导入大刍草基因改良玉米子粒饲用品质的分析

玉米科学２００７，１５（４）：２２～２４文章编号：１００５－０９０６（２００７）０４－００２２－０３

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｉｚｅＳｃｉｅｎｃｅｓ

导入大刍草基因改良玉米子粒

饲用品质的分析

赖

麟

（四川教育学院生物系，成都６１００４１）

摘要：用１年生墨西哥大刍草与人工合成的玉米Ｇ综合种进行远缘杂交，将其分离的６个稳定自交系和玉

米亲本Ｇ综合种的５个品质性状进行对比分析。多元方差分析结果表明，导入大刍草优良品质基因对于改良玉米品系的粗纤维、粗脂肪、无氮浸出物和可消化总养分品质性状有显著的提高效应，粗蛋白含量无显著差异。通过５个品质性状的多元相关回归分析结果表明，可消化总养分与另４个品质构成性状有极显著的线性相关回归关系。用可消化总养分作为饲用玉米品质评价的综合指标有利于选育出高品质的饲用玉米优良品种。

关键词：玉米；大刍草；远缘杂交；品质育种；可消化总养分中图分类号：Ｓ５１３．０３

文献标识码：Ａ

ＡｎａｌｙｓｅｓｏｆＦｅｅｄｉｎｇＱｕａｌｉｔｙｏｆＩｍｐｒｏｖｅｄＭａｉｚｅＢｒｅｅｄ

ｂｙＩｍｐｌａｎｔｉｎｇＴｅｏｓｉｎｔｅＧｅｎｅｓ

ＬＡＩＬｉｎ

（ＢｉｏｌｏｇｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳｉｃｈｕａｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｖｅｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙａｎｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｂｅｔｗｅｅｎｍａｉｚｅｐａｒｅｎｔｃｏｍｐｌｅｘｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｓｉｘｓｔａｂｌｅｓｅｌｆ－ｓｔｒａｉｎｓｓｅｇｒｅｇａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｄｉｓｔａｎｔｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｏｎｅ－ｙｅａｒＭｅｘｉｃｏＴｅｏｓｉｎｔｅａｎｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｎｇｍａｉｚｅＧｃｏｍｐｌｅｘｓｐｅｃｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｍｕｌｔｉｆａｃｔｏｒｖａｒｉａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅｉｍｐｒｏｖｅｄｅｆｆｅｃｔｓｔａｋｅｐｌａｃｅｏｎｔｈｅｆｏｕｒｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｏｕｇｈｆｉｂｅｒ，ｒｏｕｇｈｆａｔ，ｎｏｎ－ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏａｋ－ｏｕｔｓｏ－ｌｕｔｉｏｎａｎｄｔｏｔａｌｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｍａｉｚｅｓｔｒａｉｎｂｒｅｅｄｂｙｉｍｐｌａｎｔｉｎｇＴｅｏｓｉｎｔｅｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙｇｅｎｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｎｏｒｅｍａｒｋａｂｌｅｖａｒｉａｎｃｅｏｃｃｕｒｓｔｏｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒｏｕｇｈｐｒｏｔｅｉｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｂｙｍｕｌｔｉｆａｃｔｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｇｒｅｓ－ｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｍｏｎｇｔｈｅｓｅｆｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｏｔａｌｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔｓｈａｖｅａｓｕｐｅｒｒｅｍａｒｋａｂｌｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓ－ｓｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｔｏｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒｆｏｕｒｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｅｓｐｏｉｎｔｏｕｔｔｈａｔａｄｏｐｔｉｎｇｔｏｔａｌｄｉ－ｇｅｓｔｉｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔａｓａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｄｅｘｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｆｅｅｄｉｎｇｍａｉｚｅｗｉｌｌｂｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｓｅｌｅｃｔｉｎｇｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｆｅｅｄｉｎｇｍａｉｚｅｂｒｅｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｉｚｅ；Ｔｅｏｓｉｎｔｅ；Ｄｉｓｔａｎｔｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ；Ｑｕａｌｉｔｙｂｒｅｅｄｉｎｇ；Ｔｏｔａｌｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔｓ

按照动物营养学观点，评价饲料品质的一个重要指标是可消化总养分（Ｔｏｔａｌｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔｓ，缩写为ＴＤＮ）。近年来对全世界动物营养的研究影响很大。如何提高饲用玉米的饲用品质，关键在于扩大种质资源，选育出高品质的自交系。大刍草是玉米近缘

亚属植物，一年生墨西哥大刍草（ＺｅａＭｅｘｉｃａｎＳｃｈａｒｄ）具有很多可供玉米育种利用的优良基因。前人的研究也证明了玉米与大刍草杂交，其后代的子粒蛋白质有很大的提高。但大刍草与玉米杂交，其后代的

ＴＤＮ是否有所提高迄今尚未见研究报道。杂交后代

的粗脂肪、粗纤维等品质构成的遗传规律以及和

收稿日期：２００７－０２－１４；修回日期：２００７－０６－０８作者简介：赖

麟（１９５５－），男，副教授，硕士，从事玉米数量性状遗

ＴＤＮ的遗传相关关系研究也尚未见报道。本文通过

用大刍草与玉米综合种杂交，导入大刍草基因，研究其ＴＤＮ变化的遗传规律，并通过对各品质构成因素的研究，探讨其与ＴＤＮ的遗传关系，为高品质饲用传和育种研究。

Ｔｅｌ：１３９８２００２２６１０２８－６６７７５４８２

ｍａｉｌ：

４期赖麟：导入大刍草基因改良玉米子粒饲用品质的分析２３

的理论依据和实践应用。方差分析和多元相关回归分析。

１材料与方法

大刍草亲本（Ｚｅａ，Ｍ．Ｓ）选自１９８４年从中国农科

２

２．１

结果与分析

多元方差分析

院品资所引入的一年生墨西哥大刍草。玉米亲本选自四川农业大学从１９７８年起用３４个温带材料与亚热带材料以及２个高赖氨酸材料经１０１５个热带、

年混合选择和全姊妹轮回选择人工合成的优质玉米综合种Ｇ。对大刍草与玉米Ｇ综合种的杂交后代按普通优良自交系选系标准，经４代连续自交产生的

６个远缘杂交选系和对照Ｇ综合种的５个品质

性状含量百分数的平均值见表１。对７个供试材料进行的多元方差分析结果见表２。

表１

远缘杂交选系和对照Ｇ综合种各品质性状平均值

Ｔａｂｌｅ１ＡｖｅｒａｇｅｆｏｒｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｌｉｎｅｓｆｒｏｍｄｉｓｔａｎｔｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎａｎｄＧｃｏｍｐｌｅｘｓｐｅｃｉｅｓ

％ＴＤＮ８８．８６８８．０６８７．４４８６．６６８６．２０８５．８０８４．８６

６个稳定自交系ＧＴ８８１０７、ＧＴ８８０８２、ＧＴ８８１３２、ＧＴ３９、ＧＴ８８０３０、ＧＴ４５。对照玉米亲本Ｇ综合种共７

个供试材料，在四川农业大学农场采用随机区组设计种植。于２００１年３次重复，田间管理略优于大田。分别将收获的子粒粉碎后取样，５次重复。用ＮＩＲ４５００近红外成分分析仪测定各供试材料的可消化粗蛋白可消化无氮浸出物（ＡＤＦ）、可消化粗纤维（ＮＤＦ）、（ＣＰ）、

可消化粗脂肪（ＥＥ）、可消化总养分（ＴＤＮ）等５个品质性状的含量。对所获的结果用ＳＰＳＳ软件进行多元

表２

品系

ＩｎｂｒｅｅｄｌｉｎｅｓＧＴ８８１０７ＧＴ８８０８２ＧＴ８８１３２ＧＴ３９ＧＴ８８０３０ＧＴ４５Ｇ综合种

ＣＰ１２．４４１１．０２１２．２４１３．１８１２．６０１１．９４１１．８８

ＡＤＦ７３．７５７２．５０７０．７５７１．７５７０．００６８．７５６８．７５

ＮＤＦ１．７６２．１６２．４８２．８８３．１２３．３４３．８４

ＥＥ４．８５４．９８５．０２４．８４４．９８４．７３４．４５

多元方差分析

Ｔａｂｌｅ２

项目

数值

Ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｔｅｓｔｓ

假设自由度

误差自由度

显著性概率

ＩｔｅｍＰｉｌｌａｉ’ｓｔｒａｃｅＷｉｌｋｓ’λＨｏｔｅｌｌｉｎｇ’ｓＴ２Ｒｏｙ’ｓｌａｒｇｅｓｔｒｏｏｔ

Ｖａｌｕｅ１．２５５０．０１３５８．７９６５８．４７８

Ｆ２．１３２９．２４２５７．５７１２７２．８９９（ａ）

Ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｄｆ２４．０００２４．０００２４．０００６．０００

Ｅｒｒｏｒｄｆ１１２．０００８８．４２５９４．０００２８．０００

Ｓｉｇ．０．００４０．００００．００００．０００

从表２可知，多元方差分析系数Ｗｉｌｋｓ’λ＝和ＴＤＮ）都达到了极显著差异的程度，各材料间的

０．０１３，ｐ＜０．０１；Ｈｏｔｅｌｉｎｇ’ｓＴ２＝５８．７９６，Ｐ＜０．０１。在所测

定的５个品质性状指标上，大刍草与Ｇ综合种的杂交分离后代组与亲本Ｇ综合种之间存在着极显著

的差异。从各品质性状变量的材料间的方差分析结果（表３）中可以看到，４个品质性状（ＡＤＦ、ＮＤＦ、ＥＥ

表３

ＣＰ并没有达到显著差异的程度。６个远缘杂交选系

与对照Ｇ综合种的ＬＳＤ多重比较结果也表明，远缘杂交后的分离后代组与亲本对照组Ｇ综合种之间在ＣＰ上没有表现出显著差异，ＡＤＦ、ＮＤＦ、ＥＥ和ＴＤＮ均表现出有极显著地提高。

品质性状方差分析汇总

Ｔａｂｌｅ３

性状

均方

Ｖａｒｉａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｓ

显著性概率

性状

均方

ＣｈａｒａｃｔｅｒｓＣＰＡＤＦＮＤＦ

ＭＳ２．２８４４．０４１２．５６３

Ｆ０．９２１２１２．７０２１６６．１１７

Ｓｉｇ．０．４９５０．００００．０００

ＣｈａｒａｃｔｅｒｓＥＥＴＤＮ

ＭＳ４４．３３５９．４７７

Ｆ２３．９９２１４．００４

显著性概率

Ｓｉｇ．０．００１０．０００

２．２多元相关回归分析

对５个品质性状进行的多元相关回归分析结果

计标准误Ｓｙｘ＝０．０３７７５。Ｆ检验的显著性概率值（Ｓｉｇ．）

＜０．０１，达到了极显著相关关系。

，２，

２４

表４

玉米科学１５卷

多元相关回归分析

Ｔａｂｌｅ４

Ｒ平方ＲＳｑｕａｒｅ０．９９８

Ｓｔｄ．评估误差Ｓｔｄ．ＥｒｒｏｒｏｆｔｈｅＥｓｔｉｍａｔｅ０．０３７７５

Ｍｕｌｔｉｎｏｍｉａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ

变化统计ＣｈａｎｇｅＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ

Ｒ

Ｒ平方变化ＲＳｑｕａｒｅＣｈａｎｇｅ

０．９９９

Ｆ变化ＦＣｈａｎｇｅ１３５８３．５６５

ｄｆ１４

ｄｆ２３０

Ｓｉｇ．Ｆ变化Ｓｉｇ．ＦＣｈａｎｇｅ

０．０００

０．９９９（ａ）

ＣＰ、ＡＤＦ、ＮＤＦ、ＥＥ和ＴＤＮ的线性相关和回归

关系进行的显著性检验结果见表５。从表５得知，在以ＴＤＮ为因变量，其余４个品质构成性状为自变量的多元相关回归分析中，ＣＰ、ＡＤＦ、ＮＤＦ和ＥＥ与

从高。这与Ｃｏｊｌｏｈｅ（１９７７）等人的研究结果略有差异。这个综合种中，近年来已选育出了多个高蛋白质的品系。从大刍草与玉米Ｇ综合种杂交分离后代六个谱系的ＴＤＮ平均值均超过８５％。同时这六个谱系可消化粗蛋白也都在１１％以上，高于一等饲用玉米的国家标准。说明导入大刍草优良基因能有效改良玉米选系的品质，可进一步探索其应用价值。

ＴＤＮ的相关回归关系均达到了极显著的线性相关

回归关系。在进行饲用玉米品质育种的选育过程中，应该全面考虑玉米子粒这５个品质性状的选择。

ＴＤＮ与其余４个性状显著相关，测算与应用都较为

方便作为品质育种的重要性状指标进行选择。

表５

品质性状线性相关回归分析

（２）按照动物营养学饲料能量价值的计算，ＴＤＮ

是可消化粗蛋白、可消化粗纤维、可消化无氮浸出物与２．２５倍可消化粗脂肪的总和，将构成品质的四项可消化养分合计为一个数值。因此，用ＴＤＮ去作为饲用玉米子粒的品质评价标准更为适宜。试验分析也可以看出，粗纤维、粗脂肪等品质构成指标都是与

Ｔａｂｌｅ５Ｌｉｎｅａｒｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ

ｏｆｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｓ

性状

相关系数

显著性概率

回归系数

显著性概率

ＣｈａｒａｃｔｅｒＴＤＮ－ＣＰＴＤＮ－ＡＤＦＴＤＮ－ＮＤＦＴＤＮ－ＥＥ

ｒ０．１６６０．９９９０．９９９０．８９７

Ｓｉｇ．０．０３７０．００００．００００．０００

ｂ０．００８１．０２３０．６３４２．２５０

Ｓｉｇ．０．０４３０．００００．００００．００１

ＴＤＮ有高度正相关关系，在玉米品质育种中以此指

标进行品系的选育，可以更有利于选育出高品质的饲用玉米优良品种。

参考文献：

［１］杨

凤．动物营养学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，１９９３．

３讨论与结论

（１）试验结果表明，通过导入墨西哥大刍草的优

［２］宁宇虹．基因改良型高赖氨酸高油脂玉米对于仔猪的营养价值

［Ｊ］．饲料世界，２００１，１：１７－１９．

［３］赖仲铭，等．利用大刍草与玉米杂交创造新种质的研究初报［Ｊ］．

四川农业大学学报，１９９３，１１（４）：６５１－６５２．

良基因，可以有效地提高其杂交后代的品质性状。

Ｋｒｉｓｔｏｖａ（１９８５）的研究认为，玉米与大刍草的杂交，大

刍草基因对品质性状的影响往往比其它农艺性状要大得多。导入大刍草基因可以显著地提高其杂交后代子粒的ＡＤＦ、ＮＤＦ、ＥＥ和ＴＤＮ这４个品质性状的含量，可消化粗蛋白（ＣＰ）性状的含量并没有显著提

［４］肖小余，等．利用大刍草基因导入普通玉米创造新种质方法的研

究［Ｊ］．玉米数量性状遗传与育种研究［Ｍ］．四川科学技术出版社，

２００３，９：１７９－１９４．

［５］ＣｏＪｉｏｈｅ，等．用远缘杂交的方法提高玉米子粒蛋白质含量并改进

其品质［Ｊ］．农学文摘，１９７９，２：３４．

（责任编辑：李万良）