光温敏无雄穗系玉米I17雄穗分化发育研究

2014年春季(4月6日)和夏季(7月23日)分别种植光温敏无雄穗玉米系I17,田间观测两种不同播期玉米生长发育特征,并应用体视显微镜和扫描电子显微镜观察雄穗幼穗分化发育时期及特征。结果发现,春季I17玉米雄穗分化发育可明显分为生长锥突起期、伸长期、小穗分化期、小花分化期和性成熟期共5个特征不同的阶段;夏季I17玉米雄穗畸形发育,可能在生长锥突起期与伸长期之间停止发育直至畸形死亡,无法正常通过生长锥伸长期,最终导致无雄穗发生。     

玉米雄穗发育及其分枝数的QTL定位研究进展

雄穗既是玉米产生花粉的器官,也是玉米育种研究的重要内容,与玉米产量关系密切。主要概括了玉米雄穗发育进程及光温、水分和播种密度等因素对玉米雄穗发育的影响、雄穗分枝数QTL定位的研究进展,为进一步研究玉米雄穗发育及其遗传规律、玉米育种提供理论参考。     

夏玉米叶片出生与穗分化关系的研究初报

以9个玉米品种为材料，在夏播条件下进行叶片出生数与穗分化关系的试验观察，结果表明：各品种的雄穗与雌穗分化时期之间均有着明显的对应关系；总叶片数相同的品种，其各出叶数所对应的雄、雌穗分化时期是相同的；不同品种的叶龄指数所对应的雄、雌穗分化各时期是基本一致的。结果揭示了夏玉米出叶数、叶龄指数与穗分化进程的对应关系，为夏玉米高产栽培提供了理论依据。     

玉米叶龄指数与穗分化回归关系的研究初报

以12个玉米品种为材料,在春播与夏播条件下进行玉米叶龄指数与穗分化期回归关系的试验研究。结果表明:各品种的叶龄指数与雄穗分化期之间均呈极显著的正相关关系,回归方程的方差分析均达极显著水准。可利用回归方程,依据叶龄指数的观测值来预测雄穗分化期,为玉米指标化栽培管理提供一定的理论依据。     

玉米雄穗对产量影响研究进展

简述了玉米雄穗的形态结构、生理学功能,并对雄穗对产量的影响、与植株抗病虫性、田间群体透光性的关系以及玉米雄穗的遗传效应与模型研究进行了综述。     

玉米S型细胞质雄性不育系可溶性糖、游离脯氨酸及丙二醛含量分析

以玉米自交系郑58及其两个S型细胞质雄性不育系为材料,对不同生育时期叶片和雄穗小花中的可溶性糖、游离脯氨酸和丙二醛含量进行比较研究。结果表明,在散粉期,郑58叶片中可溶性糖含量显著低于不育系,雄穗小花中可溶性糖含量显著高于不育系。郑58叶片中游离脯氨酸含量仅在雄穗发育末期显著低于郑58cmsQ1261;雄穗小花中游离脯氨酸含量在雄穗发育初期及散粉期均显著高于不育系。郑58叶片中丙二醛含量除雄穗发育末期和抽雄期,其他时期与不育系均有显著差异;雄穗小花中丙二醛含量在雄穗发育初期和散粉期与不育系差异均不显著。     

干旱胁迫影响玉米穗发育的研究进展

气候变化引起干旱等极端天气高强度、高频率发生。玉米的生长发育,尤其是穗的分化与发育,对干旱胁迫的敏感性也同时增加。因此,研究干旱胁迫对玉米穗发育的影响具有重要意义。本文根据调查研究和前人的研究成果,从玉米雌雄穗分化、开花吐丝授粉、子粒发育等3个阶段,对不同程度的干旱胁迫如何影响玉米穗发育进程展开讨论,为玉米的高产、稳产提供理论指导,同时也为玉米抗旱研究提供参考。     

利用雄性不育生产玉米杂交种增产因素分析

通过对杂交种与亲本的雄穗4种处理的结果表明：玉米雄穗不育与人工去雄的增产效果是相仿的。增产的因素要表现在果穗大而整齐，大穗率在90％左右，正常可育的杂交种大穗率在70％左右，而且粒重差异不大。同时说明玉米雄穗盛花期，也是雌穗发育需要养分的重要时期。     

玉米未成熟雄穗的离体培养

本研究旨在用玉米未成熟雄花序作为外植体,以获得接近正常发育的小穗。由于供培养的雄穗易受影响,而且脱离了植株其余器官的影响,因此可以进行许多以前难于进行或不可能进行的研究。例如使正常雄穗生长和分化所必需的营养因子的研究成为可能,它们是减数分裂和小孢子发生的基础生化研究。此外,还可能进行诸如诱导花药单倍体和用化学方法使     

玉米C型胞质雄性不育系POD、CAT、SOD活性及POD酶谱分析

以玉米C型雄性不育系C478及其保持系478、恢复系H01为材料,对叶片以及雄穗小花的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性和过氧化物酶同工酶谱进行比较研究。结果表明：玉米叶片在生长过程中,不育系与保持系和恢复系叶片中的POD活性有明显差异;CAT活性在抽雄期相差不大;不育系每个时期的SOD活性均显著高于保持系。玉米雄穗发育过程中,不育系雄穗小花的POD活性高于保持系和恢复系,不育系雄穗小花刚开始孕育穗长不超过5 cm(时期I)时CAT的活性显著高于保持系与恢复系,不育系雄穗小花孕育完全但没抽出(时期II)时SOD活性明显低于其保持系。玉米抽雄期和开花期的不育系与保持系、恢复系叶片中的酶谱差异明显。     

不同肥力下玉米杂交种及其亲本雄穗性状与产量关系研究

对沈单7号、沈单10、沈玉21等10个玉米杂交种及其亲本自交系的雄穗分枝数、雄穗长度和重量等性状进行研究。方差分析和相关分析表明,杂交种及其亲本自交系雄穗分枝数和雄穗长度对肥力的反应差异不显著,雄穗重量对肥力的反应极显著,肥力与亲本自交系间雄穗重量的交互作用差异显著。在不追施氮肥的条件下,雄穗分枝数和雄穗重量与子粒产量间呈显著负相关,雄穗重量与雄穗分枝数间呈极显著正相关;在追施氮肥的条件下,雄穗分枝数与产量间呈显著负相关,雄穗重量与雄穗分枝数间呈极显著正相关。     

高温胁迫对不同热敏型玉米品种雌雄穗生理特性的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,模拟增温处理,探索玉米穗发育对高温逆境生理响应机制。结果表明,高温胁迫下,玉米雄穗、雌穗抗氧化生理在品种及处理间均有较大差异,雄穗细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈升-降-升的变化,ZD958雄穗上部小穗SOD活性低于下部小穗,XY335雄穗上部小穗SOD活性高于下部小穗。过氧化物酶(POD)活性在高温处理初期下降,而后持续升高;过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫初期增加,而后下降甚至低于对照;丙二醛(MAD)含量均呈增加趋势。ZD958雄穗中可溶性糖和脯氨酸含量较高,XY335雄穗中可溶性蛋白含量较高。XY335雌穗SOD、POD和CAT酶活性降低或显著降低,MDA含量较高;ZD958雌穗SOD、POD和CAT酶活性升高或显著升高,MDA含量较低。随高温胁迫持续,ZD958和XY335雌穗中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈增加趋势,ZD958雌穗具有较高的可溶性糖含量、较高的花丝水势和p H值。     

玉米黄改骨干系植株性状的利用潜力评价

利用NCII设计,对玉米生产上常用的5个骨干黄改系的株型性状进行配合力及遗传参数分析。结果表明,株高与雄穗长呈极显著正相关,与雄穗分枝数呈极显著负相关;雄穗分枝数与雄穗长、穗位高和棒三叶夹角呈极显著负相关。雄穗长、雄穗分枝数和穗位高的遗传力较高,适宜在早代选择;株高和棒三叶夹角的遗传力较低,适宜在高代进行选择。黄改系lx9801的株高和雄穗长一般配合力高,特殊配合力方差大,在杂交组合的株高和雄穗长选配中具有重要的利用价值;浚926和浚928的利用应注意改良其穗位偏高的缺点。自交系昌7-2在株高上的特殊配合力和总配合力效应都较好,雄穗分枝数多,适合作父本;自交系K17的株高特殊配合力方差大,穗位高的总配合力效应小,在降低穗位高方面具有较大的利用潜力。     

2020年度中国玉米生物学研究进展

2020年我国玉米生物学研究继续保持高速发展态势,创新研究成果不断涌现,我国玉米研究团队在国际顶尖学术期刊发表的文章数量稳步提升。在89个SCI或SCIE期刊上发表玉米生物学研究论文369篇,相对于2019年的366篇略有增加,其中,5年平均影响因子超过5.0的高水平论文有86篇,比2019年的83篇增加了3篇,论文质量稳步提升。369篇论文的研究内容涉及玉米基因组学、玉米株型相关性状遗传调控、玉米子粒发育遗传调控、玉米雌穗和雄穗穗性状遗传调控、玉米抗生物和非生物胁迫遗传调控、玉米养分利用遗传调控和玉米育种技术研究等。本文概括性地综述2020年我国科学家在玉米生物学研究领域取得的代表性研究成果。     

高温胁迫对玉米关键生育期生理特性和产量的影响研究进展

以气候变暖及极端气候为主要特征的全球气候变化,会对农业生产产生重大影响,甚至威胁全球粮食安全。随着技术进步和社会对粮食需求的改变,玉米已成为中国第一大粮食作物。高温胁迫对玉米生理生化特征及生长发育产生不利影响,导致玉米产量和品质降低。本文对高温胁迫对与产量相关的玉米器官的生理生化影响和不同生育期高温胁迫对玉米生长及产量的影响进行综述。高温胁迫对玉米细胞膜及抗氧化系统、叶片光合作用及相关酶活性、雄穗分支分化及花粉活力、雌穗吐丝及花丝活力、子粒内淀粉合成相关酶活性均有负面影响;不同生育期高温胁迫对产量及产量构成有不同程度影响,玉米生育期对高温胁迫的敏感程度由高到低分别为开花期灌浆期穗期苗期。同一生育期高温胁迫在不同玉米品种间亦有较大差异。     

玉米茎秆性状与抗折断力的相关和通径分析

以一组双列杂交组合为试材,对9个茎秆性状与单位体积茎抗折断力(UVSRP)进行了相关和通径分析。结果表明,雄穗主轴长与UVSRP呈极显著正相关;穗下生物鲜重、穗下茎秆长、茎秆鲜重、穗位高、茎秆长粗比与UVSRP呈极显著负相关;穗下平均节间长、株高与UVSRP呈显著负相关;茎粗与UVSRP相关不显著。通径分析结果表明,茎秆鲜重、穗下平均节间长、株高和雄穗主轴长对UVSRP的作用表现为较大的正向直接效应;穗下茎秆长、穗下生物鲜重、茎秆长粗比、茎粗和穗位高对UVSRP的作用表现为较大的负向直接效应。增加玉米的生物产量不能只增加穗下茎秆长或穗下平均节间长。适当的雄穗主轴长可作为选择抗茎折断力强的玉米品种的重要参考性状。     

玉米雄穗几何造型研究

通过对玉米雄穗形态结构的观测分析,提出了基于雄穗形态特征参数的三维形态数学模型及其实现方法。雄穗模型的建立过程包括拓扑结构设计、分枝造型和小穗造型三个阶段。模型具有较高的真实感效果,可控性强,可满足雄穗数字化设计的需要。