
B68 0.19 Zong3 0.26
017432 0.37 CV 0.21
Mo12 0.22 TS66 0.43
H84 0.24 K805 0.26
丹340Dan340 0.23 Zi330 0.16
CM 0.31 WN11 0.37
178 0.17 Ji853 0.14
TS163 0.08 K12 0.18
Va26 0.19 K22 0.30
TS161 0.37 W182BW 0.38
7)。结果表明,在这两种播种深度下,SPT、Lan和LRC亚群的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之
和、在两种播深下的平均耐深播性分别为0.43,0.34,0.35,0.39,0.34,0.33,说明6个亚群间的耐深播性不同,
SPT的耐深播性最强,LRC的次之,Lan的中间,PA的最小。6个亚群内各自交系耐深播性的变异系数分别为
42.7%,45.3%,42.8%,49.7%,38.7%和41.0%,说明亚群内各自交系的耐深播性差异较大。在SPT亚群内
含有3份强耐深播系和1份中等耐深播系,Lan亚群内含有2份强耐深播系和3份中等耐深播系,LRC亚群内含
有1份强耐深播系和2份中等耐深播系,而PB、Reid和PA亚群内只含有1,2和2份中等耐深播系,6个亚群内
强或中等耐深播系各占供试自交系的7.8%,9.8%,5.9%,2.0%,3.9%和3.9%,说明SPT、Lan和LRC3个亚
群在两种播种深度下,其出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长都表现良好,耐深播性较
强,含有较多强或中等耐深播系,是重要的耐深播种质类群。
08 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
表6 70对犛犛犚引物在51份玉米自交系中检测到的等位基因数及多态性信息量
犜犪犫犾犲6 犃犾犲犾犲狀狌犿犫犲狉狊犪狀犱犘犐犆狏犪犾狌犲狊犳狅狉70犛犛犚狆狉犻犿犲狉狊犳狅狌狀犱犻狀51犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊
编号
Code
分子标记
Marker
位置
Bin
重复序列
Repeat
sequence
等位基因数
Numbers
ofalele
PIC 编号
Code
分子标记
Marker
位置
Bin
重复序列
Repeat
sequence
等位基因数
Numbers
ofalele
PIC
1 phi056 1.01 CCG 4 0.746 36 umc1143 6.00 AAAAT 3 0.569
2 phi339017 1.03 AGG 3 0.347 37 phi423796 6.01 AGATG 3 0.564
3 phi109275 1.03 AGCT 4 0.720 38 phi078 6.05 AAAG 2 0.468
4 umc1124 1.05 TCCC 3 0.518 39 phi123 6.07 AAAG 3 0.537
5 umc1122 1.06 (CGT)7 4 0.719 40 phi089 6.08 ATGC 2 0.431
6 phi011 1.09 AGC 3 0.652 41 umc1545 7.00 (AAGA)4 3 0.606
7 phi308707 1.10 AGC 3 0.660 42 phi057 7.01 GCC 2 0.491
8 phi227562 1.11 ACC 3 0.657 43 phi112 7.01 AG 2 0.291
9 phi064 1.11 ATCC 4 0.719 44 phi034 7.02 CCT 2 0.498
10 phi96100 2.01 ACCT 5 0.714 45 phi114 7.03 GCCT 2 0.265
11 umc1555 2.03 (TTCA)7 3 0.534 46 phi328175 7.04 AGG 4 0.671
12 phi083 2.04 AGCT 3 0.567 47 phi116 7.06 ACTG/ACG 3 0.651
13 nc133 2.05 GTGTC 2 0.338 48 phi420701 8.00 CCG 3 0.516
14 phi127 2.08 AGAC 4 0.727 49 phi115 8.03 AT/ATAC 2 0.500
15 phi049 3.01 ACT 2 0.506 50 phi121 8.03 CCG 2 0.477
16 phi374118 3.02 ACC 3 0.657 51 phi014 8.04 GGC 2 0.315
17 phi029 3.04 AG/AGCG 4 0.703 52 umc1161 8.06 (GCTGGG)5 4 0.694
18 phi053 3.05 ATAC 5 0.762 53 phi015 8.08 AAAC 4 0.715
19 phi073 3.05 AGC 2 0.376 54 phi080 8.08 AGGAG 5 0.744
20 phi102228 3.06 AAGC 3 0.481 55 phi233376 8.09 CCG 5 0.742
21 umc1399 3.07 (CTAG)5 5 0.638 56 umc1279 9.00 (CCT)6 2 0.500
22 phi046 3.08 ACGC 2 0.444 57 phi027 9.03 GCGCT 3 0.477
23 phi047 3.09 ATC 3 0.426 58 phi065 9.03 CACTT 4 0.697
24 phi072 4.00~4.01 AAAC 4 0.712 59 phi108411 9.05 AGCT 3 0.560
25 phi079 4.05 AGATG 5 0.562 60 phi44880 9.06~9.07 AAG 3 0.611
26 phi006 4.11 CCT 4 0.721 61 umc1277 9.07~9.08 (AATA)5 3 0.498
27 phi076 4.11 AGCGGG 3 0.627 62 phi041 10.00 AGCC 4 0.652
28 nc130 5.00 AGC 2 0.477 63 phi063 10.02 TATC 4 0.669
29 phi024 5.01 CCT 3 0.581 64 umc1152 10.02 (ATAG)6 4 0.715
30 phi113 5.03~5.04 GTCT 3 0.595 65 phi059 10.02 ACC 3 0.629
31 phi109188 5.03 AAAG 2 0.431 66 phi050 10.03 AAGC 3 0.567
32 phi331888 5.04 AAG 2 0.477 67 phi084 10.04 GAA 3 0.652
33 phi087 5.06 ACC 3 0.602 68 phi062 10.04 ACG 2 0.477
34 phi085 5.07 AACGC 3 0.664 69 umc1061 10.06 (TCG)6 3 0.602
35 umc1153 5.09 (TCA)4 3 0.612 70 umc1196 10.07 CACACG 6 0.801
PIC:遗传多样性指数Polymorphisminformationcontentvalue.
为不确定碱基。isuncertainbase.
18第25卷第7期 草业学报2016年
图1 51份玉米自交系犛犛犚聚类分析
犉犻犵.1 犇犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳51犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊犮犾狌狊狋犲狉犲犱犫狔犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
1~51代表材料编号。1~51ismaterialnumber.
表7 51份玉米自交系犝犘犌犕犃聚类结果
犜犪犫犾犲7 犆犾狌狊狋犲狉狉犲狊狌犾狋狊狌狊犻狀犵犝犘犌犕犃犫犪狊犲犱狅狀70犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊犪犿狅狀犵51犿犪犻狕犲犻狀犫狉犲犱犾犻狀犲狊
优势群
Heteroticgroup
亚群
Subgroup
自交系数量
Numbers
深度
Depth(cm)
RAT
(%)
MES
(cm)
COL
(cm)
MES+COL
(cm)
SDL
(cm)
RL
(cm)
Ⅰ
A(SPT) 10 15 39.0 4.3 3.8 8.1 12.0 19.7
20 23.0 4.7 4.8 9.5 15.6 22.3
B(PB) 3 15 20.0 4.2 4.7 8.8 10.0 16.8
20 20.0 4.0 3.9 8.0 14.3 18.7
C(Lan) 14 15 29.3 4.2 3.8 8.0 10.2 18.2
20 10.0 4.5 4.3 8.8 14.3 20.9
Ⅱ
D(LRC) 7 15 40.0 3.5 3.9 7.3 12.1 21.9
20 24.3 3.7 4.5 8.2 16.5 23.2
E(Reid) 8 15 27.5 3.3 3.6 6.9 10.8 16.2
20 18.8 4.1 4.8 8.8 14.7 20.4
F(PA) 9 15 25.6 3.5 4.0 7.5 11.0 18.2
20 12.2 3.4 4.7 8.3 14.0 20.1
注:SPT表示四平头亚群;PB表示PB亚群;Lan表示兰卡斯特亚群;LRC表示旅大红骨亚群;Reid表示Reid亚群;PA表示PA亚群。
Note:SPTisSipingtouSubgroup;PBisPBSubgroup;LanisLancasterSubgroup;LRCisLvdaRedCobSubgrougp;ReidisReidSubgroup;
PAisPASubgroup.
28 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
3 讨论
3.1 深播条件下玉米幼苗的变化
作物深播时由于土壤阻力增大,空气减少,往往表现为营养物质消耗加剧,出苗时间延长,出苗率降低,幼苗
活力减弱。王柳英和纪亚君[23]报道播种深度与牧草种子萌发过程中营养物质消耗量显著正相关。Sanusan
等[24]报道深播与幼苗干物质积累存在一定的差异。岳丽杰等[25]报道在播种深度为3,6和9cm条件下,随播种
深度的增加,玉米的出苗率逐渐降低,出苗时间逐渐延迟,苗长、中胚轴长、苗干重、中胚轴干重逐渐增加,主根长、
根冠比、幼苗整体度逐渐减小。彭云玲等[18]报道在10和15cm播种深度条件下,随播种深度的增加,玉米自交
系的根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和呈增加趋势,出苗率、苗长、根数呈下降趋势。为了进一步研
究玉米种质的耐深播性,本研究增加了播种深度,在播深3(作为对照深度),15和20cm条件下进行耐深播性研
究,得到了相似的研究结果。随着播种深度的增加,玉米自交系中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和大体呈
增加趋势,而出苗率呈下降趋势,苗长及根长呈现出先下降后增加的趋势,幼苗变弱且活力降低。另外,研究中我
们发现,在出苗的过程中有些玉米自交系中胚轴弯曲,其幼苗顶土能力较弱、出苗率较低,比如自交系R802A、
AR234、ND246等在15和20cm播深下的出苗率都为0.0%;而有些玉米自交系的中胚轴直立,其幼苗顶土能力
较强,出苗率较高,如自交系 W64A、DM、A654在15和20cm播深下的出苗率分别为80.0%和80.0%,90.0%
和60.0%,60.0%和50.0%。除此之外,目前对深播条件下作物体内内源激素、生理生化特性变化的研究较
少[2628],更不清楚其在作物耐深播过程中的作用机理,因此笔者课题组正对播深与激素、生理生化特性的关系进
行试验研究,以便揭示其在作物耐深播过程中的作用机理。
3.2 玉米耐深播性综合评价
作物的耐深播性是受多种因素综合作用的一个非常复杂的遗传性状,而表型性状是作物内部生理结构变化
的最直接体现,能客观、直接的反应作物的耐深播能力。Yu和Bai[29]报道胚芽鞘与作物的耐深播性显著相关,可
以作为作物耐深播鉴定的重要指标。Amita等[30]指出小麦胚芽鞘长度是决定幼苗出土的重要动力。Troyer[31]
报道随着播深的增加,中胚轴长度逐渐增加。岳丽杰等[25]报道出苗率与中胚轴长关联度最大。彭云玲等[18]研
究表明玉米的出苗率与中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长、根数显著或极显著相关。吴海燕
等[17]报道玉米的出苗率、苗长、中胚轴长、胚芽鞘长与播深显著相关。潘前颖等[32]还比较了小麦与玉米的胚芽
鞘、中胚轴在幼苗出土中的作用。本研究结果表明,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长及根
长在自交系间差异显著;在3,15和20cm播深条件下,除了3cm播深条件下的出苗率与胚芽鞘长和根长的正相
关性没有达到显著以外,其他情况下出苗率与性状间都呈显著和极显著正相关,并且播深与出苗率、苗长、根长呈
极显著负相关,与中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和极显著正相关。因此这6个性状同时适合于15和
20cm播深下玉米耐深播性的鉴定。
对作物种质的耐深播性评价,学者已经提出了一些方法。张磊等[16]在15cm播深下,利用根茎长对玉米自
交系进行了评价,将46份自交系划分为强中弱3种类型。张晓龙等[33]在小麦上利用供试材料的平均地中茎长,
做Duncan多重比较,将供试材料的耐深播性划分为3个等级。彭云玲等[18]在15cm播深下,利用出苗率、中胚
轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长、根数等7个性状对45份自交系进行聚类分析,评价了各材料
的耐深播性。虽然利用这些方法也能评价作物的耐深播特性,但是这些方法只注重了个别指标,或模糊的将材料
聚成不同类型。本研究提出了一种耐深播性评价新方法,即根据出苗率、胚芽鞘长、中胚轴长、中胚轴与胚芽鞘之
和、苗长、根长等耐深播鉴定指标,利用隶属函数法,分别计算出材料在15和20cm两种播深下的隶属值,然后取
其平均值作为材料的耐深播性大小。此方法不仅能综合多种环境、多个耐深播相关性状,把耐深播性这一复杂性
状进行数理统计上的定量表达,明确每一材料的耐深播性大小,而且大大地降低了环境对试验结果的影响,减少
了试验误差,因此利用此方法更能客观、科学地评价玉米的耐深播性。
3.3 玉米耐深播种质类群挖掘及改良
挖掘耐深播种质类群对玉米耐深播育种及耐深播种质筛选与改良具有重要意义。本研究以6个国内玉米杂
38第25卷第7期 草业学报2016年
种优势群的标准测验种:黄早四(四平头群)、Mo17(兰卡斯特群)、丹340(旅大红骨群)、齐319(PB)、B73(瑞德
群)、掖478(PA)为参照,利用70对SSR标记对51份供试材料的遗传多样性进行研究,结果表明51份自交系可
以划分为两大优势群或6个亚群。分群结果与自交系的系谱基本吻合,说明此分群结果是科学、准确的。在此基
础上,笔者结合不同播深下供试材料各性状的表现及耐深播综合评价结果表明,四平头(SPT)、兰卡斯特(Lan)和
旅大红骨(LRC)亚群是重要的耐深播种质类群,群内含有较多的强或中等耐深播系,其耐深播性较强,出苗率、中
胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长表现良好。根据杂种优势的原理,可以利用强耐深播系
N192、W64A、502优(属SPT),Mo17、A654(属Lan),DM(属LRC)改良群内相应自交系的耐深播性。这些研究
结果在理论和实践上都具有一定的意义。根据育种实践,利用Ⅰ优势群中的SPT和Lan与Ⅱ优势群中的LRC
组配杂交组合究竟能不能产生强耐深播玉米杂交组合,还需要进一步的试验研究。
4 结论
研究结果表明,在15和20cm两种播种深度下,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根
长6个性状都可以作为玉米耐深播性鉴定的参考指标;利用隶属函数法能客观、科学地评价玉米的耐深播性;在
玉米种质中,四平头(SPT)、兰卡斯特(Lan)和旅大红骨(LRC)亚群是重要的耐深播种质类群,群内含有较多的强
或中等耐深播系,其耐深播性较强,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长表现良好,其为
玉米耐深播种质筛选及改良提供了理论依据,为玉米耐深播QTL定位提供了材料。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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4951.
倡导设立“6·18草原保护日”
6月18日,中国草学会和农业部有关单位在北京中国科技会堂共同举办了“纪念《草
原法》颁布31周年,倡导设立‘6·18草原保护日’”主题活动。全国人大常委会副委员长
艾力更·依明巴海出席活动并作重要讲话。会议由中国草学会理事长马启智主持。
会议指出,我国是草原资源大国,拥有天然草原近4亿公顷,约占国土面积的2/5,居
世界第二位。草原生态生产功能兼备,既是我国面积最大的陆地生态系统和生态安全屏
障,也是牧区各族群众赖以生存的生产资料和脱贫致富奔小康的重要依托,做好草原工
作事关国民经济和社会发展全局。《草原法》于1985年6月18日颁布施行以来,对我国
草原资源的保护、建设、利用起到至关重要的促进作用,“依法治草、依法兴草”的理念逐
步深入人心,为草原资源管理和生态保护提供了坚实的法制保障。特别是“十二五”以
来,我国草原工作坚持“生产生态有机结合、生态优先”的方针,紧紧围绕“草原生态向好、
牧区生产发展和牧民生活改善”的目标任务,认真贯彻草原法律法规,不断加大草原保护
建设力度,草原生态明显改善。
会议强调,加强草原生态保护是建设生态文明的重要内容。当前,建立完善草原生
态保护制度、加大草原生态恢复和保护力度、打击破坏草原的违法犯罪行为、改善草原生
态环境的任务仍然繁重而艰巨。进一步加强草原生态保护建设,离不开全社会的关心与
支持。设立“6·18草原保护日”,对进一步加大草原宣传力度,深化社会各界对草原生态
保护工作重要性的认识,凝聚起全社会“知草、爱草、护草”的强大合力具有重要意义。会
议倡议,在对《草原法》进行修订时,明确规定将每年的6月18日确立为“草原保护日”。
全国人大民委、环资委、中国科协、农业部等单位领导,中国工程院院士,有关科研院
所和高等院校的专家学者,中国农学会、中国土壤学会、中国林学会、中国水土保持学会
等学会的领导和专家,相关草业企业、基层草原工作者和媒体代表共60余人出席活动。
(中国草学会供稿)
68 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7