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本研究针对我国鲜食玉米柔嫩度差导致品质差的育种现状,以近年选育的亲缘关系较远24个玉米自交系为试验材料,重点分析柔嫩度的品尝法和果实硬度计法两种测定方法的相关性,摸索柔嫩度的测定的定量方法。对鲜食玉米果皮的厚度、细胞层数、单层细胞平均厚度、细胞致密度四个果皮性状进行与两种柔嫩度测定法的相关性分析。同时采用测得柔嫩度差异极显著的9个普甜玉米自交系按照NCⅡ模型的设计原理和方法进行不完全双列杂交,进行组配后共得到40个杂交组合,对鲜食玉米的果皮性状的配合力、遗传力及之间的相关性进行研究,为鲜食玉米的育种提供参考。本研究得到如下主要结果:
⑴2007年秋季和2008年春季分别使用品尝咀嚼法和果实硬度计法测定了24个玉米自交系的柔嫩度,两种方法的测定值在两季中的相关系数分别为r=0.61**和r=0.49**,均达到极显著水平,证明两种方法都能反映鲜食玉米的果皮柔嫩度,果实硬度计法测定的果皮硬度值相对客观、易行,可以作为鲜食玉米果皮柔嫩度定量的测定方法。
⑵对24个鲜食玉米自交系的籽粒果皮进行固定、包埋后制作半薄切片,在显微镜下观察测定果皮的玉米籽粒果皮的厚度、细胞层数、单层细胞平均厚度和细胞致密度。方差分析结果显示鲜食玉米籽粒的果皮的厚度、细胞层数、单层细胞平均厚度和细胞致密度的在不同自交系间和不同季节间均存在极显著差异,对四个果皮组织结构性状与玉米果皮柔嫩度进行相关性分析,表明两种方法测定果皮柔嫩度和果皮组织结构之间存在显著或极显著相关。
⑶9个普甜玉米自交系亲本中,自交系P1和P7的果实硬度计、果皮厚度和果皮细胞层数性状的一般配合力效应值均为负值,较易组配得到柔嫩度好的优良的杂交组合,利用价值较高。对杂交组合中特殊配合力分析,果皮硬度值特殊配合力负向效应值最大的组合是P3×P5,果皮厚度特殊配合力负向效应值最大的组合是P2×P5,果皮细胞层数特殊配合力负向效应值最大的组合是P2×P8。
⑷普甜玉米自交系果皮性状的一般配合力效应值的相关性分析表明:果皮厚度GCA和果皮细胞层数GCA有极显著正相关。
⑸通过分析果皮的厚度、细胞层数和果皮硬度三个性状的遗传规律得出,广义遗传率的大小依次为:果皮厚度>果皮细胞层数>果皮硬度值。其广义遗传率分别为93.78%、89.50%和86.21%。狭义遗传率大小依次为果皮厚度>果皮硬度值>细胞层数。狭义遗传率分别为:68.51%、66.33%和44.47%。三者均有较高的遗传率,选择有效且可在早代选择。
⑹通过对20个杂交组合杂种优势的分析得出,三个果皮性状均会出现负向超亲优势,在亲本的果皮性状不理想的情况下,杂交组合也是有可能得到柔嫩度好,果皮薄,细胞层数少的组合。
⑺通过对正反交共40个杂交组合的细胞质母体效应模型分析,得出果皮硬度值测定柔嫩度值没有细胞质效应和母体效应,而果皮厚度和果皮细胞层数的遗传变异均表现出细胞质效应和母体效应,因此在选配杂交组合时,尽量以果皮厚度薄,细胞层数少的自交系材料作为母本,可得到品质优良的后代。