不同基因型玉米对低氮胁迫的反应与耐低氮品种性状选择

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0416

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (15): 19-28.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0416

不同基因型玉米对低氮胁迫的反应与耐低氮品种性状选择

彭超颖¹^,²(), 霍川³, 谢雯¹^,², 向振凡¹^,², 霍仕平¹^,²()

¹ 重庆三峡学院，重庆万州 404100
² 重庆三峡农业科学院，重庆万州 404155
³ 四川省资阳市农技推广站，四川资阳 641400

收稿日期:2023-05-31 修回日期:2023-08-15 出版日期:2024-05-23 发布日期:2024-05-23
通讯作者:
霍仕平，男，1962年出生，研究员，学士，研究方向：玉米遗传育种。通信地址：404155 重庆市万州区厦门路600号重庆三峡农业科学院，Tel：13509439762，E-mail：2306002924@qq.com。
作者简介:
彭超颖，女，1997年出生，山西广灵人，研究生，研究方向：玉米遗传育种。通信地址：404155 重庆市万州区厦门路600号重庆三峡农业科学院，Tel：15035273264，E-mail：15035273264@163.com。
基金资助:
重庆市科技攻关计划项目“肥高效利用和镉低积累玉米种质创制与应用”(CSTB2022TIAD-KPX0006); “宜机优质饲用玉米种质培育与应用”(CSTB2022TIAD-KPX0007); 重庆市科企联合体项目“优质玉米资源收集利用与基因型试验示范”(2021-2025)

Response of Different Maize Genotypes to Low Nitrogen Stress and Trait Selection of Low Nitrogen Tolerant Varieties

PENG Chaoying¹^,²(), HUO Chuan³, XIE Wen¹^,², XIANG Zhenfan¹^,², HUO Shiping¹^,²()

¹ Chongqing Three Gorges University, Wanzhou, Chongqing 404100
² Chongqing Three Gorges Academy of Agricultural Sciences, Wanzhou, Chongqing 404155
³ Extension Station of Agricultural Technology in Sichuan Ziyang, Ziyang, Sichuan 641400

Received:2023-05-31 Revised:2023-08-15 Published:2024-05-23 Online:2024-05-23

摘要/Abstract

摘要：

为筛选出耐低氮的玉米品种和提供鉴定筛选耐低氮玉米品种的技术。以36个杂交组合为试验材料，在用氮量比正常施氮量减少70%条件下，测定基因型农艺性状表型值，基于表型值计算出耐低氮综合系数，进而评价基因型耐低氮能力。结果表明，在低氮胁迫下，多数农艺性状的表现不同基因型间存在显著或极显著差异；36个基因型间耐低氮综合系数差异很大，最大值为1.0319，最小值为-0.1139，平均值为0.4506，系数极显著和显著大于平均值的基因型分别有6个和4个，与平均值差异不显著的基因型有16个，显著和极显著小于平均值的基因型分别有2个和8个。系数极显著和显著大于系数平均值的基因型可评为耐低氮能力强和较强的品种；低氮胁迫时，生长旺盛、植株较高、穗位叶宽大可作为选择耐低氮品种的重要性状。

关键词: 玉米, 基因型, 耐低氮, 综合系数

Abstract:

In order to screen out the maize varieties with low-nitrogen tolerance, and provide the technologies for identifying and screening low-nitrogen-resistant corn varieties, 36 corn cross combinations were used as test materials, the phenotypic value of genotypic agronomic traits was determined under the condition that the amount of nitrogen used was reduced by 70% compared to the normal amount of nitrogen applied. Based on the phenotypic value, the comprehensive coefficient of low nitrogen stress was calculated, and then the genotype's ability to low nitrogen resistance was evaluated. The results showed that there were significant or very significant differences in the performance of most agronomic traits among different genotypes under low nitrogen stress. The comprehensive coefficient of low nitrogen stress varied greatly among 36 genotypes, with a maximum value of 1.0319, a minimum value of -0.1139, and an average of 0.4506. There were 6 and 4 genotypes with very significantly and significantly greater coefficients than the average, respectively; 16 genotypes had no significantly different from the average; there were 2 and 8 genotypes with significantly and very significantly smaller coefficients than the average, respectively. Genotypes with extremely significant and significantly greater coefficients than the average were rated as varieties with strong and stronger low-nitrogen resistances. Vigorous growth, higher plants, and wide ear leaves could be used as important characteristics for selecting low-nitrogen-resistant varieties under low-nitrogen stress.

Key words: maize, genotype, low nitrogen tolerance, comprehensive coefficient

彭超颖, 霍川, 谢雯, 向振凡, 霍仕平. 不同基因型玉米对低氮胁迫的反应与耐低氮品种性状选择[J]. 中国农学通报, 2024, 40(15): 19-28.

PENG Chaoying, HUO Chuan, XIE Wen, XIANG Zhenfan, HUO Shiping. Response of Different Maize Genotypes to Low Nitrogen Stress and Trait Selection of Low Nitrogen Tolerant Varieties[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(15): 19-28.

图/表 6

参考文献 36

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代号	组合名称	代号	组合名称	代号	组合名称
1	155-131111×144-411111	13	1832-211121×085-32121	25	1736-24311×1320-18-41321
2	1736-34234×华优168F	14	1832-734211×1320-18-41311	26	1736-71211×1320-18-41321
3	15Y1-823111×华优168F	15	1832-735311×1320-18-41311	27	1744-10-31111×142-12-41111
4	1736-243121×华优168F	16	1736-22121×85F-13-26121	28	1736-71211×14Y20-21-11111
5	1736-231111×华优168F	17	1832-91112×85F-13-26121	29	098-121521×1625-11213
6	1620-641111×华优168F	18	1320-18-41321×1736-342341	30	1736-213111×1640-911211
7	142-12-41111×1891-11222	19	1734B32-51112×1736-342341	31	071-41322×1735B19-221113
8	1620-641111×13HY19	20	1734A-921111×1736-342341	32	071-41322×1838-311311
9	071-41322×1735B20-111121	21	1735B10-111112×098-121521	33	1320-18-41311×1871-42121
10	1736-71211×085-32121	22	1872B-22111×098-121521	34	286-4×1620-222211
11	1832-81121×085-32121	23	1735B20-111211×098-121521	35	1735A-36-2211×Z1A-411221
12	1620-641111×085-32121	24	Z7A-13-11131×098-121521	36	1736-24311×1320-18-41321

代号	组合名称	代号	组合名称	代号	组合名称
1	155-131111×144-411111	13	1832-211121×085-32121	25	1736-24311×1320-18-41321
2	1736-34234×华优168F	14	1832-734211×1320-18-41311	26	1736-71211×1320-18-41321
3	15Y1-823111×华优168F	15	1832-735311×1320-18-41311	27	1744-10-31111×142-12-41111
4	1736-243121×华优168F	16	1736-22121×85F-13-26121	28	1736-71211×14Y20-21-11111
5	1736-231111×华优168F	17	1832-91112×85F-13-26121	29	098-121521×1625-11213
6	1620-641111×华优168F	18	1320-18-41321×1736-342341	30	1736-213111×1640-911211
7	142-12-41111×1891-11222	19	1734B32-51112×1736-342341	31	071-41322×1735B19-221113
8	1620-641111×13HY19	20	1734A-921111×1736-342341	32	071-41322×1838-311311
9	071-41322×1735B20-111121	21	1735B10-111112×098-121521	33	1320-18-41311×1871-42121
10	1736-71211×085-32121	22	1872B-22111×098-121521	34	286-4×1620-222211
11	1832-81121×085-32121	23	1735B20-111211×098-121521	35	1735A-36-2211×Z1A-411221
12	1620-641111×085-32121	24	Z7A-13-11131×098-121521	36	1736-24311×1320-18-41321

变异来源	自由度	苗期株高	成株株高	成株穗位高	穗位叶长	穗位叶宽	最大叶面积	穗位叶叶绿素含量	成株茎粗
重复间	1	8.36	437.43	133.77	37.62	0.71	5456.23	14.13	0.01
基因型间	35	45.18	5123.96^**	1763.29^**	52.05	6.45^**	22336.23^**	418.38^**	0.02
误差	35	74.54	440.65	164.66	50.30	0.97	3767.71	16.16	0.02
变异来源	自由度	功能叶片数	穗长	穗粗	秃尖长度	穗行数	行粒数	百粒重	单株粒重
重复间	1	0.84	2.74	0.29	0.42	2.96	7.11	724.54	1056.40
基因型间	35	1.08	17.60^**	0.70^**	0.67^*	7.48^*	61.24^**	848.23^*	7095.38^**
误差	35	0.89	6.40	0.27	0.33	3.45	18.79	470.52	1323.57

变异来源	自由度	苗期株高	成株株高	成株穗位高	穗位叶长	穗位叶宽	最大叶面积	穗位叶叶绿素含量	成株茎粗
重复间	1	8.36	437.43	133.77	37.62	0.71	5456.23	14.13	0.01
基因型间	35	45.18	5123.96^**	1763.29^**	52.05	6.45^**	22336.23^**	418.38^**	0.02
误差	35	74.54	440.65	164.66	50.30	0.97	3767.71	16.16	0.02
变异来源	自由度	功能叶片数	穗长	穗粗	秃尖长度	穗行数	行粒数	百粒重	单株粒重
重复间	1	0.84	2.74	0.29	0.42	2.96	7.11	724.54	1056.40
基因型间	35	1.08	17.60^**	0.70^**	0.67^*	7.48^*	61.24^**	848.23^*	7095.38^**
误差	35	0.89	6.40	0.27	0.33	3.45	18.79	470.52	1323.57

性状	成株株高	成株穗位高	最大叶面积	穗位叶叶绿素含量	穗位叶宽	穗长	穗粗	秃尖长度	穗行数	行粒数	百粒重	单株粒重
成株株高	0.3443	0.8157^**	-0.0381	0.2092	-0.1278	0.2578	-0.0076	0.0086	0.4295^**	0.1219	0.0024	0.0641
成株穗位高		-0.3670	-0.2219	-0.0921	-0.2236	0.0568	0.0328	-0.0357	0.4384^**	-0.0181	-0.1323	-0.0605
最大叶面积			-0.2580	0.1987	0.5297^**	0.3503^*	0.0865	-0.0299	-0.0866	0.1822	-0.1120	-0.0884
穗位叶叶绿素含量				-0.0327	0.2194	0.0970	0.0553	-0.1182	0.1503	0.1199	0.1846	0.0777
穗位叶宽					0.1462	-0.0388	0.2296	-0.1819	0.0174	-0.0460	0.3156	0.0397
穗长						0.0690	0.0540	0.2750	-0.0359	0.6683^**	-0.2273	0.0956
穗粗							-0.0184	-0.0787	0.2257	-0.0798	0.1677	-0.0181
秃尖长度								0.0436	-0.0235	-0.0753	0.0664	0.0617
穗行数									0.0125	-0.1249	-0.0742	-0.0037
行粒数										0.0904	-0.4193^**	0.1001
百粒重											0.0571	0.1208
单株粒重												1.0000

不同基因型玉米对低氮胁迫的反应与耐低氮品种性状选择

Response of Different Maize Genotypes to Low Nitrogen Stress and Trait Selection of Low Nitrogen Tolerant Varieties

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1	0.66	0.64	1.00	0.47	0.78	0.34	0.79	0.63	0.62	0.21	0.81	0.53
2	0.56	0.22	0.55	0.93	0.50	0.33	0.62	0.58	0.49	0.50	0.73	0.26
3	0.87	1.00	0.23	0.00	0.17	0.49	0.56	0.83	0.77	0.30	0.42	0.32
4	0.83	0.65	0.58	0.64	0.49	0.46	0.82	0.77	0.68	0.55	0.63	0.46
5	0.97	0.96	0.21	0.66	0.39	0.33	0.87	0.52	1.00	0.50	0.45	0.00
6	0.66	0.33	0.61	0.59	0.69	0.64	0.87	0.50	0.85	0.68	0.54	0.52
7	0.86	0.57	1.00	0.79	0.75	0.44	0.87	0.38	0.92	0.46	0.75	0.56
8	0.83	0.48	0.58	0.69	0.65	0.50	0.64	0.42	0.42	0.54	0.48	0.36
9	0.86	0.41	0.93	0.62	0.47	0.69	0.79	0.29	0.43	1.00	0.29	0.44
10	0.56	0.31	0.69	0.89	0.65	0.53	0.85	0.46	0.70	0.75	0.48	0.84
11	0.17	0.00	0.64	0.22	0.61	0.23	0.67	0.58	0.64	0.03	0.74	0.35
12	0.40	0.57	0.33	0.28	0.60	0.24	0.64	0.17	0.00	0.51	0.75	0.20
13	0.07	0.22	0.40	0.53	0.55	0.29	0.72	0.71	0.45	0.21	0.78	0.55
14	0.10	0.21	0.52	0.25	0.50	0.28	0.87	0.25	0.64	0.46	0.45	0.53
15	0.60	0.43	0.59	0.61	0.54	0.27	0.77	0.06	0.74	0.29	0.64	0.53
16	0.46	0.40	0.70	0.89	0.58	0.47	0.74	0.23	0.45	0.39	0.50	0.43
17	0.86	0.92	0.51	0.30	0.40	0.33	0.74	0.48	0.85	0.54	0.35	0.46
18	0.43	0.45	0.73	0.72	0.53	0.42	0.67	0.06	0.34	0.67	0.71	0.49
19	0.89	0.66	0.59	0.72	0.36	0.15	0.72	0.40	0.36	0.07	0.76	0.37
20	0.86	0.64	0.29	0.44	0.00	0.34	0.62	0.46	0.45	0.54	0.49	0.35
21	0.60	0.49	0.47	0.90	0.42	0.18	0.79	0.60	0.60	0.04	0.66	0.68
22	1.00	0.86	0.24	0.57	0.28	0.24	0.77	0.38	0.98	0.36	0.62	0.75
23	0.99	0.82	0.77	0.85	1.00	0.23	0.87	0.31	0.89	0.29	0.56	0.33
24	0.93	0.62	0.46	1.00	0.45	0.45	0.00	0.25	0.94	0.53	0.65	0.30
25	0.33	0.55	0.32	0.33	0.67	0.22	0.82	0.08	0.72	0.47	0.59	0.57
26	0.76	0.51	0.27	0.95	0.48	0.39	0.74	1.00	0.68	0.22	0.93	0.84
27	0.30	0.21	0.29	0.94	0.49	0.03	1.00	0.00	0.64	0.01	0.66	0.37
28	0.00	0.25	0.69	0.67	0.31	0.05	0.59	0.46	0.77	0.41	0.00	0.07
29	0.60	0.42	0.49	0.23	0.38	0.28	0.74	0.35	0.75	0.09	0.70	0.51
30	0.50	0.49	0.00	0.24	0.39	0.03	0.67	0.58	0.57	0.14	0.61	0.59
31	0.20	0.12	0.79	0.52	0.41	1.00	0.82	0.96	0.30	0.83	0.40	0.35
32	0.46	0.36	0.25	0.62	0.50	0.28	0.97	0.25	0.62	0.63	0.75	0.46
33	0.33	0.16	0.43	0.48	0.46	0.23	0.10	0.50	0.17	0.75	0.33	1.00
34	0.30	0.07	0.41	0.82	0.63	0.17	0.82	0.54	0.66	0.57	1.00	0.37
35	0.17	0.11	0.85	0.34	0.81	0.00	0.59	0.60	0.36	0.00	0.74	0.13
36	0.79	0.69	0.60	0.58	0.65	0.34	0.77	0.25	0.75	0.50	0.46	0.60

性状	成株株高	成株穗位高	最大叶面积	穗位叶叶绿素含量	穗位叶宽	穗长	穗粗	秃尖长度	穗行数	行粒数	百粒重	单株粒重
通径系数	0.3443	-0.3670	-0.2580	-0.0327	0.1462	0.0690	-0.0184	0.0436	0.0125	0.0904	0.0571	1.0000
权重	0.3168	-0.3376	-0.2374	-0.0301	0.1345	0.0635	-0.0169	0.0401	0.0115	0.0831	0.0525	0.9200

参试材料代号	耐低氮综合系数	参试材料代号	耐低氮综合系数	参试材料代号	耐低氮综合系数	参试材料代号	耐低氮综合系数
1	0.4338	10	0.8797	19	0.3521	28	-0.1139
2	0.3675	11	0.3741	20	0.3992	29	0.5161
3	0.3076	12	0.2041	21	0.6306	30	0.6460
4	0.5068	13	0.5124	22	0.0462	31	0.3832
5	0.0683	14	0.4652	23	0.3408	32	0.5500
6	0.6456	15	0.5148	24	0.4037	33	1.0319
7	0.5491	16	0.3847	25	0.5283	34	0.4975
8	0.4691	17	0.4126	26	0.9396	35	0.0905
9	0.5086	18	0.4220	27	0.3615	36	0.5941

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