150 份玉米自交系茎秆性状及抗倒能力综合评价

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.10.006

河南农业科学 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (10): 51-59.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.10.006

150 份玉米自交系茎秆性状及抗倒能力综合评价

史大坤¹，李方杰¹，卫晓轶¹，洪德峰¹，刘经纬¹，王稼苜¹，张雪海²，魏锋¹

（1.新乡市农业科学院，河南新乡 453003；2.河南农业大学/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室，河南郑州 450002）

收稿日期:2025-07-29 接受日期:2025-09-12 出版日期:2025-10-15 发布日期:2025-10-16
通讯作者: 魏锋（1984-），男，河南新乡人，副研究员，硕士，主要从事玉米遗传育种研究。E-mail：1194939226@ qq.com 张雪海（1985-），男，安徽蚌埠人，副教授，博士，主要从事玉米遗传学与生物信息学研究。E-mail：xuehai85@126.com
作者简介:史大坤（1994-），男，河南濮阳人，研究实习员，硕士，主要从事玉米遗传育种研究。E-mail：912320091@qq.com
基金资助:
国家现代农业产业技术体系项目（CARS-02-68）

Stalk Traits and Comprehensive Evaluation of Lodging Resistance of 150 Maize Inbred Lines

SHI Dakun¹，LI Fangjie¹，WEI Xiaoyi¹，HONG Defeng¹，LIU Jingwei¹，WANG Jiamu¹，ZHANG Xuehai²，WEI Feng¹

（1.Xinxiang Academy of Agricultural Sciences，Xinxiang 453003，China；2.Henan Agricultural University/National Key Laboratory of Efficient Production for Wheat‐Maize Double Cropping，Zhengzhou 450002，China）

Received:2025-07-29 Accepted:2025-09-12 Published:2025-10-15 Online:2025-10-16

摘要/Abstract

摘要： 对2023—2024年种植的150份美系改良自交系（以郑58为对照）的茎秆性状（地上第3—5节茎长、茎粗、干质量、单位长度干质量及茎秆穿刺强度、茎秆压碎强度）进行分析，采用相关性分析、聚类分析、主成分分析、灰色关联度分析综合评价抗倒能力，筛选出高抗倒伏的自交系，为抗倒伏玉米品种的选育提供理论支撑。结果表明，150份玉米自交系的地上第3节干质量变异最丰富，2 a变异系数均最大，分别为46.51%、39.52%。相关性分析结果表明，茎秆压碎强度与茎秆穿刺强度呈极显著正相关，茎秆穿刺强度、茎秆压碎强度均与地上第3节茎长及地上第3—5节茎粗、干质量和单位长度干质量呈显著或极显著正相关。聚类分析结果表明，玉米自交系被分为4个类群，类群Ⅰ、Ⅱ具有茎秆穿刺强度、茎秆压碎强度高的特点。主成分分析结果表明，2023年前2个主成分、2024年前3个主成分的累计贡献率分别达82.51%、84.57%；2023年和2024年，抗倒能力综合得分均位列150份自交系前20%的自交系共有9份（XM082、XM026、XM059、XM107、XM084、XF001、XM119、XM117、XM040），抗倒能力综合得分均远高于对照郑58。灰色关联度分析结果表明，地上第3—5节干质量、单位长度干质量、茎粗与抗倒能力综合得分的关联度较大，可作为玉米抗倒性鉴定的重要指标。

关键词: 玉米, 抗倒伏, 茎秆性状, 主成分分析, 灰色关联度分析

Abstract: The stem traits（including stem length，stem diameter，dry weight，dry weight per unit length of the aboveground 3rd to 5th internodes，stem puncture strength and stem crushing strength）of 150 improved American maize inbred lines（with Zheng 58 as the control）planted during 2023—2024 were analyzed.Correlation analysis，cluster analysis，principal component analysis（PCA），and grey relational analysis were comprehensively applied to evaluate lodging resistance，and screen inbred lines with high lodging resistance，so as to provide theoretical support for the breeding of lodging‐resistant maize varieties.The results showed that among the 150 maize inbred lines，the dry weight of the aboveground 3rd internode exhibited the richest variation，with the largest variation coefficients of 46.51% and 39.52% in two years，respectively.Correlation analysis revealed that stem crushing strength was extremely significantly positively correlated with stem puncture strength；both stem puncture strength and stem crushing strength were significantly or extremely significantly positively correlated with the aboveground 3rd internode stem length，as well as stem diameter，dry weight，and dry weight per unit length of the aboveground 3rd to 5th internodes.Cluster analysis indicated that the maize inbred lines were divided into 4 clusters，among which cluster Ⅰ and cluster Ⅱ had high stem puncture strength and stem crushing strength.Principal component analysis showed that the cumulative contribution rates of the first two principal components in 2023 and the first three principal components in 2024 reached 82.51% and 84.57%，respectively.A total of 9 inbred lines（XM082，XM026，XM059，XM107，XM084，XF001，XM119，XM117，XM040）ranked in the top 20% of the 150 inbred lines in terms of comprehensive lodging resistance score in both 2023 and 2024，and their comprehensive lodging resistance scores were significantly higher than that of the control Zheng 58.Grey relational analysis demonstrated that the dry weight，dry weight per unit length and stem diameter of the aboveground 3rd to 5th internodes had relatively high relational degrees with the comprehensive lodging resistance score，which could be used as important indicators for the identification of maize lodging resistance.

Key words: Maize, Lodging resistance, Stalk traits, Principal component analysis, Grey relational analysis

中图分类号:

S513

史大坤, 李方杰, 卫晓轶, 洪德峰, 刘经纬, 王稼苜, 张雪海, 魏锋. 150 份玉米自交系茎秆性状及抗倒能力综合评价[J]. 河南农业科学, 2025, 54(10): 51-59.

SHI Dakun, LI Fangjie, WEI Xiaoyi, HONG Defeng, LIU Jingwei, WANG Jiamu, ZHANG Xuehai, WEI Feng. Stalk Traits and Comprehensive Evaluation of Lodging Resistance of 150 Maize Inbred Lines[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2025, 54(10): 51-59.

图/表 8

参考文献

［1］刘春光，马襄鸿，岳玉兰，等. 猪粪秸秆堆肥替代化肥对春玉米碳代谢关键酶、产量及品质的影响［J］. 玉米科学，2024，32（1）：149‐155.
LIU C G，MA X H，YUE Y L，et al. Effects of pig manure straw compost instead of chemical fertilizer on key enzymes of carbon metabolism，yield，and quality of spring maize［J］. Journal of Maize Sciences，2024，32（1）：149‐155.
［2］XU C L，GAO Y B，TIAN B J，et al. Effects of EDAH，a novel plant growth regulator，on mechanical strength，stalk vascular bundles and grain yield of summer maize at high densities［J］. Field Crops Research，2017，200：71‐79.

［3］陈永强，王雅菲，谢惠玲，等. 黄淮海地区夏玉米育种目标与策略［J］. 作物学报，2024，50（12）：2917‐2924.

CHEN Y Q，WANG Y F，XIE H L，et al. Breeding objectives and strategies for maize in the Huang‐Huai‐Hai Region［J］. Acta Agronomica Sinica，2024，50（12）：2917‐2924.

［4］郑迎霞，陈杜，魏鹏程，等. 种植密度对贵州春玉米茎秆抗倒伏性能及籽粒产量的影响［J］. 作物学报，2021，47（4）：738‐751.

ZHENG Y X，CHEN D，WEI P C，et al. Effects of planting density on lodging resistance and grain yield of spring maize stalks in Guizhou Province［J］. Acta Agronomica Sinica，2021，47（4）：738‐751.

［5］刘艳丽，田伯红，徐玉鹏，等. 玉米抗倒伏性评价方法的研究［J］. 玉米科学，2019，27（5）：116‐122.

LIU Y L，TIAN B H，XU Y P，et al. Assessment method of resistance to lodging in corn［J］. Journal of Maize Sciences，2019，27（5）：116‐122.
［6］WANG X Q，CHEN Y N，SUN X，et al. Characteristics and candidate genes associated with excellent stalk strength in maize（Zea mays L.）［J］. Frontiers in Plant Science，2022，13：957566.
［7］勾玲，赵明，黄建军，等. 玉米茎秆弯曲性能与抗倒能力的研究［J］.作物学报，2008，34（4）：653‐661.
GOU L，ZHAO M，HUANG J J，et al. Bending mechanical properties of stalk and lodging‐resistance of maize（Zea mays L.）［J］. Acta Agronomica Sinica，2008，34（4）：653‐661.
［8］王枟刘，王长进，刘正，等. 72个玉米自交系抗倒性状的相关分析及评价［J］.安徽科技学院学报，2016，30（4）：26‐30.
WANG Y L，WANG C J，LIU Z，et al. Correlation analysis and evaluation in lodging resistance properties of 72 maize lines［J］. Journal of Anhui Science and Technology University，2016，30（4）：26‐30.
［9］唐宁，李华瑞，朱秋丽，等. 玉米自交系茎秆穿刺强度评价［J］. 安徽农业科学，2025，53（1）：16‐18.
TANG N，LI H R，ZHU Q L，et al. Evaluation of rind penetrometer resistance in maize inbred lines［J］.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2025，53（1）：16‐18.
［10］郑云霄，刘文斯，赵永锋，等. 玉米种质资源的抗倒伏性评价及鉴定指标筛选［J］. 植物遗传资源学报，2019，20（6）：1588‐1596.
ZHENG Y X，LIU W S，ZHAO Y F，et al. Evaluation of lodging resistance and selection of identification indexes of maize germplasm resources［J］. Journal of Plant Genetic Resources，2019，20（6）：1588‐1596.

［11］朱培，段雅洁，梁玉超，等. 黄淮海地区玉米机收子粒的探讨［J］. 中国种业，2015（5）：13‐14.

ZHU P，DUAN Y J，LIANG Y C，et al. Discussion on corn harvesting by machine in Huang‐Huai‐Hai area［J］. China Seed Industry，2015（5）：13‐14.
［12］刘宗华，汤继华，王庆东，等. 河南省主要玉米品种杂种优势利用模式分析［J］. 中国农业科学，2006，39（8）：1689‐1696.
LIU Z H，TANG J H，WANG Q D，et al. Analysis of heterotic patterns of maize hybrids used in China’s Henan Province［J］. Scientia Agricultura Sinica，2006，39（8）：1689‐1696.

［13］任安然，武丽芬，关红辉，等. 不同种植密度下玉米茎秆纤维性状和抗倒性相关分析［J］.植物遗传资源学报，2017，18（4）：653‐664.

REN A R，WU L F，GUAN H H，et al. Stalk fiber related traits and lodging resistance correlation analysis under different planting density in maize［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2017，18（4）：653‐664.
［14］赵雪，周顺利. 玉米抗茎倒伏能力相关性状与评价研究进展［J］. 作物学报，2022，48（1）：15‐26.
ZHAO X，ZHOU S L. Research progress on traits and assessment methods of stalk lodging resistance in maize［J］.Acta Agronomica Sinica，2022，48（1）：15‐26.
［15］卫晓轶，史大坤，魏锋，等. 新单系列玉米品种抗倒相关性状的杂种优势分析［J］.江苏农业科学，2023，51（8）：67‐73.
WEI X Y，SHI D K，WEI F，et al. Heterosis analysis of lodging resistance related traits of Xindan series maize cultivars［J］. Jiangsu Agricultural Sciences，2023，51（8）：67‐73.
［16］史大坤，魏锋，张玉红，等. 种植密度对黄淮海区域部分玉米品种抗倒能力及产量的影响［J］. 江苏农业科学，2023，51（16）：98‐104.
SHI D K，WEI F，ZHANG Y H，et al. Effects of planting density on lodging resistance and yield of some maize cultivars in the Huang‐Huai‐Hai area［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2023，51（16）：98‐104.

［17］王群，薛军，张国强，等. 覆膜滴灌条件下灌溉量和种植密度对玉米茎秆抗倒能力的影响［J］. 玉米科学，2021，29（2）：124‐130.

WANG Q，XUE J，ZHANG G Q，et al. Effects of irrigation amount and planting density on lodging resistance of corn stalks under plastic film drip irrigation［J］. Journal of Maize Sciences，2021，29（2）：124‐130.
［18］NOVACEK M J，MASON S C，GALUSHA T D，et al.Twin rows minimally impact irrigated maize yield，morphology，and lodging［J］. Agronomy Journal，2013，105（1）：268‐276.
［19］陈尚钘，勇强，徐勇，等. 稀酸预处理对玉米秸秆纤维组分及结构的影响［J］. 中国粮油学报，2011，26（6）：13‐19.
CHEN S X，YONG Q，XU Y，et al. Effects of dilute acid pretreatment on fibre components and structure of corn stover［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2011，26（6）：13‐19.
［20］刘欣婷，王娟，侯献飞，等. 木质素及其合成基因在作物抗倒伏中的功能及其研究进展［J］. 分子植物育种，2019，17（2）：655‐662.
LIU X T，WANG J，HOU X F，et al. Progress of functions of lignin and relevant genes in plant lodging resistance［J］. Molecular Plant Breeding，2019，17（2）：655‐662.

[1]	王子明, 张玉阳, 王子琦, 凡卓, 袁虹霞, 杨雪, 李洪连, 施艳. 河南省夏玉米新品种对南方锈病的抗性评价及抗锈基因检测[J]. 河南农业科学, 2025, 54(7): 107-115.
[2]	张吉立, 张铁, 刘振平, 王鹏, 龙怀玉. 尿囊素对土壤水分干湿交替下玉米磷吸收与转运的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(6): 55-62.
[3]	李华, 陈亮, 杜雷超, 刘斌, 张生银, 张景辉. 保水剂施用深度和施用量对玉米光合特性、产量和水分利用效率的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(5): 10-22.
[4]	张盼盼, 邵运辉, 李春华, 穆蔚林, 郭涵潇, 李川, 张美微, 赵双锁, 胡彦奇, 韩琳琳, 乔江方. 氮锌配施对不同锌效率玉米品种不同粒位籽粒矿质元素累积分配的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(4): 11-26.
[5]	罗海涛, 王硕赢, 齐雅婷, 李瑞丽, 陈栋, 饶超奇, 张峻松, 邹恩凯. 不同酶处理对低次烟叶提取物提质效果的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(3): 170-180.
[6]	邓聪, 马璐, 汪青松, 付健, 王玉凤, 杨克军. 芽孢杆菌对盐碱胁迫下玉米种子萌发及生理生化特性的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(3): 20-30.
[7]	刘欣怡, 廖志杰, 吕丹, 莫佳梅, 贾魏, 罗红兵. 玉米细胞质雄性不育系C01 农艺性状及不育生理机制分析[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 21-27.
[8]	张爱琴, 郭斌, 柳利龙, 李旭华, 王青, 徐瑞, 张环. 基于主成分分析和隶属函数法的谷子营养品质综合评价[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 28-39.
[9]	杨克方, 李瑞荣, 金梦真, 吴灵梅, 周季欣, 张亚玉. 基于最小数据集的川泽泻土壤肥力评价[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 76-89.
[10]	李凯, 罗世武, 王湛, 杨军学, 王勇, 王斐, 张建彤. 不同类型地膜覆盖对宁夏旱作区土壤环境及饲用型作物生长的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 90-100.
[11]	张盼盼, 李川, 张美微, 俞晓红, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方, 张桂堂. 氮锌配施对玉米果穗不同粒位籽粒灌浆特性的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(9): 16-27.
[12]	苗明军, 李佳佳, 雷晓葵, 林杨, 廖继超, 钟建, 李菊, 李跃建, 常伟. 32 个菠菜品种对镉胁迫的生长响应及耐镉性评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(9): 108-116.
[13]	李方杰, 常志杰, 史大坤, 卫晓轶, 魏锋, 洪德峰, 马俊峰, 郑秋道. 不同基因型玉米间作对气孔特征和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(8): 21-29.
[14]	张博, 王新惠, 孔波, 王志国, 李瑞丽, 梁淼, 张峻松. 白肋烟醇溶性提取物不同孔径膜分离产物分析及卷烟加香评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(8): 165-172.
[15]	冯晓, 张辉, 刘正, 张会芳, 陈海燕, 赵威, 郑国清, 马中杰. 基于深度学习的玉米包衣种子品种识别[J]. 河南农业科学, 2024, 53(7): 160-167.

150 份玉米自交系茎秆性状及抗倒能力综合评价

Stalk Traits and Comprehensive Evaluation of Lodging Resistance of 150 Maize Inbred Lines

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