不同株型玉米籽粒胚乳细胞与淀粉合成关键酶活性分析

【目的】研究不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒充实期淀粉合成关键酶活性的关系。【方法】以紧凑型玉米品种(先玉335和郑单958)和平展型玉米品种(长城799和农大364)为试验材料,于授粉后不同时间取果穗中部籽粒,测定胚乳细胞数、单粒质量、淀粉含量、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性,研究不同玉米品种籽粒胚乳细胞增殖动态和籽粒淀粉合成关键酶活性的关系。【结果】在灌浆中后期,先玉335籽粒淀粉合成关键酶(ADPG、UDPG、SSS和GBSS)活性均高于其他3个玉米品种;先玉335和郑单958籽粒胚乳细胞数、淀粉含量、单粒质量均显著高于长城799和农大364。玉米籽粒胚乳细胞数与单粒质量、淀粉含量和4种淀粉合成关键酶均呈正相关。【结论】库容量和库活性是制约玉米籽粒淀粉积累的主要因素。保证籽粒充实期间较高的胚乳细胞增殖速率及淀粉合成关键酶活性是实现玉米高产的关键。     

不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒建成的关系

【目的】研究不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒充实期相关性状的关系。【方法】以紧凑型玉米品种(先玉335和郑单958)和平展型玉米品种(长城799和农大364)为试验材料,于授粉后3,5,7,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60 d取果穗中部籽粒,观测胚乳细胞数目、单粒质量、灌浆速率、淀粉含量、籽粒淀粉磷酸化酶和蔗糖转化酶活性等指标的变化动态,并分析不同玉米品种籽粒胚乳细胞增殖动态与籽粒灌浆期相关生理指标的关系。【结果】随着灌浆期的延长,不同玉米品种籽粒胚乳细胞数、单粒质量、淀粉含量均呈"S"型曲线增长,籽粒胚乳细胞数在授粉后20 d基本稳定。胚乳细胞数与单粒质量、淀粉含量和灌浆速率均呈极显著正相关;籽粒充实期的生理状态影响着籽粒灌浆,淀粉磷酸化酶和蔗糖转化酶活性在灌浆期呈现单峰曲线,但峰值出现时间因品种而异,紧凑型玉米酶活性最高点出现时间要晚于平展型玉米;籽粒胚乳细胞数与这两种酶活性均呈显著相关。【结论】玉米籽粒中胚乳细胞数与胚乳细胞的充实状态、籽粒单粒质量、灌浆速率、淀粉含量、淀粉磷酸化酶蔗糖转化酶活性均呈显著正相关;要提高玉米产量,应在灌浆前期提高胚乳细胞增殖速率和灌浆速率,保证光合产物快速充分地运送到籽粒中去,使籽粒淀粉积累达到最佳状态,进而达到高产。     

不同淀粉含量玉米品种籽粒淀粉积累特性比较

本研究以两个高淀粉玉米品种和两个普通玉米品种为试验材料,研究了高淀粉玉米与普通玉米在籽粒灌浆过程中淀粉动态积累的差异。结果表明：灌浆过程中4个品种淀粉含量变化趋势均呈＂S＂型曲线变化;高淀粉玉米和普通玉米在灌浆初期籽粒直链淀粉含量并无显著差异,而在灌浆中后期才逐渐表现差异;与直链淀粉积累不同,两个高淀粉品种籽粒支链淀粉含量在灌浆初期就明显高于两个普通玉米品种,籽粒灌浆前期平均灌浆速率与最大灌浆速率高有利于籽粒支链淀粉的积累;籽粒总淀粉积累的差异主要是由于支链淀粉积累的不同造成的,直链淀粉积累差异不明显。     

不同年代玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与粒重关系研究

对不同年代玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与粒重关系进行比较研究.结果表明,随着育种年代的推进,粒重占生物产量的比重增大,不同年代品种间胚乳细胞数、粒重及生物产量差异显著,从高到低依次均为2000年以来玉米品种、20世纪80—90年代玉米品种、20世纪50—60年代玉米品种.玉米品种籽粒胚乳细胞增殖和灌浆速率在最大生长速率、达到最大生长速率时间、活跃生长期、快速生长期等因素出现的时间及其长短上存在差异,变化趋势一致.相关分析显示,胚乳细胞增殖与灌浆速率极显著或显著相关,籽粒胚乳细胞数增殖动态早于籽粒灌浆.现代品种胚乳细胞增殖动态与籽粒灌浆速率极显著正相关,影响籽粒灌浆,活跃生长及积累期延长,有利于粒重的提高.     

冀西北地区不同类型玉米胚乳细胞增殖动态与籽粒充实期的灌浆特性

以4个玉米品种为试验材料,研究冀西北地区不同类型玉米籽粒胚乳细胞增殖动态与籽粒质量的关系。结果表明,增殖动态可用Richards曲线方程拟合,不同品种间胚乳细胞数有明显差异,第30天时,表现为郑单958>先玉335>张玉117>长城799;第50天时,单籽粒质量表现为郑单958>先玉335>长城799>张玉117。逐步回归分析表明,同一品种籽粒质量主要与胚乳细胞数有关,胚乳细胞数目、单个细胞质量与籽粒质量均存在极显著正相关,胚乳细胞数对籽粒质量影响最大,单个胚乳细胞质量次之;而不同品种籽粒质量除了决定于胚乳细胞数和单个细胞质量外,还决定于物质充实的状况。     

玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化,了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料,进行大田试验,采用比色法测定蔗糖含量,采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性,参照Nakamura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异,授粉后10 d后,费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明,灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关;ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平;GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,与籽粒灌浆速率相关性不显著;SBE活性与支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶;SS是淀粉积累的限速因子;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SBE对支链淀粉积累起关键作用。     

小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系

对小麦籽粒中淀粉及其组分积累动态、相关酶活性变化的研究结果表明：2个供试品种淀粉及其组分积累量随灌浆的进行均呈不断上升的趋势，积累速率变化均呈单峰曲线，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率峰值均出现在花后21～28d。2个品种小麦花后籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)焦磷酸化酶(AGPP)、游离态淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化，花后28d前呈上升趋势，28d达到峰值后开始下降。AGPP活性与SSS、GBSS活性呈极显著正相关。AGPP、SSS、GBSS活性与直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率均呈极显著正相关。淀粉分支酶活性变化呈三次曲线的关系，前期活性较高，支链淀粉合成能力强，后期逐渐下降。     

高产和低产玉米品种籽粒发育过程中的酶学特性比较

以高产玉米品种郑单958和低产玉米品种白马牙为试验材料,对其籽粒发育过程中蔗糖合成酶(SS)、淀粉合成酶(AGPase)的活性及淀粉积累速率进行了比较研究。结果表明,高产和低产玉米品种籽粒的SS活性变化曲线与淀粉积累速率的变化基本一致;籽粒发育前期,低产品种籽粒的AGPase活性和淀粉积累速率均高于高产品种,而籽粒发育后期则相反。     

微胚乳玉米籽粒中淀粉积累规律的研究

[目的]研究微胚乳玉米籽粒中淀粉积累规律。[方法]以高油115玉米作为对照,对微胚乳玉米胚和非胚部位中淀粉的积累规律进行研究。[结果]微胚乳玉米胚部位的淀粉积累速度稍低于高油115,非胚部位的淀粉积累速度则远低于高油115,收获时高油115的淀粉百分含量达微胚乳玉米的3．4—4．5倍。高油115收获时的胚淀粉重比只有3％-4％,而微胚乳玉米中胚淀粉重比可达16％-22％。此外,不同微胚乳玉米材料淀粉积累速度不尽一致,收获时不同微胚乳玉米材料的淀粉含量也具有较大差异。[结论]微胚乳玉米籽粒中淀粉积累缓慢。     

不同淀粉含量玉米籽粒淀粉粒度的分布特性

  【目的】 比较不同淀粉含量玉米籽粒淀粉粒度分布特性,及其与籽粒总淀粉、蛋白质含量和容重的相关性。【方法】选用普通型品种农大108、郑单958和高淀粉型品种费玉3号、郑单18,对成熟期玉米籽粒中淀粉粒的体积、数目和表面积分布进行分析测定。【结果】成熟期玉米籽粒胚乳内淀粉粒的粒径分布范围为0.37—31.5μm,以2μm和15μm为界限,将淀粉粒分为小型、中型和大型三类。淀粉粒的体积和表面积分别表现为双峰和三峰分布,淀粉粒的数目表现为单峰分布,其中小淀粉粒组数目占总数的95%左右;高淀粉玉米小淀粉粒组（＜2μm）和中淀粉粒组（2—15μm）所占体积分数显著高于普通型玉米,而在普通型玉米中,大淀粉粒组（＞15μm）所占的数目、体积和表面积百分比相对较高;籽粒总淀粉含量与0.8—2μm,2—10μm和10—15μm的淀粉粒体积百分比均呈正相关,其中与前两者的相关系数达到显著水平,与其它粒径范围的淀粉粒体积百分比呈负相关;蛋白质含量及籽粒容重与所有粒径范围内的淀粉粒体积百分比无明显相关性。【结论】玉米胚乳淀粉粒数目、体积和表面积分别呈单峰、双峰和三峰曲线变化,高淀粉型玉米小、中型淀粉粒组的体积百分比显著高于普通型玉米。     

籽粒灌浆期高温对不同耐热型玉米品种强弱势粒发育的影响

【目的】灌浆期高温会对玉米籽粒的生长和发育造成不利的影响,是影响玉米稳产和高产的重要因素之一。比较灌浆期高温对不同耐热型玉米品种籽粒形成和生长发育的影响,以期寻找相应的预防和应对措施,避免和缓解高温胁迫伤害。【方法】采用玉米籽粒离体培养技术,以耐热型品种郑单958和热敏感型品种德美亚1号为材料,研究了籽粒灌浆期(授粉后17—28 d)高温对玉米籽粒发育的影响机制。【结果】高温加快了两品种玉米强势粒前期的灌浆速率,但降低了强、弱势粒中后期灌浆速率,总体导致灌浆持续时间缩短,籽粒千粒重下降。在授粉后40 d,郑单958强、弱势粒的干重分别比对照低10.58%和18.95%,德美亚1号强、弱势粒的干重分别比对照低24.78%和28.08%。德美亚1号籽粒干重下降幅度大于郑单958,且差异显著。籽粒灌浆期高温显著降低了玉米籽粒淀粉合成酶的活性,从而影响两品种玉米籽粒的淀粉含量。在授粉后40 d,郑单958强、弱势粒的淀粉含量较对照分别降低了5.20%和6.46%,德美亚1号强、弱势粒的淀粉含量较对照分别降低了13.68%和16.39%,均差异显著。德美亚1号强、弱势粒淀粉合酶的活性较对照分别降低了19.67%和30.03%,均差异显著,郑单958强、弱势粒的淀粉合成酶的活性分别较对照降低了13.70%和11.26%。高温处理后,两种品种玉米籽粒的ABA和IAA含量均上升,ZR含量均下降,而强势粒的GA3含量均上升,弱势粒的GA3含量无明显变化。【结论】籽粒灌浆期高温对德美亚1号强、弱势粒发育的影响均显著高于郑单958,对两品种弱势粒的影响显著高于强势粒。     

Effects of Shading at Different Stages After Anthesis on Maize Grain Weight and Quality at Cytology Level

The objective of the current study is to investigate the effects of different stages of shading after anthesis on grain weight and quality of maize at cytology level.The shading experiments were conducted in the field from 2005 to 2006,with a common maize cultivar(TY2)as the experimental material.Plants were given stress using horizontal shading net and the light intensity was reduced by 55%.Field-grown maize plants were shaded at 1-14 d(S1),15-28 d(S2),and 29-42 d(S3)after pollination,respectively.Control plants(S0)were grown under natural light.Grain weight,quality,endosperm cell proliferation,cob sugar content,and grain pedicel vascular bundle cross section area were measured.The ultrastructural changes of endosperm cells and endosperm transfer cells were observed after pollination.The result indicated that the grain weight,starch content,endosperm cell number,and volume were declined after shading.On the contrary,the proportion of embryo and endosperm,protein content,and fat content in grain increased.Shading treatments significantly delayed the development of the starch granules and remarkably reduced the endosperm filling status.Among the three treatments.the number of the grain endosperm was the least under shading stress at 1-14 d after pollination.However,the volume of starch granules and the substantiation of endosperm under shading treatment at 15-28 d after pollination were the worst.Compared with the control(natural sunlight without shading),the soluble sugar of maize cob increased significantly,while there was no obvious change in vascular structure of small cluster stalk.The number of protein body in maize endosperm was influenced markedly by low light at different stages after pollination.Low light decreased the volume of the grain endosperm transfer and the cell wall extensions of the basal transfer cells became thinner and shorter under shading treatment than those of the control.Furthermore,the degree of connection and the capacity of the nutrient transport were decreased and the mitochondrion number of the transfer cell was reduced after shading.The change in grain quality after shading was observed due to increase in the proportion of embryo and endosperm.The morphology and functions in endosperm transfer cell and the shortage of energy restricted the nutrient transport greatly with shading at different stages,suggesting that an impeded flux may be one of the important reasons for the reduction of maize grain weight of maize grain at later growth stage under low light condition.     

高淀粉玉米胚乳淀粉粒度分布特征及其对水分胁迫的响应

以郑单21为试验材料,利用透射电镜(TEM:Transmission Electron Microscope)和激光粒度分析仪研究水分胁迫下玉米胚乳淀粉粒的形态和粒度分布。结果表明:水分胁迫导致玉米籽粒形态建成滞后,尤其是内、外珠被组织解体和胚乳淀粉粒积累的速度减缓。授粉后7天,水分胁迫处理的籽粒外珠被尚未退化消失,果皮、内珠被和胚乳细胞的界限模糊,几乎每个果皮细胞内都含有细胞核;而正常供水处理的玉米籽粒外珠被已退化消失,果皮、内珠被和胚乳细胞的界限清晰,果皮细胞内容物较少,细胞壁较薄,内珠被细胞明显较大,内容物少,绝大多数细胞无细胞核。授粉后11天,两处理的胚乳细胞的细胞壁明显变薄,细胞内容物显著增多,细胞内已明显可见大大小小的淀粉粒,但正常供水处理的淀粉粒明显大且多。水分胁迫处理的淀粉粒表面积、数目和体积分布均呈单峰曲线,而正常供水处理表现为淀粉粒数目分布呈单峰曲线,表面积分布和体积分布呈双峰曲线。水分胁迫可降低A型淀粉粒的表面积、数目和体积百分比,增加B型淀粉粒的表面积、数目和体积百分比。     

玉米籽粒灌浆特性品种间比较研究(英文)

为明确黄淮海北部不同玉米品种籽粒灌浆特性的差异,为玉米籽粒熟期选择提供理论依据,以衡早8号玉米杂交种为材料,华美1号和郑单958为对照品种,研究灌浆过程中不同品种籽粒体积、水分含量、籽粒干质量以及灌浆特性的变化,并对产量构成因素进行了分析。结果显示,授粉后20 d是3个玉米品种籽粒体积快速增速期,在授粉后45 d左右3个玉米品种籽粒体积达到最大,衡早8号籽粒体积最大,郑单958最小。授粉15 d内3个玉米品种籽粒干质量增长较为缓慢,授粉15~55d是籽粒干质量增长快速期,衡早8号籽粒干质量增长速度最快,郑单958最慢,授粉55 d后籽粒干质量增长速度开始放缓。3个玉米品种灌浆速率均呈单峰曲线,灌浆峰值衡早8号最高,郑单958最低。相关分析结果表明籽粒体积与含水量呈正相关,与含水率呈负相关,灌浆速率与含水量呈正相关。通过回归分析得出籽粒含水率在57%左右时3个玉米品种达到各自灌浆最高峰值。运用Logistic模拟方程拟合不同玉米品种的籽粒质量增加过程,衡早8号最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(Gmean)均高于其他2个品种;衡早8号活跃灌浆期、籽粒质量渐增期、快增期和缓增期均低于其他2个品种。3个玉米品种产量差异显著,千粒质量是产量差异的主要原因。衡早8号平均灌浆速率和最大灌浆速率均高于其他2个品种,活跃灌浆期则短于其他2个品种,有利于早熟高产。     

增密对春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数的影响

【目的】密植是提升玉米高产栽培的主要措施之一，同时密度对玉米淀粉形成具有显著影响。因此分析增加种植密度（增密）条件对不同类型春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数，对玉米淀粉品质改善具有重要意义。【方法】于2019和2020年在吉林省公主岭试验基地进行大田试验，选用先玉335、郑单958、农华101等8个东北区域主推玉米品种为试验材料，设置67 500和97 500株/hm2 2个种植密度，以衍射粒度分析仪以及黏度分析仪测定不同处理籽粒淀粉粒度分布与黏度参数，用近红外分析仪测定玉米相关品质，并进行相关分析，明确增密对春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数的影响。【结果】随着种植密度的增加，玉米籽粒产量与淀粉含量均显著增加，同时密度提高显著增加了大型（>17μm）淀粉粒体积、表面积、数目百分比，而在小型（<3μm）淀粉粒体积、表面积、数目百分比中观察到相反的趋势。可见随着种植密度的增加，玉米籽粒小型淀粉粒体积、数目百分比显著降低，大型淀粉粒体积、数目百分比增加，说明增密有利于大型淀粉粒体积比例的提升，即增密促进淀粉的积累，增加大型淀粉粒数目与个体体积的形成。同时研究发现，增密后玉...     

6-BA对爆裂玉米粒重和营养物质积累的影响

对特爆2号喷施外源激素6-BA,研究不同浓度6-BA对爆裂玉米籽粒胚乳细胞增殖、籽粒增重以及营养物质充实的影响。结果表明,6-BA显著提高籽粒的胚乳细胞数和粒重,浓度越高差异越显著;6-BA处理对胚乳细胞大小有一定程度的提高作用,但与对照相比无显著差异。授粉后10 d,6-BA处理对籽粒蔗糖和淀粉含量影响并不显著,但显著提高蛋白质含量;授粉15 d以后,6-BA处理籽粒蔗糖、支链淀粉和总淀粉含量明显高于对照,但不同浓度6-BA处理间并没有显著差异;蛋白质含量在授粉20 d以后差异较大,表现为60 mg/L10 mg/L0 mg/L(CK)。本试验中,喷施6-BA可获得较高的粒重和籽粒营养物质积累。     

不同玉米品种产量潜力的比较研究

[目的]比较登海605、郑单958、浚单20共3个玉米品种的产量潜力。[方法]以登海605、郑单958、浚单20为试验材料,探讨不同玉米品种产量潜力,并同时研究3个玉米品种的千粒重、穗数以及穗粒数的变化。[结果]3个玉米品种的生育期、日照时数及积温表现一致,从大到小依次为登海605、郑单958、浚单20。3个玉米品种的叶面积系数、光合生产率及灌浆速率随生育期的推进呈先升高后降低,从大到小依次为登海605、郑单958、浚单20。3个玉米品种的产量、穗数及穗粒数从大到小依次为登海605、郑单958、浚单20。3个玉米品种的千粒重从大到小依次为浚单20、郑单958、登海605。[结论]在黄淮海现有的生态条件下,比较适宜种植的玉米品种是登海605及郑单958。     

种植密度对玉米干物质积累及经济性状的影响

以玉米品种先玉335(XY335)、郑单958(ZD958)、MC278三个品种为试验材料,对不同种植密度下玉米干物质积累及经济性状差异进行研究,结果表明：不同种植密度下不同玉米品种的单株生物产量、穗长、穗粒数、穗粒重随密度的增加呈下降趋势;单株叶片的干重积累最佳密度为3000-4000株/667m2^;5000-6000株/667m2^单产最高且MC278表现较优。