西北春玉米子粒乳线和水分变化与灌浆特性的关系

选择7个不同类型的春玉米品种,通过对灌浆期子粒乳线和含水量、子粒重量的连续测定,明确乳线与子粒水分、子粒水分与授粉后积温的关系,为适宜机械粒收品种筛选提供依据。结果表明,7个参试品种授粉至生理成熟天数、积温需求和百粒重差异明显,灌浆后45 d乳线下移到子粒62.4%～76.2%处,62～70 d乳线先后消失。随着乳线下移子粒含水率呈明显的直线下降趋势,乳线比例可以预测子粒水分和灌浆天数变化,生理成熟后达到低水分粒收要求所需天数在品种间均可相差1倍。参试品种子粒含水率与授粉后积温均符合Logistic Power非线性增长模型。授粉后,7个品种子粒含水率降低到机械收获子粒含水率25%时,各品种所需授粉后积温1 298.6～1 463.2℃·d,平均1 375.7℃·d;达到18%～22%子粒含水率时,所需授粉后积温为1 414.8～1 827.9℃·d。因此,选择生理成熟后脱水快和收获期子粒水分低的品种,延期收获降低水分含量是提高西北春玉米粒收质量的关键。     

河北省低平原区不同夏玉米品种灌浆、脱水、子粒机收特性的研究

以河北省低平原区不同类型的5个夏玉米品种为试材,在同一种植密度水平下,研究不同夏玉米品种灌浆、脱水和粒收特性之间的差异。结果表明,5个品种在授粉后40 d时达到了百粒鲜重最大值,之后开始缓慢下降,伟科702鲜重最大,华美1号最小。5个品种百粒重和鲜重表现趋势一致,在授粉后40 d内增长较快,衡玉1182百粒重最大,蠡玉35最小。5个品种灌浆速率呈单峰曲线,均在授粉后20 d左右达到最大峰值,灌浆峰值表现为衡玉1182华美1号伟科702郑单958蠡玉35。5个品种粒收时子粒含水率差异很大,衡玉1182最低,华美1号次之,蠡玉35最高。衡玉1182子粒破损率、杂质率和产量损失率均最小,子粒产量最高。综合分析,衡玉1182具有子粒灌浆速率快、收获时子粒含水率低、破损率和杂质率低、产量高等特质,可以作为直接粒收品种大面积推广。     

脱水速率和灌浆速率对玉米收获期子粒含水量的影响

以黑龙江省极早熟和早熟玉米种植区域两对收获期含水量差异显著的玉米主栽品种及其亲本自交系为试材,极早熟玉米种植区域品种为德美亚2号和克玉17,早熟玉米种植区域品种为德美亚3号和哲单37,对比调查子粒含水量动态变化、灌浆速率、生理成熟前后脱水速率等,分析与收获期子粒含水量的关系。结果表明,收获期含水量低的德美亚2号和德美亚3号,与同熟期含水量高的克玉17和哲单37相比,均提前3 d达到生理成熟期,此时期两对杂交种间子粒含水量均无显著差异,灌浆速率平均快0.12 g/d,灌浆时间缩短3 d,各自的母本自交系间呈现出同样的变化;生理成熟后德美亚2号和德美亚3号与克玉17和哲单37相比,随着子粒脱水速率的加快,子粒含水量差异逐渐增大,收获期差异达到极显著水平,父母本自交系间也具有同样的表现。玉米收获期子粒含水量与生理成熟后子粒脱水速率和子粒灌浆速率均呈极显著和显著负相关,相关系数分别为-0.767和-0.589。     

玉米果穗不同位势子粒灌浆特性分析

以8个玉米品种为试材,研究玉米灌浆期果穗不同部位子粒灌浆特性。结果表明,供试8个玉米品种,中下部子粒的百粒重变幅范围为34.02~51.38 g,极差为17.36 g,品种之间的变异系数为13.76%;上部子粒的百粒重变幅范围为28.61~35.13 g,极差为6.52 g,变异系数为7.29%。从灌浆开始至灌浆快增期结束上部子粒百粒重变异系数为66.13%~13.18%,中下部子粒百粒重变异系数为54.38%~12.10%,随灌浆进程子粒百粒重变异系数呈减小趋势。中下部子粒平均灌浆速率始终高于上部子粒,上部子粒灌浆速率的变异系数大于中下部子粒,且灌浆速率的变异系数随灌浆进程呈先降后增的趋势,吐丝后56 d灌浆速率的变异系数快速增长。品种间各灌浆参数的变异系数均为上部子粒大于中下部子粒。选用子粒灌浆粒位差异小的品种,采取有效措施促进上部子粒灌浆、提高粒重是实现玉米高产栽培的技术途径。     

凯润对不同密度下夏玉米根叶衰老及子粒灌浆的影响

采用密度和化控措施,以郑单958为试材进行田间试验,分析不同密度下喷施凯润对夏玉米生育后期根叶形态及子粒灌浆的影响。结果表明,喷施凯润有助于维持玉米后期根系功能,灌浆中期67 500株/hm2密度下玉米根长、表面积、体积及根重分别增加40.37%、36.54%、37.56%、10.64%,差异显著(P0.05);喷施凯润后两个密度下玉米生育后期叶面积指数提高8.71%~71.72%,维持了后期叶片持绿性,促进群体生物量的积累,且67 500株/hm2密度下差异显著;喷施凯润后灌浆中后期子粒体积和干重增加,促进了子粒灌浆,67 500株/hm2密度下玉米穗粒数、千粒重、产量分别增加6.55%、4.06%、7.35%,其中穗粒数差异显著。分析结果表明,高密度加快夏玉米后期根叶衰老,凯润能够缓解根叶早衰,促进玉米生物量积累和子粒灌浆,喷施量为400 m L/hm2时,在67 500株/hm2密度下效果更显著。     

气象因子对黄淮海区粒收玉米子粒灌浆与脱水特性的影响

以宜子粒收获玉米品种“浚单1668”为材料,2018～2020年在鹤壁开展子粒灌浆试验,分析子粒灌浆及脱水特性,探讨粒重、子粒灌浆参数和子粒脱水速率与气象因子之间的关系,揭示宜子粒收获玉米产量形成机制。结果表明,不同年份间玉米子粒产量、百粒重和收获时含水率差异显著。玉米产量的差异主要由粒重引起,粒重与灌浆速率显著正相关,与灌浆时间相关性不显著;日照时数和有效积温是影响灌浆速率和粒重的主要气象因子,日照时数和日温差是影响脱水速率的主要气象因子。结果还表明,子粒收获玉米浚单1668吐丝后积温达到769.1～905.0℃·d时,玉米子粒生理成熟,生理成熟时子粒含水量20.67%～25.33%。黄淮海区域玉米生产过程中,通过适时早播,增加吐丝后日照时数和有效积温,玉米获得最大粒重和产量的同时,可有效降低子粒收获时含水量。     

育苗移栽夏玉米灌浆特性研究

以夏玉米唐抗5号为材料,研究了移栽、直播和耕后播种夏玉米的子粒灌浆特性.结果表明,灌浆前期(授粉后16d以前),移栽玉米的子粒灌浆速率略低于直播和耕后播种处理;但灌浆中后期的灌浆速率显著高于直播,耕后播种处理的灌浆速率最低.移栽处理各发育时期提前10～15d,从而延长了子粒有效灌浆期的长度.移栽降低株高和穗位高,单位面积的穗数、穗粒数和千粒重均不同程度地提高,从而提高了经济产量.     

玉米种质资源子粒自然脱水速率的测定

以132份玉米自交系为试材,测定生理成熟期和收获期的子粒含水量,计算生理成熟后子粒脱水速率。结果表明,玉米自交系的起始鉴定时间是授粉后35 d,在生理成熟期和收获期,早熟自交系的子粒含水量变幅分别为21.15%～43.24%和7.27%～29.08%;晚熟自交系的子粒含水量变幅分别为23.67%～42.48%和14.72%～37.87%。玉米自交系间子粒自然脱水速率差异显著,早熟、晚熟自交系的脱水速率变幅分别为0.28%/d～2.82%/d和0.11%/d～3.00%/d。在132份自交系中,脱水快、中、慢的自交系分别有31、70和31份。玉米主推品种的部分亲本和一些老的骨干系,在育种中可作为脱水快的材料加以利用。     

通过剪叶改变源库关系对玉米子粒营养组分含量的影响

2004～2005年在吉林省梨树县大田条件下以吉单209(普通玉米品种)、吉油199(高油玉米品种)、郑单958(高淀粉玉米品种)为试材,在授粉后25d和35d将植株全部绿叶剪掉1/2,玉米成熟后对子粒淀粉、蛋白质、油分等营养组分含量的变化进行了测定分析。结果表明:各类玉米品种的源库关系在线性灌浆期改变为源小库大后,单粒淀粉积累量均显著减少,但淀粉百分含量除供试高油品种外则有明显提高;单粒蛋白质积累量均显著减少,同时蛋白质百分含量显著下降;单粒油分积累量显著减少,但油分百分含量变化不大;赖氨酸/蛋白质显著提高,与蛋白质百分含量的变化趋势相反。改变源库关系对子粒淀粉、蛋白质和油分百分含量的效应不同,各类玉米品种均表现为子粒蛋白质百分含量变化受到的影响最大,对源库关系改变的反应最敏感;淀粉百分含量次之;油分百分含量一般不易受源库关系改变的影响,表现稳定。     

玉米PRC2基因在子粒发育过程中的表达分析

以玉米自交系昌7-2授粉后不同天数的玉米子粒为研究对象,通过实时荧光定量PCR技术,对玉米中3个Polycomb Repressive Complex 2基因(PRC2)Mez1(Maize enhancer of zeste 1)、Fie1(Fertilization independent endosperm 1)和Vef101(VEF family protein 101)在授粉后不同天数的表达情况进行研究。结果表明,Mez1、Fie1和Vef101在授粉后子粒发育不同阶段均有表达,Fie1在子粒发育过程中呈先上升后下降的趋势,授粉后10 d表达量最高,表明Fie1可能在子粒由胚胎形成到干物质积累的过渡时期发挥调控作用;Mez1在子粒发育过程中呈先下降后上升的趋势,授粉后10 d表达量最低,子粒发育后期表达量明显上升,表明Mez1可能在子粒淀粉积累过程中发挥调控作用;Vef101只在授粉后5 d的子粒中呈现高表达,其他时期表达量均较低,表明Vef101可能在玉米子粒发育早期胚胎形成过程中发挥调控作用。     

Causes of low seed set in white clover (Trifolium repens L.)

A field experiment was conducted to clarify the factors responsible for poor seed set in four white clover ( Trifolium repens L.) cultivars. Although the mean number of ovules per floret was 5·18–5·29, the average number of seeds per floret was found to be only 1·23-1·82. A stainclearing technique was used to examine the cytoplasmic state of the embryo sac in intact, unfertilized, mature ovules and it was found that 28–33% of ovules per carpel were sterile. The abortion rate of fertilized ovules and immature seeds (7 days after pollination) ranged between 32 and 34%. Beyond this period, it was observed that only a very small proportion of the total seeds were lost. The observation of high pollen fertility and a high pollen load strongly suggests that poor pollination does not account for the reduced number of seeds per floret. A 'nutrient competition' hypothesis was proposed for high ovule sterility and post-fertilization abortion of developing seeds.     

玉米杂交种子充实期子粒增重规律研究

在相同环境条件下,研究了3个母本与5个父本玉米自交系形成的15个杂交组合在充实期子粒重量的增加与充实时间的关系.结果表明,所有杂交组合种子从授粉后10d开始,种子重量的增加均表现为典型的S形曲线增长,且不同基因型表现一致.在授粉后30d内,母本间方差达显著或极显著,父本间方差均不显著,说明在此期间内,对杂交种子粒重增加的效应可能母本比父本更明显;授粉后第35天,母本间方差极显著,父本间方差显著,说明此时母、父本对增加杂交种子粒重的效应均较明显;在授粉40d后,对杂交种子粒重增加的效应转变为父本比母本更明显.     

辽宁制种基地玉米杂交种种子收获期与种子活力关系

2013~2015年,以马齿型玉米杂交种郑单958(郑58×昌7-2)、辽单565(中106×辽3162)和硬粒型玉米杂交种先玉335(Ph6wc×Ph4cv)为试材,在辽宁地区进行杂交制种。在授粉后35 d后每隔3 d不同收获期采集果穗,对不同品种、不同收获期种子子粒水分、百粒重、标准发芽率、人工加速老化、冷发芽及田间出苗率进行比较研究,评价种子活力。结果表明,在辽宁地区制种,辽单565在授粉后44~53 d收获的种子能够达到较高的活力水平;郑单958在授粉后47~56 d收获能够达到较高的活力水平;先玉335在授粉后44~56 d收获能够达到较高的活力水平。比目前生产收获期提前10 d左右收获,可有效回避天气灾害对玉米种子质量的影响。     

利用分子标记定位玉米小粒突变体mn7基因的研究

利用甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系郑 58进行诱变，获得 1个可以稳定遗传的小粒突变体mn7(miniature 7)。mn7成熟子粒表现为体积变小、子粒偏白、胚乳发育缓慢，百粒重降低 60.2%，粒长、粒宽、粒厚均极显著降低。mn7突变体的子粒在授粉后 15 d即可观察到明显小于野生型的子粒。对其自交后代和回交后代的遗传分析表明，该性状受隐性单基因控制。用mn7纯合体与自选玉米自交系 19HL3012杂交构建的包含 348个个体的 F₂分离群体，将该基因定位于玉米第 7染色体上 bin7.02区域内分子标记 umc2327和 SYM232之间 5.8 cM的范围内，距umc2327为 4.4 cM，距 SYM232为 1.4 cM。初步的生物信息学分析表明， mn7可能是 1个新基因或新等位基因。     

低温干燥贮藏包衣和非包衣玉米种子活力及生理差异性研究

以玉米品种NK618和济单7号的包衣和非包衣种子为试验材料,低温干燥贮藏16个月、28个月和40个月,分别测定种子的发芽、活力指标,测定幼苗的SOD、POD、CAT、MDA、脯氨酸等含量,探讨低温干燥贮藏条件下玉米种子的可种用时间,比较包衣和非包衣玉米种子间的贮藏差异性及生理变化。结果表明,低温干燥条件下玉米种子贮藏16个月,包衣种子的各项发芽及活力指标比新种子显著降低,非包衣则无显著性变化;贮藏28个月,NK618和济单7号非包衣种子的发芽率分别是91%和87%,均可作种用,包衣种子已无种用价值;贮藏40个月时包衣和非包衣种子均不可作种用。包衣种子比非包衣种子更易老化,幼苗的SOD、POD、CAT含量均随贮藏时间延长而降低,贮藏28个月两个品种包衣和非包衣3种酶含量均比对照新种子含量降低,但差异显著性不同;MDA和脯氨酸含量随贮藏时间延长而增加,贮藏40个月时两个品种的包衣和非包衣种子萌发幼苗MDA含量均达最大值。     

睡莲品种‘公牛眼’和‘泰国王’授粉后子房的发育差异研究

睡莲属（Nymphaea）植物是我国新兴的水生花卉,其中重瓣型睡莲的花态丰满艳丽,一直倍受睡莲爱好者、育种者的喜爱和关注,在水生园林景观中的应用日渐广泛,但在育种的过程中,育种者经常遇到杂交不结实的现象,导致重瓣型睡莲品种难以培育。为探索重瓣睡莲难以结实的原因,以重瓣睡莲中较具代表性的品种‘泰国王’为实验组,以育性较好的品种‘公牛眼’为对照组,利用石蜡切片技术对其授粉后不同时期的子房进行显微结构比较,采用扫描电镜进一步观察样本的柱头和胚珠,通过RNA-seq测序分析发育与败育子房的基因表达差异。结果表明：2个睡莲品种的柱头表面均分布着多细胞单列乳突,细胞间的连接处形成一圈圈凹槽,乳突数量庞大、排列紧密,配合自身的结构能更容易捕获外来的花粉。‘公牛眼’授粉7 d后子房中大部分胚珠发育成红色种子,10 d后子房膨大成果实,种皮由红色转黑色,形成成熟的种子;重瓣睡莲‘泰国王’授粉7 d后无种子形成,子房中有部分胚珠发育,其表皮变为红色,形态特征与‘公牛眼’授粉4 d后的红色胚珠相似,由此推测少量胚珠可能完成了受精,但无法进一步发育,10 d后子房完全败育。显微结构观察可知,授粉7 d后2个品种的胚珠发育产生明显差异,‘公牛眼’的胚珠明显增大,合子开始分裂形成胚,而‘泰国王’胚珠内珠心萎缩,胚珠逐步败育消解,授粉10 d后,‘公牛眼’胚珠的珠被增厚形成种皮,胚开始发育,进一步向种子形态转变。由转录组测序分析可知,差异基因显著富集在光合作用——天线蛋白、光合作用、卟啉和叶绿素代谢、核糖体、淀粉和蔗糖代谢等通路,这些通路可能是影响睡莲子房发育的关键途径,推测‘泰国王’子房败育可能是因为自身光合作用受到抑制,进而影响了蔗糖、淀粉等营养物质的生成。     

种植密度对绿洲农区高油玉米子粒品质的影响

选用普通玉米SC-704(对照)和3个不同株型高油玉米为试验材料,分别采用5种不同的种植密度,探讨群体密度对高油玉米品质的影响。研究结果表明,同一品种不同密度处理随密度的增加子粒含油率、蛋白质和淀粉含量呈下降趋势。高油115和高油298子粒含油率在授粉后20～30d达到最高,高油XY-1在授粉后50d达到最高;高油298和高油XY-1子粒蛋白质含量授粉后40d达到峰值,高油115子粒蛋白质含量成熟期蛋白质含量达到最大值。高油115和高油298子粒淀粉含量积累在授粉后40d,高油XY-1为授粉后50d。     

转植酸酶基因玉米的获得及其后代的初步鉴定

构建了仅含有启动子序列、植酸酶基因和终止子序列的线性基因转化元件(UPN)及其两端分别带有T-DNA边界序列(T-UPN)和一段载体序列(V-UPN)的不同线性转化元件,不含选择性标记基因和载体骨架序列,采用花粉管通道法对选定的玉米自交系进行转化,对728株T1代转化玉米PCR检测。结果表明,UPN、T-UPN、V-UPN 3个转化元件的阳性率分别为0.44%、2.2%和1.8%,平均转化率为1.5%。检测时,以种子在果穗上的不同位置分别播种、检测。结果表明,PCR阳性株都是来源于第5～9圈的种子,这个部位的阳性率达到3.57%,说明花粉管通道法转化玉米的成功率与种子结实的位置有关。植酸酶比活结果说明外源基因在转化玉米植株内实现了蛋白质水平的表达。     

一种适用于多糖多酚植物的高质量RNA快速提取方法

植物总RNA的提取是进行下游分子生物学实验的关键基础,高质量的RNA是下游实验成功的保障。许多植物由于其体内含有酚、多糖以及其他的一些次生代谢物,要获得这些植物高质量的总RNA比较困难。本文在多次实验的基础上,提出了改良LiCl沉淀法,该方法步骤少、效率高,使用此方法得到的棉花幼苗总RNA经检测表明其质量比使用冷酚法提取的RNA要高得多,且完全满足后续实验的要求。使用此方法成功提取了香蕉叶片、根、木薯叶片的RNA,经检测表明,所得到的RNA完整性好,完全可以满足后续实验的要求,说明改良LiCl沉淀法是一种适用于多酚多糖植物的快速RNA提取方法。     

灌浆结实期高温胁迫对糯玉米子粒产量和叶片光合特性的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,研究灌浆结实期高温胁迫对子粒充实、叶片光合特性和产量的影响。结果表明,高温胁迫下灌浆后期粒重增速缓慢,穗粒数减少,产量降低。高温胁迫使花后5 d光合速率下降,胞间CO₂浓度、气孔导度和蒸腾速率上升。随灌浆进程推进光合参数逐渐降低,高温胁迫处理下降幅较高,是粒重降低并造成产量损失的关键因素。与苏玉糯5号相比,渝糯7号在高温胁迫处理下光合参数降幅较低,光合速率和胞间CO₂浓度中后期较高,受高温胁迫影响较小。