CN103238397B - 耐深播玉米种质的筛选方法 - Google Patents

Abstract

耐深播玉米种质的筛选方法，包括收集各地区的玉米种质材料；各玉米种质材料中选择饱满、无破损的种子90粒；每一品种对应确定高25cm、直径16cm实验桶，播前对所有实验桶统一装10cm深的蛭石，浇透水；然后将各自交系中选择的饱满无破损的种子30粒均匀地播种在实验桶中蛭石上，而后覆盖蛭石15cm，实验设3次重复。各种质材料种好之后，放入同一日光温室内，室内温度保持在25±2℃，湿度保持在70%±3，让其自然萌发出苗；10d后统计出苗率，每个样品留取生长一致的10株测定根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、苗长等；对各种质的耐深播性进行鉴定和评价，筛选出耐深播强的自交系。本发明减少了筛选的工作量，提高筛选效率和筛选结果的准确性。

Description

耐深播玉米种质的筛选方法

技术领域

本发明属于农业新品种选育技术领域，具体涉及耐深播玉米种质的筛选方法。

技术背景

在幼苗萌发、定居阶段，土壤水分缺乏经常是导致幼苗死亡的主要原因。我国玉米2/3 的面积分布在东北、华北、西南和西北依靠自然降雨的丘陵旱地或平原旱地上，干旱已经成为玉米高产稳产的重要限制因子。苗期遇干旱，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。耐深播作物作为一种新近发现并已经应用于培育优良品种的种质资源，能够有效利用土壤深层水分从而避免播种期土壤表层干旱的影响。

在我国，春季降水少，3-5cm土层土壤含水量不能满足一般玉米品种发芽所需的含水量，深播后即使发芽，也不能把幼芽送出地表，因此研究玉米的深播特性对于选育耐深播耐旱的玉米新品种具有重要意义。目前，关于玉米耐深播种质的研究已有相关的报道。

例如Zhao GW, Wang JH. Effect of Gibberellin and Uniconazole on Mesocotyl Elongation of Dark-Grown Maize under Different Seeding Depths[J]. Plant Production Science, 2008, 11(4)：423-429页公开了从印第安蓝粒玉米中筛选出耐深播的玉米自交系3681-4。再如张磊,刘志增,黄亚群,等. 46个玉米自交系耐深播特性分析[J]. 河北农业大学学报, 2007, 30(3): 18-21页公开有通过筛选46个玉米自交系的耐深播特性，发现了7份耐深播的玉米自交系。董存吉,王早荣,钟改荣,等. 长根茎蓝粒玉米种质利用初报[J]. 山西农业科学, 1994, 22(2): 13-15页公开有利用印第安蓝粒玉米与玉米自交系自330等杂交和自交，筛选出耐深播的玉米自交系SN38等，并选育出高产、紧凑、抗倒、抗病的玉米杂交种抗42。梁素明,苏书文,王爱萍,等. 长根茎玉米品种旱玉5号的选育及栽培技术要点[J]. 山西农业科学, 2008, 36(4): 34-36页公开有利用玉米自交系太160-2为母本与耐深播自交系LR1921组合，培育出耐深播玉米品种旱玉5号。一般认为出苗率是评价玉米耐深播性的主要指标，出苗率越高,说明耐深播性越强。在Dungan GH. Response of corn to extremely deep planting[J]. Agronomy J, 1950, 42:256-257页与Hoshikaw K. Underground organs of the seedlings and the systematics of Gramineae[J]. Botanical Gazette,1969, 130:192-203页中，Dungan和Hoshikaw认为玉米主要通过延伸中胚轴长度达到深播出苗的目的。张磊等认为中胚轴和胚芽鞘协同决定着能否把幼苗送出地表, 但中胚轴是起主要作用的因素；赵光武,马攀,王建华,等. 不同玉米自交系耐深播能力鉴定及对深播胁迫的生理响应[J]. 玉米科学, 2009, 17(5): 9-13页，报道深播出苗率与中胚轴长度显著相关；并且不同玉米品种的耐深播能力不同。除了中胚轴以外还有没有其他因素在深播出苗中起了作用呢？

根据已有报道对玉米在不同播种深度下的研究，张磊等采用田间播种10cm的播种深度测定出苗率、中胚轴和胚芽鞘长度，主要利用中胚轴长度对46个自交系的耐深播性进行评价。赵光武等试验采用高50 cm、直径16 cm 的PVC 管将过直径2 mm 筛孔筛子的湿润土壤，装入竖直的PVC管中，使土壤高度达到25 cm，然后将50 粒种子均匀播种在土壤上，再盖土25 cm，于自然条件下萌发14 d后统计出苗率并测定中胚轴长、胚芽鞘长、苗长和根长对12份玉米自交系进行耐深播鉴定。岳丽杰等利用四川省丘陵区典型的紫色土壤，采用盆栽试验对8个玉米品种在7个不同播种深度进行研究，发现中单808、成单30、川单418的耐深播能力较强。Molatudi R L等在土壤中研究了玉米播深对出苗和幼苗活力的影响。这些耐深播处理的方法虽然都能筛选到耐深播的玉米种质，但是测定的指标单一，会影响鉴定结果的准确性；另外，选用的玉米种质材料较多时会大大增加工作量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种耐深播玉米种质的筛选方法，该方法简便易行，不仅可以减少实验的工作量，缩短实验时间，而且能够大大提高耐深播玉米种质筛选的效率和筛选结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种耐深播玉米种质的筛选方法，包括如下步骤：

   1. 收集材料：收集各地区的玉米种质材料；

   2. 种子清选：各自交系中选择饱满、无破损的种子90粒；

3. 播前准备与播种方式：每一品种对应确定高25cm、直径16cm实验桶，播前对所有实验桶统一装10cm深的蛭石，浇透水；然后将各自交系中选取的饱满无破损的种子30粒均匀地播种在实验桶中蛭石上，而后覆盖蛭石15cm；实验设3次重复；

4. 实验管理：各自交系种好之后，放入同一日光温室内，室内温度保持在25±2℃，湿度保持在70%±3，让其自然萌发出苗；

5. 指标测定和数据统计：播种10d后统计出苗率，每个样品留取生长一致的10株测定根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长；

出苗率 (RAT)=(出苗数/播种数)/100，

中胚轴长(MES) = 从种子到胚芽鞘节之间的长度，

胚芽鞘长(COL) = 从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的长度，

苗长（SDL）=中胚轴和胚芽鞘接合点以上部分的长度，

根长（RL）=最长根的长度，

根数（RN）=所有根的数目，

中胚轴与胚芽鞘之和(MES+COL)=中胚轴长+胚芽鞘长。

6. 结果分析

通过15cm条件下步骤5中技术指标的相关分析和聚类分析综合评价不同玉米种质的耐深播性，筛选出耐深播强的种质材料；

7. 数据处理和分析

数据的处理采用Excel2007软件，所有实验数据统计分析SPSS16.0进行处理，试验结果用平均值±标准偏差(SD)表示，采用Duncan进行差异显著性多重比较，对各处理间的差异显著性进行分析。

本发明在15cm播深条件下，对所的利用出苗率、根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长7个指标，对选取各玉米自交系的耐深播性进行鉴定、评价，为玉米耐深播种质的鉴定，耐深播种质的筛选和耐深播种质优劣性评价提供了一种简便易行的方法。该方法在实验室内即能完成，实验所需的器材和试剂容易得到，不受气候和地区的限制，与现有技术比较，减少了筛选的工作量，缩短了筛选时间，而且能够大大提高耐深播玉米种质筛选的效率和筛选结果的准确性，具有很高的应用价值。

附图说明

图1 是15cm条件下根据出苗率、苗高、根长、根数、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和进行聚类的图。

具体实施方式

下述实例中所用的方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用器材、试剂均为试剂公司购买的常规试剂、器材。

1．收集材料：收集各地区的各种玉米种质材料，玉米自交系是表1中所列出的45个：即8723、TS141、81162、﹍辽111。

    2．种子清选：45个玉米自交系中，每一自交系选取饱满、无破损的种子90粒。

3．播前准备与播种方式：每一自交系对应确定高25cm、直径16cm实验桶，播前统一装10cm深的蛭石，浇透水；然后将各自交系中选取的饱满无破损的种子30粒均匀地播种在实验桶中蛭石上，而后覆盖蛭石15cm。实验设3次重复。

4．实验管理：各自交系种好之后，放入日光温室内，室内温度保持在25±2℃，湿度保持在70%±3，让其自然萌发出苗。

5. 指标测定与数据统计：播种10 d后统计出苗率，每个样品留取生长一致的10株测定根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长。

出苗率 (RAT)=(出苗数/播种数)/100；

中胚轴长(MES) = 从种子到胚芽鞘节之间的长度；

胚芽鞘长(COL) = 从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的长度；

苗长（SDL）=中胚轴和胚芽鞘接合点以上部分的长度；

根长（RL）=最长根的长度；

根数（RN）=所有根的数目；

中胚轴与胚芽鞘之和(MES+COL)=中胚轴长+胚芽鞘长。

6 实验结果分析

6.1  四十五个玉米自交系在深播为15cm条件下的鉴定结果见表1。

6.2  15cm的播种深度条件下各性状的相关分析

15cm深播条件下的出苗率反映了每个自交系在15cm的耐深播能力，分析各性状与出苗率的相关性可以揭示各性状与耐深播能力的关系。如表2所示， 45个玉米自交系在15cm播深条件下各个性状之间的相关分析表明，出苗率与中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和、根数、根长、苗高显著相关。说明15cm播深条件下，中胚轴、中胚轴和胚芽鞘之和、根数、根长、苗高对幼苗的出土起主要作用。

6.3  根据出苗率、根数、根长、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和以及苗高对四十五份自交系进行耐深播性综合评价

参见图1：采用15cm播深条件下的出苗率、根数、根长、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和和苗高对各个自交系进行层次聚类，将四十五份自交系划分为A和B两组，A组又可进一步分为A1和A2两个亚组，其中A1组包括20个自交系8723、TS141、81162、廊黄、K15、昌7-2等），其中出苗率、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和、根长、根数和苗长平均为81.76%、7.61cm、13.66cm、21.82cm、3.36和10.60cm，属于耐深播自交系。A2组包括20个自交系（444、沈137、铁7922、郑22、丹340、P138等），其中出苗率、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和、根长、根数和苗长平均为46.00%、4.93cm、10.94cm、17.65cm、2.89和10.31cm，属于中等耐深播自交系。B亚组包括3个自交系（111、综31、757），其中出苗率、胚芽鞘长、根长和苗长平均为6.67%、4.64cm、7.80cm、9.17cm、1.38和4.74cm，属于不耐深播自交系。

7. 数据处理和分析

数据的处理采用Excel2007软件，所有实验数据统计分析SPSS16.0进行处理，试验结果用平均值±标准偏差(SD)表示，采用Duncan进行差异显著性多重比较，对各处理间的差异显著性进行分析。

从以上实验结果中可以得出，利用出苗率、根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长等指标来鉴定玉米的耐深播性是有效途径，能够提高对耐深播种质筛选的准确可靠性，为玉米耐深播种质的生理研究和耐深播育种奠定了坚实的基础，应用潜力很大。

Claims (2)

1.一种耐深播玉米种质的筛选方法，其特征在于包括如下步骤：

1）收集材料：收集各地区的玉米种质材料；

2）种子清选：各自交系中选择饱满、无破损的种子90粒；

3）播前准备与播种方式：每一自交系对应确定高25cm、直径16cm实验桶，播前对所有实验桶统一装10cm深的蛭石，浇透水；然后将各自交系中选取的饱满无破损的种子30粒均匀地播种在实验桶中蛭石上，而后覆盖蛭石15cm；实验设3次重复；

4）实验管理：各自交系种好之后，放入同一日光温室内，室内温度保持在25±2℃，湿度保持在70%±3，让其自然萌发出苗；

5）指标测定和数据统计：播种10 d后统计出苗率，每个样品留取生长一致的10株测定根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长；

出苗率 (RAT)=(出苗数/播种数)/100，

中胚轴长(MES) = 从种子到胚芽鞘节之间的长度，

胚芽鞘长(COL) = 从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的长度，

苗长（SDL）=中胚轴和胚芽鞘接合点以上部分的长度，

根长（RL）=最长根的长度，

根数（RN）=所有根的数目，

中胚轴与胚芽鞘之和(MES+COL)=中胚轴长+胚芽鞘长；

6）结果分析

通过15cm条件下步骤5）中技术指标的相关分析和聚类分析综合评价不同品种的耐深播性，筛选出耐深播强的自交系；

7）数据处理和分析

数据的处理采用Excel2007软件，所有实验数据统计分析SPSS16.0进行处理，试验结果用平均值±标准偏差(SD)表示，采用Duncan进行差异显著性多重比较，对各处理间的差异显著性进行分析。

2.如权利要求1所述的一种耐深播玉米种质的筛选方法，其特征在于：步骤1）中收集各地区的玉米种质材料为45个玉米自交系。