干旱和氮素交互作用对玉米叶片水势、气孔导度及根部ABA与CTK合成的影响

不同氮素条件下的玉米苗(西玉3号),进行干旱后复水处理.对玉米植株叶片水势,气孔导度和根系ABA,ZR的动态变化进行了研究,结果表明氮素增强了植物对干旱的敏感性,高浓度的CTK可保持气孔开张.适宜的处理,有利于提高植物的抗旱性.     

外源ABA对干旱胁迫下玉米叶片光合能力及气孔开度的影响

为探究旱胁迫下外源ABA对玉米品种叶片光合作用以及气孔开度的影响情况，以玉米品种‘郑单988’为研究对象，采用PEG、ABA、ABA+PEG不同处理对不同时间节点下玉米苗期叶片光合作用、气孔张开程度和叶绿素含量变化进行研究。发现不同处理下3 个时间节点光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均低于对照，而气孔闭合数目均高于对照；ABA+PEG处理的4 个指标均处于PEG和ABA处理之间。说明干旱胁迫下玉米为了维持自身的生长发育，通过关闭气孔减少水分蒸腾；外施ABA可增加干旱胁迫下气孔的关闭数目和叶绿素含量，减少水分流失的同时提高旱胁迫下植株的光合速率，最终提高植株的抗旱能力。     

远红外成像技术在植物干旱响应机制研究中的应用

植物干旱响应机制非常复杂,气孔开闭是植物适应干旱逆境的机制之一。一般气孔行为的改变会直接反映在一些生理指标（如气孔导度、蒸腾强度等）的改变上,继而影响叶片的温度。一旦遇到外界胁迫（如干旱）的影响,叶温发生变化将被用来监测诊断植株的受胁迫情况。远红外热成像是一种可将目标物体红外热辐射转化成热像彩图的技术,具有高分辨率、非接触、高通量的特征。为此,对植物干旱响应机制与远红外成像技术在植物上的应用研究进行综述,阐明远红外成像技术应用于植物干旱响应研究的机制,提出了远红外热成像技术应用于植物抗旱育种的可能性。     

施氮对干旱条件下晚稻产量与生理的影响

为探究干旱条件下氮素运筹对双季超级稻晚稻的影响.选用超级杂交晚稻品种五丰优T025,于幼穗分化期正常和干旱条件下,进行氮素蘖肥(干旱前)与氮素穗肥(干旱后)重施处理,考查产量及有关生理生态指标,结果表明:干旱将导致水稻产量显著下降,幼穗分化期是晚稻水分亏缺敏感期;2种水分条件下,氮素蘖肥重施产量均显著高于穗肥重施处理,...     

外源褪黑素对干旱胁迫下玉米幼苗的影响

为了研究外源褪黑素在增强干旱胁迫下玉米幼苗生长适应性中的作用,降低干旱胁迫对玉米幼苗的伤害。以‘郑单958’玉米种子为试验材料,采用人工控水法,设置6组处理（CK、干旱、M1、M2、M3、M4）研究了干旱胁迫下,外源褪黑素对玉米幼苗生长指标、叶绿素含量、脯氨酸以及过氧化物酶活性的影响。试验结果表明,褪黑素有利于缓解干旱胁迫对玉米幼苗的影响,如株高、叶片含水量、根长,提高了干旱胁迫下玉米幼苗叶绿素合成能力,SPAD值升高;褪黑素可以缓解干旱对玉米幼苗的氧化胁迫,通过提高抗氧化酶活性,随着干旱胁迫天数的增加,各处理组过氧化物酶活性明显高于干旱组;脯氨酸含量随干旱胁迫天数增加而增高,干旱胁迫7天后,干旱组和其他处理组间脯氨酸含量存在显著差异。综合来看,外源褪黑素能提高干旱胁迫下玉米幼苗生长能力,主要通过提高抗氧化酶活性和叶绿素合成,降低膜脂过氧化水平。外源褪黑素能提高玉米抗旱性,可以作为植物生长调节剂应用到实际生产中。     

基于叶面温度和抗旱性评价等级的耐干旱萱草品种筛选方法的建立

中国干旱和半干旱地区面积较广大,选育耐干旱品种是当前包括萱草在内的园艺植物育种的重要目标之一。实验通过叶片表面温度测定的方法初步筛选,进而通过测定气孔导度、气孔密度、离体叶片失水率和相对含水量等耐干旱指标,并观察干旱处理及复水后的萱草地上部分外观形态,进行了抗旱性分级,建立了一套萱草耐干旱品种简单、快速的筛选方法。相关性分析表明萱草叶面温度与抗旱性呈正相关,本研究为从萱草引种或杂交后代群体中快速筛选耐旱萱草品种提供参考。     

春玉米苗期光合速率、蒸腾速率及气孔导度对土壤干旱的反应

为深入探索东北地区土壤水分含量变化对春玉米光合作用、蒸腾速率和气孔导度的影响,揭示玉米苗期干旱减产的生理机制,2010年春季在东北地区中部开展分期播种与土壤水分处理试验,进行土壤湿度、玉米苗情、净光合速率(NPn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等观测,分析它们之间的关系。结果表明,春玉米苗期叶片NPn、Tr和Gs与土壤水分变化之间分别呈二次函数关系,0~20 cm深土壤湿度在19.5%以上时,玉米叶片气孔导度大,光合作用和蒸腾作用旺盛;土壤湿度在19.0%以下,随着土壤湿度下降,NPn和Tr近于线性下降,土壤湿度每降低1个百分点,NPn和Tr分别下降1.6 μmol/(m2.s)和0.5 mol/(m2?s)。玉米叶片Tr和Gs与NPn的关系为线性函数,Gs和Tr每降低1 mol/(m2?s)和1 mmol/(m2?s),NPn分别下降0.89和3.09 μmol/(m2?s)。玉米苗在干旱胁迫下气孔关闭,蒸腾作用减弱,使光合速率快速下降,进而抑制玉米营养生长,最终导致减产。     

花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花光合作用与叶绿素荧光特性的影响

于2004—2005在江苏南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验, 设置干旱与对照2个土壤水分处理, 每个处理再设置3个氮素水平, 研究了花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花叶片光合作用与叶绿素荧光参数的影响, 以期为棉花花铃期干旱时的合理氮肥运筹提供理论依据。结果表明, 与对照相比, 干旱处理显著降低了棉株凌晨叶水势、土壤相对含水量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与胞间CO₂浓度(C_i), 但提高了叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl a+b)及类胡萝卜素(Car)的含量。干旱处理下, P_n、G_s、C_i、Chl a、Chl b、Chl a+b及Car均以240 kg hm^-2氮素水平最高。干旱胁迫下叶绿素初始荧光(Fo)明显升高, 且随氮素水平的提高而增大; 而最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统II(PS II)量子产量(ΦPS II)、电子传递速率(ETR)与光化学猝灭系数(qP)均显著降低, 干旱胁迫亦增大了非光化学猝灭系数(NPQ)。干旱胁迫下F_v/F_m、ΦPS II、ETR与qP均以240 kg hm^-2氮素水平最高。干旱胁迫显著降低叶片蒸腾速率(Tr), 导致叶温升高, 增施氮肥进一步增大了叶温。干旱胁迫降低了棉株各器官干物质重, 而施氮则增大水分胁迫指数。综合分析认为, 过量施氮或施氮不足均不利于提高棉花叶片光合性能。两年试验结果表明, 在本试验设置的3个氮素水平中, 花铃期干旱胁迫下以240 kg hm^-2纯氮, 且基施50%, 初花期追施50%较适宜。     

土壤水和空气湿度组合对大豆幼苗光合特性的影响及其复水响应

为了探索在干旱环境下提高空气湿度能否减弱干旱胁迫对植物光合作用的损伤,对受试材料进行初步研究。通过采用人工气候箱控制环境的温湿度,盆栽试验的方法,设置土干气湿(DH)、土干气干(DL)、土湿气湿(WH)、土湿气干(WL)4个处理组,进行一段时间的干旱,随后复水作业至W水平。通过对不同处理组叶片相对含水量、叶绿素含量和光合作用参数等的测定,研究不同空气湿度和土壤水分对大豆苗期光合作用的影响。结果表明,各指标数据的变化趋势大体上都是WH>WL>DH>DL。随着干旱程度加剧,植物生命活性变弱,数值逐渐下降。气孔关闭是光合效率低的重要原因。土壤湿度是植物生长的显著限制因子,提高空气湿度能对植物的干旱损伤起到缓解作用。复水后处理组能逐渐恢复至对照组水平,空气湿度高环境下复水后恢复较低湿的快,较之耐旱能力提高。     

玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应

研究西南地区玉米主要2种套作模式下氮素吸收利用差异及氮肥调控效应, 为氮素高效利用提供科学依据。在四川2个玉米主产区, 通过连续4年的大田试验, 对比研究了玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异和不同供氮水平对玉米氮素吸收的调控效应。结果表明, 玉/豆模式下玉米收获期植株中的氮素积累2个试验点平均较玉/薯模式增加7.11%, 氮收获指数增加2.00%左右, 氮素吸收效率增加7.83%, 成熟期籽粒中氮素的分配比例增加1.76%, 而叶、茎鞘中氮素的分配比例分别减少5.85%和2.75%。分带轮作后, 由于不同前茬对土壤养分影响不同, 再加上套作优势, 玉/豆模式下玉米在生长前期就表现出明显的优势, 到收获期植株氮素积累2个试验点平均较玉/薯增加11.85%, 氮素吸收效率增加11.84%。在玉米氮素积累关键时期, 玉/豆模式在低氮处理下玉米植株氮素的积累量显著高于玉/薯模式相同施氮处理, 而在高氮处理下2种模式间差异不大或者表现相反, 氮肥偏生产力、氮素农艺效率和氮肥利用率也有相似的结果; 玉/豆模式在180 kg hm^-2施氮量下较其他处理显著提高了玉米氮素农学利用率、氮素吸收利用率和籽粒中氮素的分配量, 玉/薯模式下玉米氮素农学利用率和氮肥利用效率, 在180~270 kg hm^-2施氮量处理下较高; 花后氮素同化量玉/豆模式显著高于玉/薯; 2种模式均以施纯氮180~270 kg hm^-2处理有利于氮素转运和花后氮素同化量积累。     

种植密度、氮肥和水分胁迫对玉米产量形成的影响

为阐明种植密度、氮肥和水分胁迫对不同玉米品种产量形成的影响,选用6个玉米品种,在两种密度(45 000株 hm^-2和75 000株 hm^-2)、两种施氮水平(纯氮112.5 kg hm^-2和337.5 kg hm^-2)和两种水分(前期干旱控水和正常灌水)处理下进行大田试验,调查玉米源库性状的主要生理参数和籽粒产量。结果表明,在环境压力较小时(低密度、高氮和正常灌水),玉米品种间籽粒产量、源性状(叶面积指数、穗位叶净光合速率和群体源供应能力)、库性状(群体库容量)、源库协调性状(群体库源比值、籽粒灌浆速率和收获指数)以及成熟期干物质积累量和吐丝期至成熟期干物质积累量差异较小,而逆境胁迫下(高密度、低氮和干旱),差异较大。环境压力较大时(高密度、低氮和干旱),叶面积指数、群体源供应能力、成熟期干物质积累量、吐丝期至成熟期干物质积累量、群体库容量和收获指数与籽粒产量呈显著或极显著正相关。由此说明,在玉米品种产量改良中要强化逆境人工选择,以适应自然选择,改善玉米品种逆境下的群体源库性状,增强吐丝期至成熟期叶片的光合生产效率,强源促库,提高逆境下的生产能力和适应性。     

PEG模拟干旱胁迫对不同抗旱性玉米品种苗期形态与生理特性的影响

为探讨玉米（Zea mays L.）苗期对水分亏缺的响应机制,以抗旱性具有显著差异的2个玉米品种为材料,使用PEG-6000溶液模拟不同强度的干旱胁迫,对逆境中玉米苗期的形态及生理生化特性进行分析。结果表明：干旱胁迫后抗旱性强的成单30的株高、叶面积、根长及根重呈上升趋势,抗旱性弱的金玉306呈下降趋势;干旱胁迫使成单30的地上部干重、根重和干物重等生物产量增加,而金玉306的各生物产量逐渐下降;干旱胁迫导致玉米的丙二醛含量升高,细胞膜稳定性下降,成单30的变化幅度比金玉306小;干旱胁迫使玉米的叶绿素a/b比值及叶绿素含量下降,类胡萝卜素含量增加;成单30的可溶性糖及可溶性蛋白含量在干旱胁迫后变化不显著,而金玉306在后期才出现显著变化;干旱胁迫后,成单30与金玉306的脯氨酸含量均极显著增加;干旱胁迫使玉米的超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性提高。这些结果说明不同抗旱性玉米品种的抗旱机制存在一定差异。     

脯氨酸对玉米抗旱性影响的研究

通过盆栽及室内试验，在孕穗期和灌浆期进行土壤干旱协迫处理，研究了脯氨酸对玉米品种抗旱性的影响，结果表明，在土壤干旱胁迫前或胁迫解除复水后叶面喷洒脯氨酸对提高玉米抗旱性有益。     

非生物胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系产量性状的影响

以抗逆性较强玉米杂交种郑单958及其亲本(郑58、昌7-2)和抗逆性较差的杂交种陕单902及其亲本(K22、K12)为材料, 在不同种植密度(45 000株 hm^-2和75 000株 hm^-2)、施氮量(112.5 kg hm^-2和337.5 kg hm^-2)和灌水量(正常灌水和前期干旱控水)条件下, 分析了2个杂交种及其亲本产量及相关生理特性的变化规律。结果表明, 在非生物胁迫条件下(高密度、低氮和前期干旱控水), 与陕单902相比, 品种郑单958叶面积指数、SPAD值、花后干物质积累量和产量的中亲优势值分别增加18%、9%、28%和22%; 与陕单902亲本(K22、K12)比, 郑单958亲本(郑58、昌7-2)叶面积指数、SPAD值、花后干物质积累量和产量的中亲值分别增加45%、36%、51%和45%; 郑单958产量的中亲值和中亲优势显著高于陕单902, 且中亲值增幅高于杂种优势值。玉米杂交种郑单958较陕单902增产的同时, 增强了对非生物逆境适应的能力。玉米杂交种的抗逆性来自亲本自交系。玉米杂交种抗逆性强在于增强了花后叶片光合能力(较高的LAI和SPAD值), 促进了花后干物质积累。     

干旱胁迫对夏玉米不同品种茎杆力学特性的影响

为研究干旱胁迫对夏玉米不同品种茎杆力学特性的影响,从茎杆力学特性角度探讨夏玉米品种的抗旱能力,以8个河南省主栽夏玉米品种为材料,比较干旱胁迫对茎杆抗折力、压碎强度、穿刺强度等抗倒力学指标的影响。结果表明,茎杆抗倒力学特性受干旱胁迫影响显著,平均下降15%~30%;受旱胁迫后,各品种茎杆抗折力、压碎强度、穿刺强度平均下降了26.1%、18.9%和16.8%;品种间差异明显,‘洛玉8号’、‘郑单958’降幅较小,而‘蠡玉16’、‘中科4号’降幅较大。研究结果表明‘洛玉8号’和‘郑单958’抗旱能力较强,而‘中科4号’和‘蠡玉16’抗旱能力较弱。     

转AtHDG11基因玉米的获得及抗旱性鉴定

培育抗除草剂和抗旱的转基因玉米种质,通过超声波辅助农杆菌介导花粉非组培法将拟南芥抗旱基因At HDG11导入玉米自交系昌7-2中,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测对获得的转基因植株进行检测,获得5株转基因株系。在此基础上,以非转基因自交系昌7-2为对照,对5个转基因株系进行抗旱性鉴测;对苗期和十叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,测定转基因植株生理活性物质和光合参数。结果表明,在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,MDA含量低于非转基因玉米;不论在正常生长条件下还是干旱条件下,转基因株系的光合速率和水分利用率都明显高于对照植株;而转基因株系的蒸腾速率和气孔导度则明显低于对照植株。综合室内与田间的抗旱检测结果表明,超声波辅助农杆菌介导花粉的非组培转基因方法在玉米上是可行的。将拟南芥HDG11基因导入玉米,同样可以有效地提高玉米的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供新的种质资源和新的转基因方法。     

Genetic analysis of drought tolerance in adapted × exotic crosses of maize inbred lines under managed stress conditions

Introduced maize (Zea mays L.) germplasm can serve as sources of favorable alleles to enhance performance in new maize varieties and hybrids under drought stress conditions. In the present study, the combining abilities of 12 exotic maize inbred lines from CIMMYT and 12 adapted maize inbred lines from IITA were studied for grain yield and other traits under controlled drought stress. The inbred lines from each institution were separated into groups using SSR-based genetic diversity and were intercrossed using a factorial mating scheme to generate 96 hybrids. These hybrids were evaluated under both controlled drought stress and well-watered conditions at Ikenne in Nigeria in 2010 and 2011. Average mean yields of hybrids under drought stress represented 23 % of the average yield of hybrids under full irrigation. General combining ability (GCA) effects accounted for 49–85 % of the observed variation for several traits recorded under both well-watered and drought stress conditions. Specific combining ability effects for grain yield, though positive in most hybrids, were not significant under drought stress conditions. All the twelve exotic and nine adapted lines had positive GCA effects (female, male, or both) for grain yield under either drought stress or full irrigation, or both environments. EXL03 and EXL15 that had positive and significant female and male GCA effects for grain yield under both environments can be used to improve their adapted counterparts for grain yield and drought tolerance. Normalized difference vegetation index had weak but significant correlation with grain yield.     

常用玉米自交系抗旱性及抗旱性鉴定指标研究

采用人工水分胁迫处理,通过植物生理学方法,对10个常用玉米自交系进行了抗旱性研究。结果表明,不同玉米自交系存在明显差异,沈136、齐319、丹598和沈137耐旱性较好,可以作为玉米耐旱育种的基础材料。干旱胁迫下,玉米植株叶片相对含水量、丙二醛含量、电导率和ASI与玉米子粒产量极显著相关,能够比较准确地评价玉米自交系抗旱性的强弱,和抗旱系数、抗旱指数一样可以作为玉米育种耐旱自交系筛选的鉴定指标。