低钾胁迫对不同耐低钾玉米自交系钾素吸收和积累的影响

通过大田试验,研究4个不同耐性玉米自交系在低钾和正常供钾处理下的钾素吸收和积累差异,结果表明:在低钾条件下,玉米对钾素的吸收缓慢.但耐低钾玉米自交系钾素吸收和积累量明显高于不耐低钾玉米自交系.玉米对钾告素的吸收和积累高峰在抽雄开花期,此时钾积累量为全生育期总积累量的2/3,但因品种类型和处理方式等不同而有所差异.不同耐性玉米自交系体内钾吸收和积累能力的差异显著,耐低钾玉米自交系的干物重增加相对稳定,在低钾胁迫下能协调生长.     

钾胁迫对不同耐性玉米自交系生长的影响

土壤中有效钾供应不足已成为目前玉米生产的主要限制因素之一。以耐低钾玉米自交系90-21-3、91-2和不耐低钾玉米自交系D937、N40为试材,研究低钾胁迫下不同耐性玉米自交系生长的影响。研究发现低钾胁迫下,玉米光合面积减少,地上部干重下降,比叶重增加,对不同耐性玉米自交系叶片中可溶性糖含量的测定结果表明,叶片中可溶性糖含量均降低。     

不同玉米自交系耐低钾的酶学特性研究

通过比较耐低钾与不耐低钾玉米自交系在低钾条件下酶学特性的变化,研究了玉米耐低钾的生物化学机制。结果表明:在钾浓度为100μmol.L-1的低钾条件下,耐低钾玉米品种根系钾吸收Km值低于不耐低钾品种;PEP羧化酶、Mg2+-ATPase和NAD激酶活性高于不耐低钾品种,Ca2+-ATPase活性低于不耐低钾品种。     

2个大豆基因型钾效率的比较研究

将耐低钾基因型94065-2和不耐低钾基因型95137,以4个水平钾浓度的水培方法对其钾效率进行对照研究,结果表明：低钾条件下,94065-2在部分根系形态参数、根系活性及生物学产量方面均显著优于95137;从钾吸收效率(以吸钾量为标准)来看,两基因型问存在极显著差异,而钾利用效率方面差异则不显著,相对于不耐低钾基因型95137,耐低钾基因型94065-2对缺钾的抗性则主要表现在低钾条件下,有较强的钾吸收能力。     

低钾胁迫对玉米干物质和养分积累与分配的影响

辽中和辽北地区是辽宁省主要玉米产区,土壤低钾是限制其玉米高产高效的主要因素之一,缺钾下植株表现出矮小纤弱,果穗小,籽粒不饱满等。本研究以耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感自交系D937为试材,通过分析低钾胁迫下不同耐性玉米自交系的光合作用、干物质积累分配、钾钠钙养分积累分配和产量等差异,探讨土壤低钾胁迫对玉米生产力和养分积累分配的影响。结果表明,低钾胁迫降低了90-21-3和D937的光合作用,阻碍了物质的合成与积累。与钾敏感自交系D937相比,在低钾胁迫下耐低钾自交系90-21-3能够维持相对较高的光合作用,保证了物质的合成与积累,并通过增大茎、叶、鞘中的同化物向根系和果穗中的转移量,促进了生育后期根系的生长发育及百粒重而保持产量。低钾胁迫影响了植株体内养分的积累与分配。90-21-3能够通过降低茎、叶、鞘中钾、钠分配,增加钾、钠在根系中分配比例,提高了根系在低钾胁迫下渗透调节能力。同时,增加了叶中钙的积累与分配,促进了根系对钾素的吸收和积累,提高了植株钾素利用效率。耐低钾自交系养分的合理分配保障了其在土壤低钾胁迫下的物质合成、转运与积累的正常进行,缓解了低钾胁迫的影响。可见,在低钾胁迫下,耐低钾作物通过维持较高的光合特性、调整干物质和养分的积累与分配是适应低钾胁迫的一种响应机制。     

钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米生长和磷吸收的影响

研究了不同耐低磷基因型玉米(Zea mays L.)幼苗对低钾胁迫适应性的差异。结果表明,低钾胁迫处理对株高有显著的抑制作用,低钾胁迫处理显著降低了植株的地上部和根系吸磷量,同时还使玉米根效比显著下降,且耐低磷基因型降低程度更为显著。低钾胁迫处理使地上部和根系的磷利用率增加,基因型间无明显差异。     

耐低钾玉米自交系主要根系性状的遗传分析

以耐低钾玉米自交系90-21-3和低钾敏感玉米自交系D937及其F1、F2、BC1,BC2群体为试验材料,采用天然低钾大田种植,对玉米耐低钾的主要根系性状进行了遗传分析.结果表明:总根长和根表面积的遗传率较高,其狭义遗传力分别为63.05%和44.47%,两性状均为多基因控制的数鼍性状.存在主效基因作用.根体积、根平均直径、根千重和根含钾量的遗传率均较低,受环境影响较大.     

低磷胁迫下玉米苗期根系特征及优良材料筛选

【目的】鉴定低磷胁迫下玉米苗期的根系性状特征,筛选耐低磷的优良自交系,为开展玉米磷高效品种选育提供理论参考和材料基础。【方法】在水培营养液条件下,按照低磷和正常处理,培养105份玉米自交系15天,测量苗期的14个根系性状,并计算其综合耐低磷系数。【结果】在低磷条件下玉米自交系多数根系性状都显著增加,仅有平均根直径和冠根数及鲜重减少。根据综合耐低磷指数分析,耐低磷自交系中属于Non-Reid群的居多,低磷敏感的自交系中属于Reid群的自交系居多,并从中分别筛选出了10个极端耐低磷和敏感型玉米自交系。【结论】在低磷胁迫下,玉米通过增加根系发育响应低磷胁迫,且材料之间存在着丰富的变异,表明通过遗传改良可以提高玉米耐低磷特性。     

不同耐铝性玉米基因型根际营养元素状况的差异

采用根箱分室土培方法,研究了两个不同耐铝性玉米自交系在两种不同pH土壤根际的营养状况。结果表明,两自交系根际Al、P、Ca等元素的含量和分布不同。酸性土壤根表附近土壤Al含量明显高于远根际区域,耐铝自交系根际土壤铝的含量显著高于敏感自交系。中性土壤上两自交系距根表0~4cm区域为一典型的P耗竭区,而酸性土壤上P耗竭区相对较小,在距根表0~2.5cm范围。酸性土壤上耐铝自交系距根系1~2.5cm区域P含量较高,对P的活化能力相对较强。酸性土壤根系附近Ca含量显著低于中性土壤。耐铝自交系根系对Ca、Mg的吸收能力相对较强,在酸性土壤的0~2.5区域形成一明显的Ca耗竭区。     

玉米自交系耐低磷特性鉴定

采用温室内盆栽法鉴定63 份玉米自交系的耐低磷特性。以相对值表示性状的耐低磷特性,以综合指数 表示自交系的整体耐低磷能力,用群体逐级分类法划分耐性级别。结果表明,低磷胁迫严重影响玉米苗期长势,低磷 胁迫下自交系的相对存活叶、相对株高、相对茎粗、相对根干重与相对茎叶干重极显著正相关,可以作为评价玉米苗 期耐低磷特性的相关指标;耐性分级发现,3(11629-2)、6(11583-1)、8(11527-3)、26(11542-2)、34(11511-1)、35(178)、41 (537)、51(18599 白)、52(CML94)和53(18599 红) 10 份自交系高耐(HT)低磷,15(11492-1)、21(11455-1)、22(11578-4)、23 (11571-1)、24(11546-1)、29(11523-2)、36(48-2)、43(CML206)、57(chang7-2)和61(ES40) 10 份自交系对低磷胁迫高度敏 感(HS),其余材料表现为耐(T)、敏感(S)或中度敏感(MS)。     

几种玉米自交系低磷耐受性比较

[目的]为了比较以细胞工程技术获得的耐低磷玉米自交系99043、99038及玉米骨干自交系齐319的低磷耐受性。[方法]采用砂培方法,从低磷耐受性、植株生物量、磷吸收效率、利用效率等方面探讨了耐低磷自交系生理特性的差异,比较了3种玉米自交系的低磷耐受性。[结果]990439、9038的低磷忍耐能力高于齐319,干物质累积量显著高于齐319,磷营养胁迫的敏感性明显小于齐319;磷胁迫下,990439、9038吸收磷素量及磷利用率均显著高于齐319。[结论]该结果初步确定了990439、9038在苗期比齐319具有更好的耐低磷能力,可为培育耐低磷玉米提供新的种质资源。     

玉米幼苗盐胁迫条件下的生理响应机制

【目的】研究盐胁迫条件下玉米自交系和杂交种的响应,分析自交系和杂交种耐盐差异。在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,为筛选出耐盐的杂交组合。【方法】以玉米自交系B73、GEMS46以及B73×GEMS46 杂交种为材料,进行耐盐性鉴定,分析比较自交系和杂交种在耐盐条件下生理指标变化趋势和最终差异,研究自交系对盐胁迫下杂种优势的贡献。【结果】玉米幼苗在3叶1心时用150 mmol/L NaCl处理植株是一个比较合理浓度;利用盐胁迫后植株的鲜重和干重以及植株Na⁺、K⁺离子含量是衡量植株耐盐性的较好的指标。在盐处理后,耐盐自交系的相对电导率、H₂O₂含量与杂交种变化趋势相同,耐盐自交系和杂交种前期对盐胁迫的响应较快,后期生理指标变化平缓,植株体内积累Na⁺离子较小,表现为耐盐性。【结论】在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,可以较快地筛选出耐盐的杂交组合。     

玉米根系活力与耐铝性的关系

铝胁迫可提高耐铝自交系根系还原力,而铝敏感自交系TTC还原强度则显著下降,表明自交系根系TTC相对还原强度与耐铝性具有很好的一致性。耐铝自交系根系活跃吸收面积,尤其是根系活跃吸收面积占总吸收面积的比例相对较高。铝胁迫可维持或略提高铝自交系根系氧化力,而敏感自交系根系氧化力则有所下降,说明耐铝自交系在铝胁迫下仍可维持较高的呼吸代谢活性。铝胁迫可造成玉米自交系伤流量减少,且敏感自交系降幅较大。     

耐盐玉米自交系的鉴定

为筛选耐盐玉米自交系,为玉米耐盐品种的选育提供基础,通过盐胁迫下玉米自交系发芽试验,从200份玉米自交系中初步筛选获得一份耐盐自交系NY71。又通过盐胁迫下幼苗生长量、含水量、叶片盐害指数、叶绿素含量以及渗透物质含量的测定试验,最终确定自交系NY71为耐盐玉米自交系。     

玉米苗枯病发病规律的初步研究

对不同玉米自交系进行串珠镰刀菌接种鉴定，结果表明，串珠镰刀菌对玉米的侵染主要发生在种子萌发初期，在玉米的主根基部形成不同程度的环状坏死，影响玉米苗期营养的正常吸收，4叶期后叶片表现出明显的症状。不同玉米自交系对玉米苗枯病的抗性存在显著差异．     

淹水胁迫下不同耐渍性玉米自交系根系中的酶学研究

以4种耐溃性存在差异的玉米自交系为材料，对淹水前后玉米根系中乙醇脱氢酶(ADH)、NAD^ -苹果酸酶(ME)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和过氧化物酶(POD)的表达量及其同工酶的变化进行研究，结果表明：淹水3d后的各个自交系根系中，ADH的活性都明显增加，Adh2位点被诱导表达；耐渍性较差的NC286和黄早四根系中ME活性分别增加170％和130％以上，耐渍性较好的自交系ME活性则变化不明显；除NC286外，GDH活性在淹水前后变化不明显，但淹水处理后有一同工酶位点Gdb4被诱导表达；淹水后，凤可1根系POD活性略有上升，其他材料POD活性均有不同程度下降。作者认为，玉米根系在缺氧条件下快速进入乙醇发酵途径和氮代谢等途径，提供生存所需能量和减少代谢有毒中间产物积累，是玉米耐渍性的基本特征。     

低磷胁迫下玉米自交系产量耐性系数和叶片症状率级别的分布

通过玉米磷高效基因型的筛选,结合传统和现代育种手段培育磷高效型玉米品种,是解决目前土壤磷素利用效率低、节约磷矿资源的1条有效途径。我国有关玉米磷效率资源的筛选工作已有很多报道,但是对耐低磷玉米自交系鉴定指标体系的研究较少。以375份东北三省常用玉米自交系为试材,采用对比试验设计,分别在高磷（CK）和低磷土壤上种植,在玉米10叶期进行症状叶调查,计算症状率并在收获时统计产量;根据症状率级别和产量耐性系数2个指标,对参试玉米自交系进行了耐低磷型的筛选。结果表明：不同玉米自交系在低磷处理下表现出不同的抗性和适应性。低磷胁迫下,绝大部分自交系产量有所下降,其中产量耐性系数〉0.8（相对耐低磷）的自交系有17份,占参试材料总数的4.5%;叶片没有出现症状率的自交系有26份,占参试材料总数的6.93%。375份东北常用玉米自交系中存在着一些磷高效型玉米自交系,这为我国玉米育种提供了宝贵资源。     

利用分子标记辅助选择技术创制耐铝玉米种质

【目的】将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,筛选出耐铝玉米株系,为拓宽玉米耐铝种质资源及耐铝育种提供理论参考。【方法】以玉米耐铝材料（CML530、CML532、CML533和CML534）和普通玉米自交系（西1、9058和LX9801）为材料,构建6个回交群体,基于分子标记辅助选择技术,利用与耐铝基因ZmM1、ZmM2、ZmASL和ZmALMT2紧密连锁的分子标记（umc1468、ZmMATE1、ZmMATE2、MateF2和ALMT93496）进行靶基因选择,将耐铝主效基因导入到普通玉米自交系,结合植株田间表现,筛选出耐铝的稳定株系,并对其进行耐铝鉴定。【结果】在分离世代（BC₁F₁/S₁）苗期对6个回交群体共581个株系进行靶基因选择,结果有69个株系中选,结合植株田间表现,最终获得17个稳定株系。基于分子标记检测结果,17个稳定株系的遗传背景恢复率为73.9%～93.8%,平均为83.4%。0.2 mmol/L AlCl₃溶液处理下17个稳定株系的根系生长均受到不同程度的抑制,根净增长度平均值为0.81 cm,极显著低于对照（0.5 mmol/L CaCl₂溶液）（P<0.01,下同）;稳定株系的根相对伸长率与轮回亲本差异达极显著水平;17个稳定株系的根相对伸长率为64.50%～83.33%,平均为74.74%,均为中等及以上耐铝株系,其中NS1、NS9、NS10、NS15和NS16为高耐铝株系。【结论】通过分子标记辅助选择技术可将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,且导入多个耐铝基因株系的耐铝性较同一群体中导入单个耐铝基因的株系均有不同程度提高,表明多个耐铝基因累加可提高耐铝性。可见,该技术可作为耐铝玉米种质创制的有效手段。     

乌克兰玉米自交系芽期耐旱性鉴定

为拓宽我国玉米种质资源,合理有效地利用外引种质,以引进的25个乌克兰玉米自交系为材料,利用水分胁迫溶剂0.5 MPa的聚乙二醇(PEG-6000)对乌克兰玉米自交系进行芽期抗旱鉴定。结果表明:外引的乌克兰玉米自交系萌芽期的耐旱性较好,在耐旱育种中可以选择利用。其中耐旱性表现极强的2个自交系为ZYM128和ZYM131;耐旱性表现强的自交系4个,分别为ZYM123、ZYM127、ZYM129和ZYM204,耐旱性中等的自交系17个,耐旱性弱的自交系2个。