花期高温对玉米子粒发育和产量的影响

花期高温对玉米子粒发育不利,是玉米影响稳产高产的重要因素之一。明确花期高温对子拉形成及生长发育的影响,并提出相应的预防和应对技术措施,是避免和缓解高温伤害的重要前提。综述了花期高温对玉米生殖器官发育和功能以及子粒建成充实与产量的影响,并对后续的研究方向提出了展望,以期为杭高温栽培提供可行的思路。     

弱光胁迫影响玉米产量形成的生理机制及调控效应

在全球气候变化背景下,生育期内光照不足已成为制约玉米产量提高的主要因素之一,增加了全球粮食生产和营养安全的风险。本文从光合性能、养分吸收特性、籽粒形成与灌浆特性等方面系统总结了弱光胁迫影响玉米产量形成的生理机制。弱光降低了叶片捕光能力,基质和基粒类囊体结构解体,相关酶活性降低,光系统受到损伤,碳同化能力降低,进而抑制根系发育,影响根系形态和功能,不利于养分吸收和代谢。由于营养供应不足,雌、雄穗发育受阻,花粉和花丝的形态功能受到影响,导致小花受精率低,穗粒数降低。弱光条件下,胚乳细胞数量——“库”容量降低,胚乳传递细胞结构和功能受到影响,内源激素平衡被打破,蔗糖-淀粉代谢相关酶活性下降,茎节维管束数目和面积减少,物质转运和转化能力降低,导致淀粉充实状态差,粒重降低。因此,为缓解弱光胁迫对玉米产量形成的影响,亟须创建系统评估耐阴品种的指标,利用现代育种技术加快培育出高光效耐阴新品种,采取增施氮肥、去除顶部叶、喷施生长调节剂和叶面肥等栽培措施提高产量。未来研究需要注重根冠协调,深入探讨弱光胁迫的作用机理,为玉米抗逆增产关键技术的创建提供理论依据。     

高温干旱对玉米制种花期影响与对策

近几年来,玉米制种花期遭受高温干旱频率不断增多,产量降低,品质变劣,种子质量不达标.为了解决这一问题,宜川县种子站对玉米制种田进行了详细调查并做了大量试验,寻找出了原因,提出了相应对策.     

对玉米杂交制种花期不遇的原因、花期预测及花期调节的探讨

是指母本吐丝期与父本抽雄散粉期相遇不良或不能相遇，影响母本授粉结实，造成制种减产甚至失败的情况。     

弱光胁迫对不同基因型玉米雌雄花发育和授粉结实能力的影响

以不耐阴型玉米豫玉22和耐阴型玉米郑单958为试验材料,设置自然光照和弱光胁迫两个处理,研究弱光胁迫对不同基因型玉米雌雄花发育的影响。研究结果表明,弱光胁迫延缓了雌雄穗的生长发育,表现为抽雄、吐丝和盛花期延迟,花期和雌雄间隔期延长。弱光胁迫下,在吐丝期不耐阴型玉米花粉量比对照显著增加,耐阴型玉米花粉量与对照差异较小;不耐阴型玉米花粉表面网纹在弱光胁迫下变粗且间隙增大,花粉萌发孔及其附近严重畸形,有的明显内陷,花粉内淀粉粒数目显著减少,营养供应能力减弱,耐阴型玉米在弱光胁迫下花粉表面网纹略有加粗或没有变化,萌发孔略微凹陷且程度远低于不耐阴型玉米,花粉中淀粉粒密度略有降低。遮光处理后,不耐阴型玉米的花粉活力、花粉萌发率和萌发速率表现为下降,而耐阴型玉米表现为上升。花丝的生长速率及伸出苞叶数量在弱光胁迫下显著下降,果穗上部花丝受到的影响最大,向下逐渐减弱。弱光胁迫下两个基因型玉米穗长和穗粒数减少,不耐阴型玉米受弱光胁迫影响的程度高于耐阴型玉米。雌雄间隔期延长、营养供应能力减弱导致的花粉畸形、花丝生长速率和可授粉花丝数目的减少以及籽粒IAA含量的下降和ABA含量的增加是弱光条件下玉米穗粒数显著减少的主要原因。     

弱光胁迫对不同基因型玉米籽粒发育和碳氮代谢的影响

以不耐阴型玉米豫玉22和耐阴型玉米郑单958为试验材料,设置自然光照和弱光胁迫2个处理,研究弱光胁迫对不同基因型玉米籽粒建成和碳氮代谢的影响,探求弱光胁迫下碳氮代谢与籽粒建成的关系。结果表明,弱光胁迫下,玉米籽粒生长发育减缓,败育数增加,体积和干重降低;果穗顶部籽粒可溶性糖、蔗糖含量和全氮含量升高, 淀粉含量和碳氮比降低;豫玉22胚乳细胞中淀粉粒密度降低,郑单958与对照相近。弱光胁迫下,不耐阴型玉米豫玉22果穗籽粒的生长发育减缓程度大于耐阴型玉米郑单958,同一基因型果穗顶部籽粒生长发育减缓程度大于中部籽粒,耐阴型玉米郑单958在恢复自然光照后籽粒体积、干重、籽粒碳氮含量和碳氮比与对照之间的差异均小于豫玉22,表现出更强的补偿效应。淀粉合成能力和碳氮比的下降可能是弱光胁迫条件下籽粒发育不良以致最终造成败育的主要原因。     

杂交玉米花期预测及调控途径的研究

根据玉米杂交制种和科研实践,研究分析了玉米杂交制种过程中多导致花期不遇的因素,提出玉米花期预测的叶片观察法、幼穗分化观察法、叶脉预测、未生长出叶预测和叶环预测等方法。同时,针对父母本花期不遇时给出错期试验、苗期、拔节孕穗期、抽雄开花期的调控措施和补救措施。对指导玉米制种生产和提高制种量具有重要意义。     

杂交玉米制种的花期预测和调节

玉米杂交制种父母本花期能否相遇是制种成败的关键,也是决定制种产量和质量的重要因素.但是由于气候、种子活力、栽培管理等问题,常常导致花期相遇差,制种产量低,直接影响了经济效益和社会效益.因此,在杂交玉米制种过程中,应经常检查芽、苗、叶龄等来预测花期相遇情况,并及早采取相应调控措施,以确保花期良好相遇.     

玉米制种花期预测方法的研究

不同的玉米自交系增叶速度不相等,在花期相遇的情况下,制种双亲在生长期间,已出叶龄之差并不固定,叶龄指数也并不对应相等,只有同日展开叶龄的对应关系比较固定,不因年份、播期地的影响而改变。因此,在新组合育成或引进后,先对双亲进行叶龄观察,摸清花期相遇时双亲展开叶龄的对应关系,建立叶龄对应模式,制种时就可按此模式进行花期预测。此法简便、及时、准确。     

基于控制授粉技术的玉米籽粒生育特性与建成机制研究

为了探明玉米果穗不同部位籽粒生育特性及其相互之间的关系,通过中下部不授粉、整行不授粉和中上部先授粉等3种控制授粉方式,研究了3个玉米品种受精子房生育特性及其与结实率之间的关系。结果表明,控制授粉后,玉米顶部籽粒的干重和体积提高,生长发育正常,但穗粒数与穗粒重下降。底部和中部花丝不授粉的顶部籽粒,其干重与统一完全授粉和自然授粉处理的中、底部籽粒差异不大,但同穗籽粒以顶部籽粒的干重、体积为小。整行不授粉和中上部先授粉处理提高了授粉花丝的结实率,整行不授粉处理的结实率与籽粒干重、体积呈极显著正相关,中上部先授粉处理的结实率与籽粒干重、体积则呈显著负相关关系。说明玉米果穗顶部籽粒是可以正常发育的,其粒重也是可以调节的,不足的物质供应可能是顶部籽粒不能正常发育和粒重低的根本原因,增源扩库是提高穗粒重的有效措施。     

玉米雌穗分化与籽粒发育及败育的关系

以郑单958 (ZD958)和登海661 (DH661)为试材,比较研究了4.5、7.5、10.5万株hm^-2三个种植密度下,雌穗分化与籽粒发育及败育的关系。结果表明,密度对玉米雌穗原基开始分化的时间无影响(不同密度下,穗原基均在播后28~29 d左右开始分化),对吐丝期分化的小花总数影响很小。但是高密度推迟了雌穗的分化进程,增加了败育花和未受精花的数目,导致正常成熟小花数目的降低。与低密度相比,高密度下DH661正常小花数减少了100.0个,ZD958减少了76.4个。高密度加大了雌雄穗吐丝开花间隔,降低了吐丝植株的比例(DH661吐丝植株占93.64%;ZD958的占81.80%),推迟了吐丝时间,使单株吐丝量减少,散粉持续时间缩短,导致败育增加。正常受精的小花在灌浆期也会发生籽粒败育,尤其是在花后10 d左右败育严重。相关分析表明,玉米最终的穗粒数与开花期以及花后10 d、20 d的冠层底部透光率相关性显著,花败育率与开花前冠层底部透光率显著负相关。     

玉米籽粒深度等穗部性状QTL定位及上位性效应分析

[目的]为从分子水平上解析玉米穗长、穗粗和籽粒深度的遗传基础,[方法]以豫82×豫87-1衍生的一套重组近交系(RIL)群体为材料,通过多点的表型鉴定,采用SNP标记构建的遗传连锁图谱进行QTL定位及上位性效应分析,[结果]结果表明,3个穗部性状共检测到的18个QTL,这些QTL与环境的互作均未达到显著水平,说明所检测到的控制穗长、穗粗和粒深的QTL在三个环境间的遗传是稳定的。在这些QTL中,位于第1染色体调控穗长的qEL1-1和第2染色体调控粒深的qKD2-1、qKD2-2,分别解释表型变异的6.11%和10.22%、8.88%,说明这三个主效QTL是调控穗部性状的重要区域。上位性效应分析结果表明,共检测到三对位点间互作,互作效应为1.23%~6.54%,其中有一对位点属于显著QTL位点对互作。[结论]由此可见,上位性互作效应在穗部性状的遗传中占有一定的比例,但作用比重相对较小。这些研究结果为进一步图位克隆相关关键基因及分子标记辅助育种提供了重要的参考价值。     

玉米籽粒发育与同化物卸载关系的研究

对玉米果穗上部和中部籽粒发育前期的生理生化指标进行了比较研究,并采用"种子杯"技术研究了籽粒小穗柄卸载情况。结果显示,中部籽粒的发育情况明显优于上部;与上部籽粒相比,中部籽粒早期可溶性糖浓度高、后期淀粉累积快;中部籽粒和小穗柄中酸性蔗糖转化酶(SAI)活性均高于上部。对比不同时期小穗柄端的可溶性糖卸载量也是中部高于上部。研究认为,上部籽粒的发育不良不仅受制于库活性的不足,小穗柄端同化物卸载的不足也是一重要原因。     

玉米花粒期不同阶段遮光对籽粒品质的影响

选用高淀粉玉米费玉3号和普通玉米泰玉2号,大田条件下分别于花粒前期（授粉后1~14 d）,中期（15~28 d）和后期（29~42 d）遮光（透光率45%）处理,研究了对籽粒品质和籽粒中蛋白质、淀粉合成关键酶活性的影响,以及影响品质的关键时期。结果表明,花粒期遮光显著降低了籽粒产量、容重、淀粉直/支比、淀粉及其组分含量,遮光后淀粉RVA谱特征值峰值黏度（PV）、热浆黏度（HV）及崩解值（BD）下降,而籽粒含水率、粗蛋白及其各组分含量、谷/醇比、粗脂肪含量、亚油酸含量、亚麻酸含量、亚油酸/亚麻酸比值以及不饱和脂肪酸含量均升高;遮光显著降低了籽粒蛋白质和淀粉合成关键酶活性,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDPGPPase）、淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）活性与籽粒淀粉含量、容重、峰值黏度和崩解值呈显著正相关,谷氨酰胺合酶（GS）和谷氨酸合酶（GOGAT）活性与蛋白质含量和谷/醇比也呈显著正相关。不同时期遮光对两品种玉米品质性状的影响基本一致,前期遮光处理对籽粒商品品质(容重,含水率)影响大,而中期遮光对籽粒营养品质影响大。可见花粒中前期的光照强度对籽粒品质形成具有关键作用,后期光强对其影响较小。     

玉米穗三叶与产量的相关和通径分析

通过对168份玉米杂交组合的穗三叶长、宽、面积与产量的相关性分析,探究各性状与玉米产量的相关性,为优良玉米品种的选育提供理论基础。结果表明,小区产量的变异系数较大,达到19.27%,穗三叶各性状的变异系数范围为6.34%~9.59%,变异程度相似。相关分析表明,小区产量与穗三叶各性状为正相关关系。通径分析中各性状对玉米产量的正向直接通径系数大小依次为穗上叶宽、穗上叶长、穗位叶面积、穗位叶长、穗下叶面积、穗下叶宽、穗下叶长、穗位叶宽、穗上叶面积,负向直接通径系数大小依次为穗下叶长、穗位叶宽、穗上叶面积。因此,增加穗三叶叶面积可以有效提高玉米产量,尤其是通过增加穗下叶宽和穗位叶长提高叶面积的玉米杂交种,更有利于产量的增加。     

玉米苗期不同供水条件下穗部性状与产量的相关分析

本试验在防雨棚中盆栽条件下进行。供试玉米杂交种5个,苗期设置正常供水、轻度干旱胁迫和中度干旱胁迫3个供水处理,拔节期均复水到正常供水水平。籽粒成熟后,对产量和主要穗部性状进行相关分析和通径分析。结果表明:正常供水条件下,百粒重对产量的影响较大;轻度干旱胁迫条件下,粒长和出籽率与产量关系最密切,通径分析表明轴粗对产量的贡献最大;中度干旱胁迫条件下,行粒数对产量的影响较大。     

施氮对夏玉米顶部籽粒早期发育及产量的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同施氮水平下顶部籽粒的早期发育状况及产量进行了研究。结果表明,施氮明显促进关键酶活性的增强,促进顶部籽粒的早期发育。当施氮量为180 kg/hm²时,顶部籽粒的酸性蔗糖转化酶（AI）、中性蔗糖转化酶（NI）、蔗糖合成酶（SS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGase）、淀粉     

离体条件下玉米籽粒发育动态研究

采用玉米籽粒离体培养的方法研究了不同培养方式对玉米籽粒发育的影响,并对籽粒体积、粒重、可溶性糖、淀粉、蛋白质含量以及呼吸的变化动态进行了测定。结果表明,采用籽粒∶穗轴为3∶10的培养方式较好。离体籽粒的发育与大田玉米相同,该技术可以广泛应用于玉米生理研究。     

雨养条件下玉米穗位叶与产量关系研究

华北地区是我国夏玉米主产区,但该地区地下水超采严重,玉米生育期内经常干旱缺水,雨养玉米已经成为节水农业发展的趋势。筛选简单易行的抗旱指标,对抗旱节水高产玉米品种的评价和选育有重要意义。在雨养水分亏缺条件下,对华北地区广泛种植的10个玉米品种穗位叶性状与产量关系进行相关研究,结果表明,在10个参试品种中浚单20的叶面积中等、叶鲜重和叶干重较重,物质的转运能力较高,其产量最高,具有抗旱节水高产特性。穗位叶各性状间呈极显著正相关,其中叶面积对叶干重的影响较大,穗位叶干重与产量呈显著正相关并具有共线性关系。因此,建议将穗位叶干重作为雨养条件下品种鉴定及选育的指标进行应用。