吳菲菲,滕延福
(1.下蜀鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,江蘇 鎮(zhèn)江 212000;2.鎮(zhèn)江新區(qū)社會發(fā)展局農(nóng)村工作科,江蘇 鎮(zhèn)江 212000)
當(dāng)今人類面臨的四大問題之一就是食物不足,而食物不足歸根究底是糧食產(chǎn)量不足。據(jù)研究,到2030 年,我國的糧食總產(chǎn)必須達(dá)到6.4 億t 才能滿足16 億人口的需求。為了實(shí)現(xiàn)這一糧食總產(chǎn)目標(biāo),單產(chǎn)必須比現(xiàn)在增加30%~40%。如果再考慮到耕地面積將進(jìn)一步減少的不利因素,可能要求單產(chǎn)必須比現(xiàn)在增加50%左右。因此,如何提高糧食產(chǎn)量成為當(dāng)下的重點(diǎn)。提高作物產(chǎn)量以滿足未來世界對糧食的需求是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。作物產(chǎn)量雖然在20 世紀(jì)得到了極大提高,但隨著世界人口數(shù)量日益劇增,以及目前作物增產(chǎn)速度越來越慢,人類必須采取新的策略,以應(yīng)對糧食安全問題[1]。
玉米是世界上重要的谷類作物。1998 年開始玉米總產(chǎn)量已經(jīng)超過稻谷和小麥,居世界首位[2]。玉米可加工成多元產(chǎn)品的總量和潛力是任何一種農(nóng)作物不能替代的,特別是用于畜牧業(yè)、生物燃料、工業(yè)、軟飲料、膠粘劑等產(chǎn)品的不斷研發(fā),使玉米在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中呈現(xiàn)愈來愈重要的價值[3]。
玉米也是我國主要的糧食、飼料及工業(yè)原料作物,現(xiàn)年播種面積已達(dá)到3 000 萬hm2。產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量約30%,年制種總量超過10 億kg。玉米在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占舉足輕重的地位。鑒于玉米在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位,對玉米產(chǎn)量的研究工作一直受到人們的重視。
選用經(jīng)多代自交構(gòu)建的重組自交系群體。
將群體2019 年7 月播種于灣頭試驗(yàn)田中(環(huán)境1,即E1),行長5 m,行距60 cm,株距25 cm,每行20株,2 次重復(fù)。2020 年4 月再將收獲的種子播種于小紀(jì)試驗(yàn)田中(環(huán)境2,即E2),行長4.5 m,小行行距30 cm,大行行距90 cm,株距25 cm,每行15 株,2 次重復(fù)。田間管理同一般大田,開花期任其自由授粉。
(1)穗長(EL):隨機(jī)選取5 個果穗測量從穗基到頂端,包括禿尖的長度,用cm 表示。
(2)穗粗(ED):用游標(biāo)卡尺測量果穗中間直徑,用cm 表示。
(3)軸粗(CD):將果穗脫粒,測量穗軸中間直徑,用cm 表示。
(4)穗行數(shù)(RN):果穗中部的籽粒行數(shù)。
(5)行粒數(shù)(KR):中等長度行的粒數(shù)。
(6)單穗重(EW):每個果穗的質(zhì)量,用g 表示。
(7)出籽率(SP):出籽率=(籽粒干重/ 果穗干重)×100%,用%表示。
(8)籽粒總重(GWE):果穗上所有籽粒的質(zhì)量,用g 表示。
(9)百粒重(KW):隨機(jī)取100 粒稱重,重復(fù)取樣3 次,取平均值,用g 表示。
用Excel 軟件對表型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,并用SPSS16.0 軟件對產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析、方差分析和遺傳力估計等。
對調(diào)查的E1 和E2 兩環(huán)境的9 個重要產(chǎn)量性狀表型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和遺傳力估計(表1)。從表1 中可以看出兩親本產(chǎn)量之間的差異非常明顯,父本(M)的各產(chǎn)量性狀值均高于母本(R)。RIL(自交系)群體的峰度和偏度基本處于1 和-1 之間,接近正態(tài)分布,符合數(shù)量性狀遺傳模型;并且表型值在群體內(nèi)分離廣泛,呈雙向超親分離,適合進(jìn)行QTL(數(shù)量性狀基因座)定位。群體間方差分析顯示,家系間各性狀的基因型方差均達(dá)到極顯著水平,說明基因型對玉米產(chǎn)量的影響是極顯著的。廣義遺傳力在46.60%~74.49%。兩環(huán)境聯(lián)合方差分析的廣義遺傳力在46.91%~65.34%。家系間基因型方差、基因型與年份互作方差均達(dá)到極顯著水平,表明玉米產(chǎn)量受到基因型的控制,但同時與環(huán)境間存在互作,且互作效應(yīng)顯著。
表1 玉米產(chǎn)量性狀統(tǒng)計分析和遺傳力估計
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求農(nóng)作物的新品種具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗的特性,其中高產(chǎn)是育種工作永恒的目標(biāo),為了培養(yǎng)更高產(chǎn)的農(nóng)作物新品種,開展高產(chǎn)育種已成為育種工作者關(guān)注的重點(diǎn)之一,近幾年來,分子標(biāo)記已經(jīng)廣泛應(yīng)用在基因定位、遺傳圖譜構(gòu)建、種質(zhì)資源鑒定以及分子標(biāo)記輔助育種等方面[4]。本研究對于揭示作物產(chǎn)量的遺傳機(jī)制、基因克隆和分子標(biāo)記輔助選擇具有重要意義,為下一步深入研究提供有利的參考。