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作物杂志,2016, 第2期: 21–26 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.02.004

所属专题： 玉米专题

• 遗传育种·种质资源·生物科技 • 上一篇    下一篇

玉米自交系芽期耐冷性鉴定

张晓聪1,周羽1,张林1,邸宏1,翁建峰2,李新海2,王振华1   

  1. 1 东北农业大学农学院,150030,黑龙江哈尔滨
    2 中国农业科学院作物科学研究所/作物分子育种国家工程实验室,100081,北京
  • 收稿日期:2016-01-27 修回日期:2016-02-23 出版日期:2016-04-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 李新海,王振华
  • 作者简介:张晓聪,博士研究生,研究方向为玉米遗传育种
  • 基金资助:
    黑龙江省重大科技招标项目(GA14B103)

Identification of Cold Tolerance at Germination Stage in Maize Inbred Lines

Zhang Xiaocong1,Zhou Yu1,Zhang Lin1,Di Hong1,Weng Jianfeng2,Li Xinhai2,Wang Zhenhua1   

  1. 1 College of Agriculture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,Heilongjiang,China
    2 Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences/National Engineering Laboratory for Crop Molecular Breeding,Beijing 100081,China
  • Received:2016-01-27 Revised:2016-02-23 Online:2016-04-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Xinhai Li,Zhenhua Wang

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PDF (PC)

151

摘要：

低温冷害是北方春玉米区主要的气象灾害之一。通过种子低温发芽试验对8个东北地区生产上主要利用的玉米自交系进行芽期耐冷性鉴定。在常温（25℃）和低温（10℃）条件下分别测定了发芽势、发芽率、平均发芽时间、发芽指数、幼苗干重和活力指数等,并以各性状低温与常温下测定值的比值（相对值）作为耐冷性鉴定指标。通过聚类分析将自交系分为耐冷性强中弱3类,其中PH4CV、吉419和吉495耐冷性强,H21耐冷性中等,W9706、黄早四、丹黄02和四279耐冷性弱。相关性分析表明,相对发芽率、相对发芽指数、相对幼苗干重与相对活力指数呈极显著相关,可以作为玉米自交系芽期耐冷性鉴定指标。本试验为大规模鉴定和筛选芽期耐冷玉米种质奠定了基础。

关键词: 玉米, 发芽, 耐冷, 聚类分析, 相关分析

Abstract:

Cold stress is one of the major meteorological disasters in the spring maize-growing area in northern China. Cold tolerance of eight inbred lines widely used in northeastern China was evaluated through a laboratory germination experiment under low temperature stress. Germination potential, germination rate, average time to germination, germination index, dry weight of seedlings, and vigor index at normal temperature (25℃) and low temperature (10℃) were measured, respectively, and the ratios (relative values) of trait values at low temperature to those at normal temperature were used as indicators for cold tolerance. The cluster analysis revealed that the eight inbred lines could be classified into three groups: PH4CV, Ji 419, and Ji 495 belonged to high cold tolerance, H21 belonged to intermediate cold tolerance, and W9706, Huangzaosi, Danhuang 02, and Si 279 belonged to low cold tolerance. The correlation analysis showed that the relative values of germination rate, germination index, dry weight of seedlings, and vigor index were highly significantly correlated with each other, and they were suitable indicators for cold tolerance. This experiment provided guidance to identify and screen maize germplasm with cold tolerance at the germination stage on a large scale.

Key words: Maize, Germination, Cold tolerance, Cluster analysis, Correlation analysis

表1

低温胁迫下玉米自交系发芽势和发芽率的变化"

自交系
Inbred line		 发芽势Germination potential 发芽率Germination rate
25℃ 10℃ 相对值Relative value 25℃ 10℃ 相对值Relative value
PH4CV 98.89a 32.22ab 0.33 100.00a 96.67a 0.97
吉495 Ji 495 96.67a 26.67b 0.28 97.78a 95.56a 0.98
吉419 Ji 419 80.00c 33.33a 0.42 90.00c 86.67b 0.96
H21 95.56ab 28.89b 0.30 97.78a 72.22c 0.74
四279 Si 279 91.11b 36.67a 0.40 96.67ab 62.22d 0.64
丹黄02Danhuang 02 78.89c 12.22c 0.15 90.00c 61.11d 0.68
W9706 75.56c 13.33c 0.18 93.33bc 47.78e 0.51
黄早四Huangzaosi 76.67c 14.44c 0.19 94.44bc 56.67d 0.60

表2

低温胁迫下玉米自交系平均发芽时间和发芽指数的变化"

自交系
Inbred line		 平均发芽时间（d）
Average time to germination		 发芽指数
Germination index
25℃ 10℃ 相对值Relative value 25℃ 10℃ 相对值Relative value
PH4CV 3.09c 18.05c 5.84 9.78ab 1.76a 0.18
吉495 Ji 495 3.37bc 20.15c 5.98 8.24cd 1.40ab 0.17
吉419 Ji 419 3.65ab 21.24bc 5.82 7.35de 1.25bc 0.17
H21 3.49b 21.22bc 6.08 10.47a 1.43ab 0.14
四279 Si 279 3.62ab 23.24b 6.42 8.93bc 1.16bc 0.13
丹黄02Danhuang 02 3.90a 26.71a 6.85 7.41de 0.89cd 0.12
W9706 3.81a 23.47ab 6.16 6.53e 0.74d 0.11
黄早四Huangzaosi 3.95a 23.98ab 6.07 7.37de 0.88cd 0.12

表3

低温胁迫下玉米自交系幼苗干重和活力指数的变化"

自交系
Inbred line		 幼苗干重Dry weight of seedlings 活力指数Vigor index
25℃ 10℃ 相对值Relative value 25℃ 10℃ 相对值Relative value
PH4CV 0.12ab 0.05a 0.38 1.19a 0.08a 0.07
吉495 Ji 495 0.13a 0.04ab 0.32 1.11a 0.06ab 0.05
吉419 Ji 419 0.12ab 0.04ab 0.35 0.91ab 0.05ab 0.06
H21 0.10c 0.02c 0.22 1.09a 0.03b 0.03
四279 Si 279 0.08d 0.01cd 0.18 0.76bc 0.02b 0.02
丹黄02Danhuang 02 0.09cd 0.01cd 0.16 0.70bc 0.01b 0.02
W9706 0.09cd 0.02c 0.17 0.61c 0.01b 0.02
黄早四Huangzaosi 0.08d 0.02c 0.18 0.61c 0.01b 0.02

图1

8个玉米自交系聚类分析"

表4

3类不同耐冷性玉米自交系各性状平均相对值"

类群
Group		 相对发芽势
Relative germination potential		 相对发芽率
Relative germination
rate		 相对平均发芽时间
Relative average time
to germination		 相对发芽指数
Relative germination
index		 相对幼苗干重
Relative dry weight
of seedlings		 相对活力指数
Relative vigor
index
I 0.34 0.97 5.88 0.17 0.35 0.06
II 0.30 0.74 6.08 0.14 0.22 0.03
III 0.23 0.61 6.38 0.12 0.17 0.02

表5

玉米自交系各性状相对值间的相关系数"

项目Item 相对发芽势Relative germination potential 相对发芽率Relative germination rate 相对发芽指数Relative germination index 相对平均发芽时间Relative average time to germination 相对幼苗干重Relative dry weight of seedlings
相对发芽率 0.56
相对发芽指数 0.64 0.98**
相对平均发芽时间 -0.48 -0.55 -0.66
相对幼苗干重 0.59 0.94** 0.98** -0.75
相对活力指数 0.56 0.93** 0.96** -0.71 0.99**
[1] Cutforth H W, Shaykewich C F . A temperature response function for corn development. Agriculture and Forest Meteorology, 1990,50(3):159-171.
doi: 10.1016/0168-1923(90)90051-7
[2] 胡海军, 史振声, 王志斌 , 等. 抗低温处理对玉米种子萌发特性的影响.中国种业, 2009(5):44-45.
[3] 谭振波, 刘昕, 曹鸣庆 . 玉米抗寒性的研究进展. 玉米科学, 2002,10(20):56-60.
[4] Verheul M J, Picatto C, Stamp P . Growth and development of maize (Zea mays L.) seedlings under chilling conditions in the field. European Journal of Agronomy, 1996,5(1-2):31-43.
doi: 10.1016/S1161-0301(96)02007-2
[5] Hund A, Richner W, Soldati A , et al. Root morphology and photosynthetic performance of maize inbred lines at low temperature. European Journal of Agronomy, 2007,27(1):52-61.
doi: 10.1016/j.eja.2007.01.003
[6] Farooq M, Aziz T, Wahid A , et al. Chilling tolerance in maize:agronomic and physiological approaches. Crop and Pasture Science, 2009,60(6):501-516.
doi: 10.1071/CP08427
[7] 马延华, 王庆祥, 陈绍江 . 玉米耐寒性鉴定研究进展.作物杂志, 2012(4):1-8.
[8] 高素华, 郭建平, 王连敏 , 等. 低温对玉米种子发芽的影响. 气象, 1998,24(5):52-55.
[9] 马树庆, 袭祝香, 王琪 . 中国东北地区玉米低温冷害风险评估研究. 自然灾害学报, 2003,12(3):137-141.
[10] 朱海霞, 陈莉, 王秋京 , 等. 1980-2009 年期间黑龙江省玉米低温冷害年判定. 灾害学, 2012,27(1):44-47.
[11] 杨光, 刘宏魁, 李世鹏 , 等. 玉米抗冷种质资源的筛选与鉴定. 玉米科学, 2012,20(1):57-60,66.
[12] 张晓聪, 雍洪军, 张焕欣 , 等. 玉米芽期和苗期耐冷性研究进展.作物杂志, 2012(6):8-14.
[13] Bhosale S U, Rymen B , Beemster G T S, et al.Chilling tolerance of central European maize lines and their factorial crosses. Annals of Botany, 2007,100:1315-1321.
doi: 10.1093/aob/mcm215
[14] McConnell R L, Gardner C O . Selection for cold germination in two corn populations. Crop Science, 1979,19(6):765-768.
doi: 10.2135/cropsci1979.0011183X001900060004x
[15] 赵玉田, 胡荣海 . 玉米抗冷性鉴定II—筛选方法和指标.中国农业科学, 1986(2):18-22.
[16] Hodges D M, Hamilton R I, Charest C . A chilling resistance test for inbred maize lines. Canadian Journal of Plant Science, 1994,74(4):687-691.
doi: 10.4141/cjps94-124
[17] 李红飞, 郭薇, 覃光恒 , 等. 玉米耐低温种质资源的初步鉴定和筛选.中国种业, 2014(6):30-32.
[18] 郑昀晔, 胡晋, 张胜 , 等. 玉米自交系发芽期和苗期耐寒性的鉴定. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2006,32(1):41-45.
[19] Hope H J, White R P, Dwyer L M , et al. Low temperature emergence potential of short season corn hybrids grown under controlled environment and plot conditions. Canadian Journal of Plant Science, 1992,72(1):83-91.
doi: 10.4141/cjps92-009
[20] 扈光辉, 王天宇, 苏俊 , 等. 玉米种质苗期耐冷性状的遗传分析. 中国农学通报, 2009,25(6):101-106.
[21] 胡新民, 王建华 . 玉米种子萌发与幼苗期耐冷性鉴定研究. 中国作物学会学术年会论文摘要集, 2011: 32.
[22] 马延华, 王庆祥, 孙德全 , 等. 玉米自交系芽期耐寒性的鉴定与评价. 玉米科学, 2013,21(2):88-92.
[23] 肖永瑚 . 玉米不同生育期耐冷性研究. 作物学报, 1984,10(1):41-49.
[24] 扈光辉 . 耐冷玉米种质资源的筛选与鉴定. 杂粮作物, 2008,28(6):370-373.
[25] 张雪峰, 张立军, 胡滨 . 玉米萌发期种子耐低温鉴定指标的筛选. 辽宁农业科学, 2011(1):25-30.
[26] 赵玉田, 梁博文, 张晓玲 , 等. 我国寒冷地区玉米品种(系)抗冷性筛选原理与技术体系的应用研究. 中国农学通报, 1993,9(2):23-27.
[27] 李俊明 . 玉米自交系苗期耐冷性鉴定. 华北农学报, 1988,3(1):7-12.
doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.1988.01.002
[28] 胡荣海, 赵玉田, 高吉寅 . 用质膜透性鉴定玉米苗期抗寒性.植物生理学通讯, 1981(6):35-37.
[29] 毕辛华, 戴心维 .种子学 .北京: 中国农业出版社, 1993: 79.
[30] 陈士林 . 玉米种子活力与田间苗期性状相关性研究.种子, 2003(4):35-37.
[31] Greaves J A . Improving suboptimal temperature tolerance in maize-the search for variation. Journal of Experimental Botany, 1996,47(3):307-323.
doi: 10.1093/jxb/47.3.307
[32] 马延华, 王庆祥, 陈绍江 . 玉米耐寒性生理生化机理与分子遗传研究进展. 玉米科学, 2013,21(3):76-81.
[33] Hodges D M, Andrews C J, Johnson D A , et al. Sensitivity of maize hybrids to chilling and their combining abilities at two developmental stages. Crop Science, 1997,37:850-856.
doi: 10.2135/cropsci1997.0011183X003700030026x
[34] Leipner J, Stamp P . Chilling stress in maize seedlings. Biomedical and Life Sciences, 2009,10:291-310.
[35] Revilla P, Malvar R A, Cartea M E , et al. Inheritance of cold tolerance at emergence and during early season growth in maize. Crop Science, 2000,40(6):1579-1585.
doi: 10.2135/cropsci2000.4061579x
[1] 吴瑞香 杨建春 王利琴 郭秀娟. 应用多元分析法综合评价胡麻材料抗旱适应性[J]. 作物杂志, 2018, (5): 10–16
[2] 陈广周 王广福 渠建洲 司雷勇 金 岩 徐淑兔 薛吉全 路海东. 不同玉米自交系子粒脱水速率及其#br# 与主要影响性状的相关分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 33–39
[3] 王 蕾 张想平 李润喜 牛小霞 杨世梅 严宗山 张自强. 大麦农艺性状和子粒支链淀粉的多元分析与评价[J]. 作物杂志, 2018, (5): 71–76
[4] 张一中, 周福平 张晓娟 邵 强 杨 彬 柳青山. 高粱种质材料光合特性和水分#br# 利用效率鉴定及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 45–53
[5] 苏桂华 李春雷, 苏义臣. 吉林省22 份主推玉米品种区域试验评价[J]. 作物杂志, 2018, (5): 63–70
[6] 吴荣华 庄克章 刘 鹏 张春艳. 鲁南地区夏玉米产量对气象因子的响应[J]. 作物杂志, 2018, (5): 104–109
[7] 李少昆 张万旭, 王克如 韩冬生 杨小霞 陈永生. 北疆玉米大田机械粒收质量调查[J]. 作物杂志, 2018, (5): 127–131
[8] 高文俊 杨国义 高新中 玉 柱 许庆方 原向阳 孙耀武. 氮磷钾肥对青贮玉米产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 144–149
[9] 李红燕,王永宏,赵如浪,张文杰,明博,谢瑞芝,王克如,李璐璐,高尚,李少昆. 宁夏引/扬黄灌区玉米子粒脱水模型的构建与应用[J]. 作物杂志, 2018, (4): 149–153
[10] 李少昆,张万旭,王克如,俞万兵,陈永生,韩冬生,杨小霞,刘朝巍,张国强,王浥州,柳枫贺,陈江鲁,杨京京,谢瑞芝,侯鹏,明博. 北疆玉米密植高产宜粒收品种筛选[J]. 作物杂志, 2018, (4): 62–68
[11] 樊艳丽,董会,卢柏山,史亚兴,高宁,史亚民,徐丽,席胜利,张翠芬,刘焱辉. 播期对不同糯玉米品种淀粉糊化特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 79–83
[12] 杨京京,陈江鲁,谢瑞芝,张小伟,丁变红,吴新明,李少昆,李东方. 玉米种子粒重差异对相关发芽指标整齐度的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 180–184
[13] 李少昆,王克如,王延波,赵海岩,沈玉忠,蔡丹丹,肖万欣,姜文野,黄兆福,翟立超,谢瑞芝,侯鹏,明博. 辽宁中部地区玉米机械粒收质量及其限制因素研究[J]. 作物杂志, 2018, (3): 162–167
[14] 张彬,李金秀,王震,冯浩,李金榜. 小麦主要农艺性状的相关性及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 57–60
[15] 史磊,王国宏,王延波,王大为,赵海岩. 玉米杂交种及其亲本子粒脱水速率初步研究[J]. 作物杂志, 2018, (3): 84–89
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[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .