利用多性状种子质量选择方法筛选出种子活力强且寿命长的优质蛋白玉米自交系

《BMC Plant Biology》：Identifying quality protein maize inbred lines with enhanced seed vigour and longevity using multi-trait seed-quality selection

　　

摘要

背景

高蛋白玉米是一种经过生物强化处理的粮食作物，对低收入和中等收入国家中营养状况较差的人群具有重要意义。然而，高蛋白玉米自交系的种子保存性能差且活力不足，这一问题一直困扰着育种者和种子产业，限制了高蛋白玉米杂交种的推广。在当前形势下，除了产量之外，还需要评估其他同样重要的种子质量特性，如保存性和活力，因为这些特性会直接影响杂交种的市场竞争力和传播范围。

研究结果

在本研究中，通过多种种子质量指标对28个优良的高蛋白玉米自交系在储存前后的种子活力进行了评估。这些自交系初始种子活力较高，但在种子活力和形态特征方面存在差异。在常温下储存18个月后，种子的活力下降速度比存活率更快，导致50%发芽所需时间和平均发芽时间均有所增加。种子寿命可通过干燥老化过程中的半衰期（p₅₀）以及加速湿润老化5天后正常幼苗的比例来衡量，不同自交系之间的这些指标存在显著差异（p?<?0.05）。除种子偏心度外，其他种子形态特征与种子活力或寿命之间并无显著关联。多性状基因型-理想型距离指数（MGIDI）筛选出了4个优良自交系（MGU-QPM-16、MGU-QPM-47、MGU-QPM-22和MGU-QPM-31(Opq)），它们在干燥和湿润老化条件下都表现出更强的储存前后的活力以及更长的种子寿命。根据主成分分析的特征值，所选的优质性状可被分为三类，从而显示出优质种子的优势与劣势。在所有优良自交系中，MGU-QPM-47的种子寿命和储存后活力表现最佳。

结论

本研究发现了在不同干燥自然老化条件和湿润加速老化条件下，具有优异和较差种子保存性及活力的高蛋白玉米自交系。多性状指数中所包含的那些性状具有较高的遗传力，这表明可以利用这些优质保存型高蛋白玉米自交系进行杂交种培育，以提高种子的保存性和活力。此外，这些具有差异性的自交系还可用于构建用于研究种子保存性和活力的作图群体。