玉米籽粒主要性状与蛋白质含量的相关性

张晓林 徐韦 李坦 吕远大 赵涵

摘要：为了探明玉米籽粒主要性状之间的相关性，以蛋白含量不同的2个亲本进行杂交的F2群体367个单株的籽粒蛋白质含量与百粒质量、籽粒面积、淀粉含量、含油量的相关性进行了系统研究，旨在为玉米高蛋白育种杂交后代选择提供理论依据。结果表明，蛋白含量与百粒质量、籽粒面积、含油量之间均为负相关，但相关程度不显著；与淀粉含量呈现显著负相关。因此可用低淀粉含量作为高蛋白育种中的间接选择性状。

关键词：高蛋白玉米；蛋白质含量；籽粒性状；相关性；淀粉含量；育种

中图分类号：S530文献标志码：A[HK]

文章编号：002-302（204）2-004-02[HS）][HT9SS]

收稿日期：204-02-26

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（2）2032]。

作者简介：张晓林（988—），女，安徽阜阳人，硕士研究生，从事玉米遗传育种学研究。E-mail：zxl88024@26com。

通信作者：赵涵，博士，研究员，从事玉米遗传育种学研究。E-mail：zhaohan@jaasaccn。

[ZK）]

蛋白质含量作为玉米育种的重要选择指标之一，其种植条件与蛋白含量的相关性已被广泛研究[-6]。但是蛋白质含量与籽粒其他性状的相关性报道不多，尤其是籽粒形状、大小和含油量。本研究中使用了高蛋白玉米籽粒，其赖氨酸和色氨酸含量均比普通玉米高，从而可以作为育种材料的亲本全面提高玉米籽粒的营养成分。同时，高蛋白玉米可以提高饲料质量，降低饲料成本，增加养殖效益[7-9]。本研究以高蛋白玉米和低蛋白玉米F2分离群体为研究材料，对蛋白质含量与百粒质量、籽粒面积、淀粉含量、含油量的相关性进行系统研究，为高蛋白玉米育种的间接选择提供理论依据。

材料与方法

试验材料

试验材料选用I228×I48杂交组合（表）的F2群体植株的籽粒，共367份。I48为高蛋白含量亲本，I228为低蛋白含量亲本。

[FK（W5][HT6H][Z]表玉米亲本各性状的测定结果[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK4，WK5。5W]名称蛋白质含量（%）淀粉含量（%）含油量（%）百粒质量（g）籽粒面积（mm2）

[BHDG2，WK4，WK5。5DWW]I22863057886039525065682 4

[BHDW]I4847256923533523066027 66[H][BG）F][FK）]

2试验方法

玉米籽粒百粒质量测量：利用L50-S型电子天平称取籽粒质量；玉米籽粒面积计算：先使用Canon EOS 600D相机拍摄选择好的玉米籽粒，再应用Matlab软件计算玉米籽粒的面积；玉米籽粒的蛋白质含量、淀粉含量、含油量的测定：先将玉米籽粒利用高速万能粉碎机进行研磨，然后再利用近红外测量仪（NIR）测出玉米的蛋白质、淀粉、油分的含量。统计数据处理在Excel工作表中完成。

2结果与分析

2百粒质量与蛋白质含量的关联程度

由于玉米籽粒大小不等，单个玉米籽粒的质量也是不同的。利用L50-S型电子天平随机取玉米籽粒00粒称取其质量。由图可以看出，F2群体的蛋白质含量与百粒质量的相关性不密切（r=067 9），且呈负相关趋势，其线性方程为y=-0066 6x228。因百粒质量与蛋白质含量相关性不高，故不宜以百粒质量的形状作为蛋白质含量的间接选择性状。

[FK（W0][TZXLtif][FK）]

22籽粒面积与蛋白质含量的关联程度

根据平铺的20粒玉米籽粒的图片（图2），采用Matlab软件处理，求出单个玉米籽粒的面积。由图3可以看出，F2群体的蛋白质含量和玉米籽粒面积呈负相关趋势，且其相关系数不高，r=0284 。这就表明F2后代中玉米籽粒面积将不会显著影响玉米籽粒的蛋白质含量。

23籽粒含油量与蛋白质含量的关联程度

玉米油是一种高质量的植物油，其脂肪酸组分中含人体容易吸收的亚油酸高达68%[9-0]，玉米蛋白质含量与含油量的相关性仍待研究。由图4可以看出，F2群体的蛋白含量和籽粒含油量关联程度极小，且有负相关的趋势，其相关系数r=0277 3。试验结果表明， 在F2后代中提高个体籽粒含油

[FK（W][TZXL2tif][FK）]

[FK（W9][TZXL3tif][FK）]

[FK（W0][TZXL4tif][FK）]

量的操作对籽粒蛋白质含量将不会产生显著影响。

24籽粒淀粉含量与蛋白质含量的关联程度

玉米淀粉是衡量玉米营养和经济价值的重要指标之一，占玉米成分的70%左右。从图5可以看出，玉米籽粒淀粉含量与蛋白质含量呈显著负相关，相关系数r=0888 5，其线性方程为y=-0674 4x60295。因玉米蛋白质含量与籽粒淀粉性状的密切程度极高，在F2后代中，提高或降低玉米籽粒的淀粉含量将显著影响玉米蛋白质含量。在育种过程中，可以用低淀粉含量作为高蛋白育种中的间接选择性状。

[FK（W0][TZXL5tif][FK）]

25各性状与蛋白质含量的关联程度

由表2可以看出，4个性状与蛋白质含量关联系数按大小顺序依次为淀粉含量、籽粒面积、含油量、百粒质量。根据相关系数的大小可以看出，淀粉含量对蛋白质含量的影响比较大，其余性状与蛋白质含量的相关性不密切。因此，百粒质量、籽粒面积、籽粒含油量可以看作相对独立性状在育种中加以利用。同时在基础材料组配、自交选择、组合配制中，注重添加籽粒饱满、高含油量和高蛋白的资源，以育成籽粒大、高油分、高产量、高蛋白的品质。

[FK（W6][HT6H][Z]表2蛋白质与各性状的关联系数[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG2，WK2，WK5，WK2W]名称相关系数方程

[BHDG2，WK2ZQ0，WK5，WK2W]含油量与蛋白质含量0277 3y=-024 4x4328

[BHDW]淀粉含量与蛋白质含量0888 5y=-0674 4x60295

[BH]籽粒面积与蛋白质含量0284 y=-0035 4x325

[BH]百粒质量与蛋白质含量067 9y=-0066 6x228[H][BG）F][FK）]

3结论与讨论

本试验研究367株F2分离群体后发现蛋白质含量与淀粉含量呈显著负相关，结果与此前报道的结果基本一致，因此可以利用低淀粉性状作为高蛋白育种的间接选择标准。另外，加入了蛋白质含量与百粒质量、籽粒面积、含油量性状相关性的研究，结果显示，这3个性状与蛋白质含量的相关程度不高，在育种过程中，可以看作独立的性状加以利用。

高蛋白玉米不仅大大提高了玉米籽粒总能量水平，也改善了玉米籽粒的营养成分，在工业中具有更大的经济效益。有报道表明，我国玉米籽粒蛋白质平均含量为057%[2-3]，而高蛋白群体的平均蛋白质含量大概在%左右，说明提高玉米籽粒的蛋白质含量在育种过程中是一项艰巨的任务，该问题将有待进一步深入研究。

[2]在分析高蛋白品种的育种实践中，注重选择籽粒饱满、含油量高和高蛋白的品种是首要目标，重点选择低淀粉含量的性状是第二目标。目前籽粒饱满、含油量高和高蛋白的资源短缺，同时影响蛋白含量的因素较多，造成进展缓慢。积极挖掘、引进、创造籽粒饱满、含油量高和高蛋白的品种是当务之急。

[HS2][HT85H]参考文献：[HT8SS]

[ZK（#]王立秋 北方早熟玉米9个主要性状间的灰色关联度分析 玉米科学，200，9（2）：44-46

[2]武兰芳 玉米主要农艺性状的灰色关联度分析 玉米科学，997，5（）：72-75

[3]陈举林，刘桂玲 灰色关联分析在玉米高产育种上的应用 农业系统科学与综合研究，993，9（2）：43-45

[4]岳尧海，周小辉，杨贤成，等 夏玉米产量性状与产量的灰色关联度分析 玉米科学，2004，2（4）：2-22，25

[5]李爱军，李占录，史红梅，等 玉米品种主要农艺性状与产量的灰色关联分析 山西农业科学，2008，36（8）：23-25

[6]王立秋 玉米杂交种产量性状与产量的灰色关联度分析 玉米科学，997，5（4）：23-25，29

[7]蓝希骞 高蛋白与高赖氨酸玉米杂交后代主要产量和品质性状遗传及选育 北京农业科学，999，7（3）：7-0

[8]吴春胜，贾士芳，王成己，等 高蛋白玉米、高油玉米与普通玉米品质的对比研究 玉米科学，2004，2（）：57-60

[9]陆恒 高蛋白玉米的营养优势及科学利用 粮油食品科技，2004，2（）：46-48[ZK）]

[FL）][LM]