低钾胁迫对玉米光合特性及叶绿素荧光特性的影响

以耐低钾的玉米自交系90-21-3和不耐低钾玉米自交系丹937为试材,利用4个水平钾浓度的水培方法,研究低钾胁迫对不同耐性玉米自交系光合特性和叶绿体荧光特性的影响。结果表明,低钾胁迫下,玉米光合面积减少,光合速率、气孔导度和蒸腾速率均下降,胞间CO₂浓度升高。且在严重低钾条件下不同耐性玉米自交系间差异达到了显著水平,丹937各指标的变化幅度大于90-21-3,90-21-3的光合速率和气孔导度显著大于丹937。低钾胁迫使玉米叶片Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP及ETR显著下降,NPQ上升,表明低钾对PSⅡ造成了伤害,但其能够有效地避免或减轻因PSⅡ吸收过多光能而引起的光抑制和光氧化。与钾敏感自交系相比,耐低钾玉米自交系在低钾胁迫下仍有较强的光合能力和抗光抑制能力,对低钾有更强的耐性。     

低磷胁迫下不同基因型玉米内源激素的动态变化

用高效液相色谱法测定在低磷胁迫下不同基因型玉米生育进程中叶片和根系内源激素含量的动态变化。结果表明,不同基因型玉米叶片和根系内源激素含量除ABA含量为磷低效自交系>磷高效自交系>F₁外,ZT、GA₃和IAA含量均为F₁>磷高效自交系>磷低效自交系。低磷胁迫下,除ZT含量较正常供磷水平减少外,GA₃、IAA和ABA含量均较正常供磷水平增加。ZT和ABA的变幅表现为磷低效自交系大于磷高效自交系和F₁,GA₃和IAA的变幅表现为磷高效自交系和F₁大于磷低效自交系。此外,低磷胁迫下磷高效自交系与磷低效自交系间同一内源激素最值出现时期不同。说明低磷胁迫下不同磷利用效率自交系内源激素表现出规律性变化,因此可将内源激素作为鉴定和选育玉米磷高效基因型的参考指标。     

耐低钾玉米苗期O2·含量、POD活性及其与钾素分布的关系

以耐低钾玉米自交系和不耐低钾玉米自交系为试验材料,比较低钾胁迫条件下两个玉米自交系苗期各个部位超氧阴离子(O2)产生速率、过氧化物酶(POD)活性和钾素分布的动态变化。结果表明,低钾胁迫下耐低钾玉米自交系上部叶片的O2产生速率较低,叶片及根系的POD活性较稳定,能将较多的钾素转移到上部叶片;钾离子在植株体中的分布与O2数量、POD活性存在相关性。     

耐低钾玉米苗期O2(*)含量、POD活性及其与钾素分布的关系

以耐低钾玉米自交系和不耐低钾玉米自交系为试验材料,比较低钾胁迫条件下两个玉米自交系苗期各个部位超氧阴离子(O-.2)产生速率、过氧化物酶(POD)活性和钾素分布的动态变化.结果表明,低钾胁迫下耐低钾玉米自交系上部叶片的O-.2产生速率较低,叶片及根系的POD活性较稳定,能将较多的钾素转移到上部叶片;钾离子在植株体中的分布与O-.2数量、POD活性存在相关性.     

二氧化硫胁迫对玉米幼苗叶片膜脂过氧化和抗氧化酶的影响

利用NaHSO₃处理玉米幼苗模拟水相SO₂胁迫,比较分析了BT-1(抗)、N6(感)自交系经NaHSO₃胁迫后细胞膜脂过氧化和几种抗氧化酶活性的动态变化。结果表明：随着水相SO₂胁迫时间的延长,高感系N6叶片中丙二醛(MDA)含量和H₂O₂积累量比高抗系BT-1显著增加;抗、感系中抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性都有明显的增强,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈显著下降趋势。说明H₂O₂的积累导致玉米叶片膜脂过氧化加剧,SOD和APX在玉米遭受SO₂胁迫中起着重要的保护作用。     

低钾胁迫下耐低钾玉米可溶性蛋白、可溶性糖和钾含量的变化及其关系

采用盆栽试验,分析低钾胁迫下耐低钾、不耐低钾玉米自交系不同部位钾、可溶性蛋白、可溶性糖含量的变化规律。结果表明,低钾胁迫降低各部位钾和可溶性蛋白含量。与不耐低钾玉米相比,耐低钾玉米植株钾含量降幅较大,降幅由上部叶、中部叶、下部叶至根系依次减小;上部叶、中部叶及根系的可溶性蛋白含量降幅较大,下部叶可溶性蛋白含量降幅较小;上部叶、根系的可溶性糖含量下降,中部叶、下部叶的可溶性糖含量增加;低钾胁迫下不耐低钾玉米中部叶片可溶性糖与可溶性蛋白的变化趋势相反,耐低钾玉米根系钾含量与可溶性蛋白的变化趋势相反。     

玉米杂交种郑单958及其双亲自交系耐盐碱性分析

以玉米杂交种郑单958及其双亲自交系为材料,在4个浓度水平的Na2CO3溶液(12.5、25、37.5、50 mmol/L)和4个浓度水平的NaCl溶液(50、100、150、200 mmol/L)胁迫下,利用沙培法进行种子萌发和幼苗胁迫试验,分别测定发芽率、相对电导率等生理指标及脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生化指标,比较杂交种与双亲自交系之间的耐盐碱差异。结果表明：郑单958及双亲自交系耐盐碱筛选最宜浓度为25 mmol/L Na₂CO₃和100 mmol/L NaCl溶液,且Na₂CO₃对于质膜透性的伤害程度大于NaCl;玉米耐盐碱筛选适宜生化指标为SOD活性、MDA含量以及Pro含量,其中Pro含量是玉米耐盐碱筛选的重要指标,其含量随Na₂CO₃浓度的升高显著提高;郑单958杂交种的耐盐碱性优于自交系。     

玉米自交系根系对低钾胁迫的响应

通过大田试验,研究15个玉米自交系幼苗在正常供钾和天然低钾下的根形态特征、干物质积累和钾积累量的变化,探讨玉米自交系根系对低钾胁迫的响应。结果表明:低钾胁迫下,不同玉米自交系根长增加,根表面积、根体积减小,根变细;不同玉米自交系根部及地上部的干物质积累量及钾积累量在低钾胁迫下表现出不同程度的降低;ZD-2、91-2、099和90-21-3的耐低钾能力相对较强,ZD-1、D937、8112和835对低钾胁迫较为敏感。     

不同玉米自交系耐深播能力鉴定及对深播胁迫的生理响应

对12个玉米自交系深播后出苗能力的鉴定结果表明,玉米自交系3681-4具有较强的耐深播能力。进一步相关分析表明,玉米耐深播的主要原因是其中胚轴显著伸长。不同温度对所有的玉米中胚轴的伸长均有影响,且低温抑制中胚轴的伸长。激素测定结果表明,深播处理后,中胚轴部位GA₃和IAA含量均得到显著提高,分别增加了19.0%和50.9%。GA₃和IAA处理后,中胚轴部位GA₃和IAA的含量分别提高了25.1%和14.7%。深播、GA₃、IAA处理后,中胚轴细胞均显著伸长,细胞长度分别增加26.2%、83.4%、51.2%,但处理后细胞数目变化均不大。     

不同耐性玉米自交系苗期根系对低钾胁迫的生物学响应

通过水培试验,以典型耐低钾玉米自交系90-21-3和低钾敏感玉米自交系835为试材,分别于4、6、7、9和10叶期测定玉米根形态、根系还原力、伤流量和干物质积累量,研究不同耐性玉米自交系苗期根系对低钾胁迫的生物学响应。结果表明,低钾胁迫下,耐低钾玉米自交系90-21-3表现为根长增幅大,根表面积、根体积降幅小,根平均直径降幅大。与低钾敏感玉米自交系835相比,低钾胁迫下耐低钾玉米自交系90-21-3的根系相对发达、根系活力强、伤流量大及干物质积累量较大。     

青枯病对不同抗性玉米自交系叶片生理特性的影响

以对青枯病抗性不同的两个玉米自交系为材料,研究青枯病对玉米叶片过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量以及电导率的影响。结果表明,接种青枯病菌后,感病自交系黄早四从14 d开始出现感病症状,抗病自交系K12HF526在30 d后才出现轻微感病症状。两个自交系对照组叶片的POD活性、SOD活性和MDA含量表现趋势一致,抗病自交系高于感病自交系。不同自交系对照组的叶片叶绿素含量一致,处理组中感病自交系明显低于抗病自交系,可能是感染青枯病导致叶绿素含量降低。抗病自交系叶片可溶性蛋白含量在接种前后差异不显著,感病自交系接种21 d后显著降低。通过电导率计算伤害率的结果表明,抗性自交系的伤害率远远低于感病自交系。     

低钾耐性玉米自交系的筛选与评价

将288份玉米自交系在低钾土壤上种植,研究其对低钾胁迫的反应。结果表明：玉米不同基因型对低钾胁迫存在明显的差异,以耐性系数和症状率为指标将供试玉米自交系划分为不耐低钾,中耐低钾和耐低钾3种类型。     

玉米自交系耐盐种质的筛选及耐盐性评价

在0+0、2.5+2.5、5+5和7.5+7.5 mmol/L（Na₂CO₃+NaHCO₃）盐浓度胁迫下,对118份玉米自交系芽期、苗期的耐盐性差异进行比较,以主要农艺性状综合表现为依据筛选耐盐种质。各指标受盐害影响程度大小顺序为株高>芽势>叶长>根长>地上含水量>地下含水量>叶宽>芽率>须根数>根冠比>茎粗>根粗;当盐胁迫溶液为7.5 mmol/LNa₂CO₃+7.5 mmol/L NaHCO₃时,对玉米自交系影响差异显著。综合各个指标的盐害率对118份玉米自交系进行评价和排序,5个耐盐性强的自交系品种为DL、A71、PHB1M、A92和WM33;对盐敏感的5个品种为06NY-25、Mo17、郑32、南引26和农M1。     

延缓叶片衰老ZmIPT2基因的玉米遗传转化及功能验证

从玉米自交系郑58中克隆Zm IPT2基因并构建单子叶植物表达载体,通过农杆菌侵染萌动胚方法将其转入玉米自交系K10中,对转基因后代进行分子检测和功能验证。结果表明,Zm IPT2基因c DNA全长969 bp,成功构建其单子叶植物表达载体p CAMBIA5300-ubi-Zm IPT2。农杆菌侵染萌动胚法共转化K10种子5 163粒,获得T0代PCR阳性幼苗48株,其中13株结实收获种子;获得的3个T2代株系PCR阳性率符合3∶1的分离比,且RT-PCR检测呈阳性;2个T2代转基因株系的成熟期叶绿素含量和细胞分裂素含量极显著高于对照,相对绿叶面积和叶面积持绿期极显著或显著高于对照,百粒重和小区产量显著高于对照。结果初步证明,Zm IPT2基因在玉米中的过表达可延缓叶片衰老,提高玉米产量。     

玉米自交系铁7922苗期耐低氮胁迫原因探讨

以低氮胁迫(NO3--N0.2mmol/L)与正常供氮(NO3--N2mmol/L)条件下的生物量比值作为耐低氮能力指标,从12份玉米自交系中筛选出在低氮胁迫条件下苗期能够正常生长的自交系铁7922。通过不同玉米自交系对低氮胁迫反应差异的比较研究,从根系与氮利用效率对低氮环境的响应以及硝酸盐吸收动力学等3个方面对铁7922耐低氮原因进行了探讨。结果表明,铁7922对低氮环境的适应是多因素共同作用的结果,表现在氮胁迫浓度下根干重的增加、氮利用效率的显著提高以及较小的Km和低的Cmin。单纯的根干重的增加(掖515)或氮利用效率的提高(H21)或较小的Km(4F1、豫8701)并不能保证在低氮环境的正常生长。