玉米耐低溫種質(zhì)資源的鑒定和篩選

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1、玉米耐低溫種質(zhì)資源的鑒定和篩選李紅飛郭薇覃光恒李一王建華（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院/種子科學(xué)中心，北京100193）摘要：本試驗(yàn)對(duì)654份玉米自交系的耐低溫特性進(jìn)行了鑒定，在常溫（25℃）和低溫（10℃）脅迫下分別測(cè)定種子的發(fā)芽率以及低溫脅迫下的發(fā)芽時(shí)間。以相對(duì)發(fā)芽率和平均發(fā)芽時(shí)間作為耐低溫特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)聚類分析篩選到30份強(qiáng)耐低溫自交系和43份對(duì)低溫脅迫強(qiáng)敏感自交系，為培育耐低溫玉米新品種和挖掘耐低溫相關(guān)基因提供種質(zhì)資源。關(guān)鍵詞：玉米；耐低溫；相對(duì)發(fā)芽率；平均發(fā)芽時(shí)間；聚類分析Abstract:Thechillingtoleranceof654maizeinbredlineswe

2、reinvestigatedbydetermininggerminationrateatnormaltemperature(25℃)andgerminationrateandgerminationtimeoncoldstress(10℃)．Therelativegerminationrateandthemeangerminationtimewereusedtoassessthechillingtolerance.Byclusteranalysisofthescreeningto30strongchillingtolerancemaizeinbredlinesand43strongsensit

3、ivemaizeinbredlinesoncoldstress,tocultivateresistancetochillingcornvarietiesandminingrelatedgenesprovidegermplasmresources.Keywords：maize；chillingtolerance；relativegerminationrate；themeangerminationtime；clusteranalysis2012年我國(guó)的玉米播種面積達(dá)到34949千公頃，產(chǎn)量達(dá)20812萬(wàn)噸，玉米超越稻谷成為我國(guó)第一大糧食作物。東北華北春玉米生產(chǎn)區(qū)是我國(guó)重要的玉米主產(chǎn)區(qū)之一，但是由

4、于這些區(qū)域春季氣候寒冷，積溫低，玉米春播面臨低溫高濕的嚴(yán)重危害，玉米種子常常出現(xiàn)爛粒不出苗、苗弱、出苗不齊等問(wèn)題。目前生產(chǎn)中可適應(yīng)該區(qū)域積溫要求的玉米品種僅有德國(guó)KWS公司的德美亞1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)等少數(shù)品種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)實(shí)際需要，培育耐低溫早熟玉米新品種成為我國(guó)春玉米區(qū)的緊迫需求。本試驗(yàn)通過(guò)研究不同玉米自交系耐低溫能力的差異，鑒定和篩選耐低溫的玉米材料，為培育耐低溫玉米新品種和挖掘耐低溫相關(guān)基因提供種質(zhì)資源和奠定基礎(chǔ)。1材料與方法1.1試驗(yàn)材料654份不同的玉米自交系。材料由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供。1.2試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)（紙床發(fā)芽法）：從凈種子中選取25粒相對(duì)大小一致的種子

5、，將玉米種子用1%的次氯酸鈉溶液浸泡5min，用去離子水重復(fù)清洗至無(wú)味即可。用數(shù)種板將種子均勻地分布在濕潤(rùn)的發(fā)芽床上（發(fā)芽紙經(jīng)過(guò)121℃高溫滅菌30min，然后用去離子水充分浸泡12h），卷起后豎直地放在12號(hào)自封袋中，三次重復(fù)，將其放置在25℃發(fā)芽室里，第7d統(tǒng)計(jì)不同自交系的發(fā)芽率。低溫發(fā)芽試驗(yàn)（砂床發(fā)芽法）：李紅飛，碩士研究生，研究方向：不同種質(zhì)資源玉米種子活力的全基因組關(guān)聯(lián)分析，郵箱：hongfeili2011@163.com將已滅菌的砂加去離子水拌勻，使砂的含水量為16%。將濕砂放于發(fā)芽盒（60×42.5×16.5cm）內(nèi)攤平，厚度為5cm，貼標(biāo)簽，然后播入經(jīng)過(guò)1%的次氯酸鈉溶液消毒

6、的種子30粒，再蓋上3cm濕砂，蓋好黑色塑料袋，防止水分散失，每個(gè)發(fā)芽盒內(nèi)可播15個(gè)材料，3次重復(fù)。不同玉米材料在10℃低溫黑暗條件下萌發(fā)，從第15天開(kāi)始每天記錄發(fā)芽種子數(shù)，第35天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，計(jì)算發(fā)芽平均時(shí)間。相對(duì)發(fā)芽率=低溫條件下發(fā)芽率/標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率×100%平均發(fā)芽時(shí)間MGT=ΣDn/Σn,其中n為第D天新萌發(fā)的種子數(shù)，D為從發(fā)芽試驗(yàn)開(kāi)始計(jì)算的天數(shù)[1]。2結(jié)果與分析2.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)不同玉米自交系在25℃條件下第7d的發(fā)芽率分布如圖一。不同玉米自交系材料在25℃環(huán)境下的發(fā)芽率存在差異，發(fā)芽率處于80%-90%區(qū)間的材料最多，達(dá)到174個(gè)。81.8%的自交系材料的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率在60%以上，

7、44.6%的自交系材料的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率在80%以上。其中發(fā)芽率最高的為80號(hào)材料，發(fā)芽率達(dá)到100%；發(fā)芽率最低的為446號(hào)材料，發(fā)芽率為13.3%。2.2低溫發(fā)芽試驗(yàn)不同玉米自交系材料在10℃低溫冷害條件下的發(fā)芽率分布如圖二。不同材料在10℃低溫條件下的發(fā)芽率存在顯著差異，發(fā)芽率以處于0-10%區(qū)間的材料最多，達(dá)到了227個(gè)，占總數(shù)的34.7%。17.3%的材料的低溫發(fā)芽率在60%以上，只有3.2%的材料的低溫