150 份玉米自交系籽粒及其品质性状的综合评价

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.05.005

摘要/Abstract

摘要： 对150份改良玉米自交系的籽粒（粒长、粒宽、百粒质量、容重）及其品质性状（籽粒含水量、油脂含量、蛋白质含量、淀粉含量、赖氨酸含量）进行分析，采用相关性分析、聚类分析和主成分分析方法进行综合评价，以筛选出优良自交系用于高品质玉米育种工作。相关性分析结果表明，玉米自交系籽粒含水量与蛋白质、淀粉、赖氨酸含量均呈显著或极显著正相关，与容重呈极显著负相关；淀粉含量与蛋白质、油脂含量和容重呈极显著负相关；百粒质量与粒长、粒宽均呈极显著正相关。聚类分析结果表明，玉米自交系被分为6个类群，其中，1、2类群的17N0358、17N0443在品质性状方面有明显特异性，自交系17N0358 的籽粒含水量、蛋白质含量、淀粉含量、赖氨酸含量和百粒质量均达到最高，自交系17N0443具有低籽粒含水量、低蛋白质含量、低百粒质量、高油脂的特点。主成分分析结果表明，前4个主成分（百粒质量、含水量、蛋白质含量、赖氨酸含量）的累计贡献率达73.703%；综合得分高于对照自交系B73 的自交系有8 份（17N0536、17N0560、17N0544、17N0358、17N0373、17N0470、17N0556 和17N0540）。结合聚类分析结果表明，共筛选出9份（17N0358、17N0443、17N0536、17N0560、17N0544、17N0373、17N0470、17N0556和17N0540）籽粒及其品质性状较优的自交系。

关键词: 玉米, 籽粒性状, 品质性状, 综合评价, 聚类分析, 主成分分析, 相关性分析

Abstract: The grain（grain length，grain width，100‐grain weight and bulk density）and its quality traits（grain water content，contents of oil，protein，starch and lysine）of 150 improved maize inbred lines were analyzed，and correlation analysis，cluster analysis and principal component analysis were used to comprehensively evaluate them to screen out excellent inbred lines for high‐quality maize breeding.The correlation analysis results showed that the water content of grains of inbred lines was significantly positively correlated with contents of protein，starch and lysine，and significantly negatively correlated with bulk density；Starch content was significantly negatively correlated with contents of protein，oil and bulk density；100‐grain weight was significantly positively correlated with grain length and grain width.The cluster analysis results showed that inbred lines of maize were divided into six groups.17N0358 and 17N0443 of groups 1 and 2 had obvious specificity in terms of quality traits，the water content，protein content，starch content，lysine content and 100‐grain quality of 17N0358 reached the highest，and 17N0443 had the characteristics of low grain water content，protein content，100‐grain weight，but high oil content.The results of principal component analysis showed that the cumulative contribution rate of the first four principal components（100‐grain weight，water content，protein content and lysine content）reached 73.703%.The comprehensive scores of 8 inbred lines were higher than that of the control line B73，which were 17N0536，17N0560，17N0544，17N0358，17N0373，17N047，17N0556 and 17N0540.A total of 9 inbred lines with better grain and its quality traits were screened out，which were 17N0358，17N0443，17N0536，17N0560，17N0544，17N0373，17N0470，17N0556 and 17N0540.

Key words: Maize, Grain traits, Quality traits, Comprehensive evaluation, Cluster analysis, Principal component analysis, Correlation analysis

中图分类号:

S513

赵海军, 史佳晴, 王彬, 郭益洋, 胡小丽, 韩赞平. 150 份玉米自交系籽粒及其品质性状的综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 33-39.

ZHAO Haijun, SHI Jiaqing, WANG Bin, GUO Yiyang, HU Xiaoli, HAN Zanping. Comprehensive Evaluation of Grain and Its Quality Traits of 150 Maize Inbred Lines[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2023, 52(5): 33-39.

参考文献

［1］邓家琴，潘中山，李树林. 我国玉米种植产业发展现状及对策［J］.现代农业科技，2020（2）：40‐42.

DENG J Q，PAN Z S，LI S L.Development status and countermeasures of maize planting industry in China［J］.Modern Agricultural Science and Technology，2020（2）：40‐42.

［2］王帅，宋伟，王荣焕，等.我国玉米生物学研究进展［J］.中国农业科技导报，2022，24（7）：23‐31.

WANG S，SONG W，WANG R H，et al.Research progress of maize biology in China［J］.Journal of Agricultural Science and Technology，2022，24（7）：23‐31.

［3］康升云，潘华，刘晶晶，等.转基因在农作物生产上的应用［J］.南方农机，2022，53（7）：19‐21.
KANG S Y，PAN H，LIU J J，et al.Application of transgenic in crop production ［J］.China Sourthern Agricultural Machinery，2022，53（7）：19‐21.

［4］贾晓艳，朱良佳，田汉钊，等.玉米自交系粒重与品质性状的相关分析［J］.种子，2021，40（7）：33‐38，44.
JIA X Y，ZHU L J，TIAN H Z，et al.Correlation analysis between inbred grain weight and quality traits of maize［J］.Seed，2021，40（7）：33‐38，44.

［5］李如来，邱磊，牛忠林，等.我国玉米种质资源及改良［J］.现代农村科技，2021（1）：114‐116.
LI R L，QIU L，NIU Z L，et al.Maize germplasm resources and improvement in China［J］.Modern Rural Science and Technology，2021（1）：114‐116.

［6］叶开梅，陈泽辉，祝云芳，等.基于主成分分析与灰色关联度分析的玉米自交系综合评价［J］.种子，2019，38 （10）：87‐92.
YE K M，CHEN Z H，ZHU Y F，et al.Comprehensive evaluation of maize inbred lines based on principal component analysis and grey correlation analysis［J］.Seed，2019，38（10）：87‐92.

［7］张正，董春林，杨睿，等.不同类型玉米品种产量与穗部性状的相关性分析［J］.中国种业，2022（2）：80‐84.
ZHANG Z，DONG C L，YANG R，et al.Correlation analysis between yield and panicle traits of different types of maize cultivars［J］.China Seed Industry，2022（2）：80‐84.

［8］齐欣，姜敏，马骏，等.东欧玉米核心种质资源鉴定及聚类分析［J］.辽宁农业科学，2022（2）：15‐18.
QI X，JIANG M，MA J，et al.Identification and clustering analysis of core germplasm resources of maize in Eastern Europe［J］.Liaoning Agricultural Sciences，2022（2）：15‐18.

［9］胡树平，苏治军，于晓芳，等.玉米自交系抗旱相关性状的主成分分析与模糊聚类［J］.干旱地区农业研究，2016，34（6）：81‐88.
HU S P，SU Z J，YU X F，et al.Principal component analysis and fuzzy clustering of drought‐related traits in maize inbred line［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2016，34（6）：81‐88.

［10］杨泉女，周权驹，蒙高山，等.近红外反射光谱技术测定甜玉米总多糖和淀粉含量的研究［J］.吉林农业大学学报，2019，41（1）：108‐114.
YANG Q N，ZHOU Q J，MENG G S，et al.Determination of total polysaccharides and starch content of sweet maize by near‐infrared reflectance spectroscopy［J］.Journal of Jilin Agricultural University，2019，41（1）：108‐114.

［11］杨小红，郭玉秋，傅旸，等.利用近红外光谱法分析玉米籽粒脂肪酸含量的研究［J］.光谱学与光谱分析，2009，29（1）：106‐109.
YANG X H，GUO Y Q，FU Y，et al.Analysis of fatty acid content of maize grain by near‐infrared spectroscopy［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2009，29（1）：106‐109.

［12］刘颖.玉米籽粒粒型及产量相关性状的QTL定位和遗传分析［D］.武汉：华中农业大学，2013.
LIU Y.QTL localization and genetic analysis of grain type and yield correlation traits in maize［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2013.

［13］陆大雷，王鑫，闫发宝，等.鲜食糯玉米籽粒物性差异与主成分分析［J］.食品科学，2013，34（21）：16‐19.
LU D L，WANG X，YAN F B，et al.Physical property differences and principal component analysis of fresh waxy corn kernels［J］.Food Science，2013，34（21）：16‐19.

［14］魏常敏，周文伟，许卫猛，等.基于主成分和灰色关联度分析的鲜食糯玉米组合综合评价［J］.贵州农业科学，2020，48（7）：9‐13.
WEI C M，ZHOU W W，XU W M，et al.Comprehensive evaluation of fresh waxy maize combination based on principal component and grey correlation analysis［J］.Guizhou Agricultural Sciences，2020，48（7）：9‐13.

［15］张振良，黄小兰，薛林，等.基于主成分分析和聚类分析的甜糯玉米新组合育种潜力评价［J］.江西农业学报，2019，31（2）：19‐25.
ZHANG Z L，HUANG X L，XUE L，et al.Evaluation of breeding potential of new combinations of sweet waxy maize based on principal component analysis and cluster analysis［J］.Acta Agriculturae Jiangxi，2019，31 （2）：19‐25.

［16］张帆，李源，陈梦茹，等.20个马铃薯品种品质比较与综合评价［J］.河南农业科学，2022，51（8）：28‐36.
ZHANG F，LI Y，CHEN M R，et al.Comparison and comprehensive evaluation of the quality of 20 potato varieties［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2022，51（8）：28‐36.

［17］张军，邵梦丽，杜雪梅，等.8份非洲玉米种质资源在商洛的试种试验［J］.陕西农业科学，2022，68（9）：23‐26.
ZHANG J，SHAO M L，DU X M，et al.Trial of 8 African maize germplasm resources in Shangluo［J］.Shaanxi Agricultural Sciences，2022，68（9）：23‐26.

［18］黎裕，王天宇.玉米种质创新：进展与展望［J］.玉米科学，2017，25（3）：11‐18.
LI Y，WANG T Y.Maize germplasm innovation：Progress and prospects［J］.Journal of Maize Sciences，2017，25（3）：11‐18.

［19］张采波，余庭跃，文守云，等.成熟期玉米籽粒含水量与主要农艺性状的相关分析［J］.种子，2019，38（8）：34‐38.
ZHANG C B，YU T Y，WEN S Y，et al.Correlation analysis between grain water content and main agronomic traits of maize at maturity［J］.Seed，2019，38 （8）：34‐38.

［20］李永祥，王阳，石云素，等.玉米籽粒构型与产量性状的关系及QTL作图［J］.中国农业科学，2009，42（2）：408‐418.
LI Y X，WANG Y，SHI Y S，et al.Relationship between grain configuration and yield traits of maize and QTL mapping［J］.Scientia Agricultura Sinica，2009，42（2）：408‐418.

［21］李淑桢.玉米粒长主效QTL qKL9的遗传剖析［D］.武汉：华中农业大学，2017.
LI S Z.Genetic profiling of maize kernel long‐potency QTL qKL9［D］.Wuhan： Huazhong Agricultural University，2017. ［22］邹成林，黄开健，翟瑞宁，等.基于隶属函数法和主成分分析评价玉米萌发期抗旱性［J］.江苏农业科学，2022，50（13）：7‐13.
ZOU C L，HUANG K J，ZHAI R N，et al.Evaluation of drought resistance of maize during germination based on membership function method and principal component analysis［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2022，50（13）：7‐13.

[1]	李川, 张盼盼, 张美微, 牛军, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方. 玉米花粉高温胁迫相关miRNA 的筛选及其靶基因分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 1-16.
[2]	王鹏, 李笃花, 张绍辉, 杨孟宁, 安红柳, 方守国, 邓清超, 郭灵芳, 章松柏. 玉米纹枯病菌中新减毒病毒RsHV4 的特征研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 92-100.
[3]	乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 108-117.
[4]	张林霞, 张蔚, 张书婷, 孙苗苗, 张晓敏, 李志能, 刘国锋. 矮牵牛花朵大小及相关性状遗传分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 118-127.
[5]	曹丽茹, 梁小菡, 马晨晨, 叶飞宇, 庞芸芸, 李伟亚, 张新, 鲁晓民. 玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1 的表达和功能分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 12-21.
[6]	杨明达, 张素瑜, 李帅, 郑东方, 杨慎骄, 关小康, 王同朝. 不同播种灌溉方式对夏玉米出苗、干物质积累及转运和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 22-31.
[7]	谢世兴, 蒋超, 赵冰欣, 董晓旭, 栗慧, 卢海博, 赵海超, 刘松涛, 魏东, 黄智鸿. 冀西北寒旱区不同鲜食玉米品种秸秆饲用品质特性研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 32-40.
[8]	谢小文, 张心悦, 付家旭, 邵京, 温鹏飞, 王同朝, 卫丽. 干旱-复水处理下玉米差异表达bHLH基因的鉴定与分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 33-44.
[9]	鲁晓民, 郭书磊, 张新, 魏良明, 张前进, 曹丽茹, 刘海静, 邓亚洲, 张震, 王振华. 不同密度下玉米茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 44-55.
[10]	崔承齐, 刘艳阳, 杜振伟, 武轲, 江晓林, 郑永战, 梅鸿献. 基于高密度遗传图谱的芝麻籽粒品质相关性状QTL 定位[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 66-77.
[11]	王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 78-90.
[12]	徐丽娜, 安治良, 陈士林, 张怀胜, 进茜宁, 王平喜. 种植密度对玉米茎秆强度和穗部性状的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 11-17.
[13]	豆丹丹, 孙建军, 王德新, 郭玉玺, 郭新海, 丁超明. 播期对早中稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 12-23.
[14]	陈涵, 胡慧云, 程建峰, 黄英金, 毛晓嵘, 徐小明, 曾研华. 不同基因型甘薯块根自然富集元素能力的差异性[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 24-39.
[15]	范晓庆, 赵心月, 王钰文, 张靓瑶, 袁进成, 刘颖慧, 瓮巧云. 青贮玉米和饲用油菜间作对饲草作物产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 40-51.