不同生育时期水分胁迫对玉米产量及生长发育的影响

不同生育时期水分胁迫的研究结果表明,任何生育时期的土壤干旱均会导致玉米减产,其中抽雄吐丝期水分胁迫减产最重,其次是拔节期,苗期相对较轻。苗期水分胁迫使玉米子粒的“库”形成受到一定阻碍,但由于后期仍维持较大的绿叶面积,复水后可迅速补偿由于前期水分胁迫所减少的生长量,减产较轻。拔节期水分胁迫导致植株矮化,穗位高降低,从而使产量降低。抽雄吐丝期是玉米的水分临界期,干旱可导致散粉至吐丝期间隔(ASI)加大,致使花期不遇,穗粒数大幅度下降,从而严重影响玉米的产量。     

玉米苗期不同供水条件下水分利用效率鉴定指标研究

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种处理,拔节期均复水到正常水平。分别在拔节期、吐丝期和成熟期对相关形态及生理指标进行测定,并与水分利用效率(water use efficiency,WUE)进行多元逐步回归分析。结果表明:在吐丝期,正常供水和中度干旱时散粉至抽丝间隔(anthesis-silking interval,ASI)短的品种WUE高;在成熟期,正常供水时粒叶比高、茎较粗和轻度干旱时粒深的品种WUE高;在正常供水时,拔节期植株矮小、叶片失水率小、成熟期收获指数(harvest index,HI)较高和穗位比较大的品种在轻度干旱胁迫下具有较高WUE;在正常供水时,出籽率较高、行粒数较少的品种在中度干旱胁迫下具有较高WUE。     

热带Suwan玉米群体遗传变异的研究

对7个Suwan玉米群体在太原生态环境条件下进行田间鉴定和评价.结果表明,Suwan玉米群体具有较强的光周期敏感性,表现为成熟期过晚,植株高大,穗位偏高,叶片数增多,叶面积增大,抽雄、散粉、吐丝期推迟,导致空秆率高,结实性差,植株、穗部性状明显劣于温带对照种.但是群体内具有较大的遗传变异和选择潜力及利用价值,通过对光周期反应敏感强的穗位高,雌雄开花间隔日数大等性状的选择和改良,可以拓宽现有玉米种质的遗传基础。     

玉米开花期K^＋浓度变化对雄穗开花的影响

玉米雄花散粉与雌穗花丝受精能力的一致性是长期以来协调植株发育的一个实例。遗传育种工作中普遍性的问题是所用种质缺乏这种一致性,而且不良环境(干旱、寡照、矿物质缺乏)通常使播种到吐丝的时间以及散粉到吐丝的间隔延长。这些不利因素与养分不全,     

玉米抽雄期抗旱性鉴定指标的研究

通过盆栽试验,以7个玉米杂交种(农单5号、沈单10、农大108、沈单16、郑单958、登海9号、鲁单981)为试验材料,研究了玉米抽雄期轻度干旱对玉米产量、叶片相对电导率、气孔阻力、蒸腾速率、脯氨酸含量和散粉至吐丝间隔天数等的影响。分析表明,轻度干旱胁迫下玉米各杂交种抗旱系数与叶片脯氨酸含量、气孔阻力、蒸腾速率呈正相关,与叶片相对电导率、玉米散粉至吐丝间隔天数呈显著负相关,上述指标和抗旱系数的相关性都达到显著水平。鉴定玉米抽雄期抗旱性应以抗旱指数为主,结合其他5项指标进行综合评价。     

干旱胁迫及补水对玉米生长发育和产量的影响

以辽宁锦州农田试验站为研究地点,依托2015年田间分期播种试验,通过分析玉米植株生长发育和生理特征的数据,揭示干旱胁迫及补水对玉米不同播期和不同发育期的影响。试验表明,干旱胁迫对吐丝期的影响大于抽雄期,造成抽雄日期比正常年份推迟1~14 d,吐丝日期推迟5~23 d,抽雄、吐丝间隔日数增加为3~15 d。抽雄-吐丝期遇干旱胁迫,最多可造成24.03%的植株未抽雄、37.3%的植株抽雄后未吐丝、49.21%的植株未正常发育。干旱胁迫抑制植株茎秆的生长,同时加速了叶片的枯萎,对抽雄-吐丝期的影响大于拔节期,不仅阻碍茎秆营养物质的累积,还抑制了营养物质从茎秆向果实转移的生理过程,最终对干物质的分配造成叶重和茎重比例增加,穗重比例减少。干旱胁迫对各播期均造成大幅减产,早播播期(影响抽雄-吐丝期)损失严重,晚播播期(影响拔节期)损失相对较小。补水条件下的各播期玉米植株均能正常生长发育,发育期、植株性状和干物质分配等数据与正常年份接近。     

玉米花期性状的QTL分析

选用来自农大108(黄C×许178)的一套包含151个重组近交系为基础材料,通过一年3点试验,对玉米散粉期、吐丝期及散粉-吐丝间隔期进行QTL分析,共定位了7个散粉期的QTL、8个吐丝期的QTL及7个散粉-吐丝间隔期的QTL。这些QTL集中分布在第1、3、9号染色体上的3个区段,单个性状检测到QTL的总效应可分别解释性状表型变异的10.18%～33.85%。     

水分胁迫对不同耐旱性玉米土壤水分消耗、水分利用和产量的影响

以郑单958(耐旱性强)和驻玉309(耐旱性弱)为供试材料,通过池栽试验研究水分胁迫对两个玉米品种的吐丝前后土壤水消耗、水分利用和子粒产量的影响。正常供水下,两个品种吐丝前和吐丝后土壤水消耗量、生育期耗水量、水分利用效率和子粒产量均无显著差异。水分胁迫下,全生育期各土层(0.2～1.6 m)水分消耗量均为郑单958少于驻玉309,吐丝前和吐丝后郑单958土壤水消耗量分别比驻玉309少12 mm和21mm,且分别以0.2～0.4 m(吐丝前)和0.8～1.0 m(吐丝后)土层品种间差异最大。水分胁迫下,郑单958和驻玉309的生育期耗水量分别为454 mm和487 mm,子粒产量分别为8 320 kg/hm~2和7 290 kg/hm~2,表明水分胁迫条件下,耐旱品种郑单958以较少的水分消耗生产更多子粒,表现出较高的水分利用效率。     

利用重组自交系群体定位玉米生育期相关性状QTL

利用玉米自交系80007和80044为亲本,衍生包含355个家系的重组自交系(RIL)F9群体,采用SSR标记构建包括219个标记的连锁图谱,图谱总长度2 133.5 cM,标记间平均距离9.7 cM。采用完备区间作图法对控制玉米抽雄期、散粉期、吐丝期以及散粉至吐丝间隔期的4个生育期相关性状进行QTL分析。结果表明,共检测到60个QTL,其中抽雄期检测到20个QTL,吐丝期检测到15个QTL,散粉期检测到20个QTL,散粉至吐丝间隔期检测到5个QTL。共有7个QTL对表型变异的解释率超过了10%,表现为主效QTL效应,分布在第3、4和第9染色体。有11个QTL在不同环境中能重复检测出,是受环境影响较小、为较稳定的QTL。分析发现,生育期相关性状的QTL在染色体上有"成簇"分布的现象,并且贡献率较大的QTL控制着多个相关性状。结果表明,bin3.04-3.05、bin3.09、bin7.03和bin9.02-9.03是生育期相关性状QTL的密集区域,这些区域存在对生育期相关性状重要作用的位点。     

玉米几个与产量和抗旱性有关性状的遗传研究

本试验利用来自国际玉米小麦改良中心(GIMMYT)的UAEM黄双抗旱群体为材料 ,在自然降水条件下 ,利用NCI设计 (NorthCarolinaDesignI)对其群体的 14个与产量和抗旱性有关性状的遗传参数进行研究。 结果表明 ,散粉至抽丝间隔 (ASI)、散粉期、抽丝期、穗位高、叶数、穗粗、穗行数和行粒数的加性遗传方差表现为显著或极显著 ,广义遗传力(h²_B)的变异范围在45.98%～98.72%之间。 其余性状的加性遗传方差虽然不显著 ,但它们的区组×母本的互作方差都达显著或极显著水平 ,表明这些性状受环境的制约较大。 另外可以看到 ,一些在育种中经常采用的、具较高遗传力的性状 ,如株高、穗长等的加性遗传方差都未达显著水平 ,表明本群体在水分胁迫环境条件下 ,不能仅依赖这些性状来作为选育指标 ,尤其对选育抗旱品种更是如此。     

玉米主要抗旱性状的配合力及遗传参数分析Ⅳ.生理生化性状

按Griffing双列杂交(Ⅳ)方法，分析了8个玉米自交系的LWP、RWC、LR、REC、MDA、RS、Pro和Chl与玉米抗旱性相关的生理生化指标在雨养地和水分胁迫下的GCA、SCA及遗传变量。结果表明：生理生化指标受水分胁迫影响较大。RWC以基因加性效应为主，其它均以非加性基因占主导，狭义遗传力低。     

水氮胁迫对玉米产量和氮素吸收和运移的影响

2011~2012年在吉林公主岭试验区可移动防雨棚内进行两年微区试验,探讨水氮胁迫对玉米产量及氮素的吸收和分配的影响。结果表明,全生育期灌水300 mm情况下,玉米产量随施氮量的增加而增加;水分胁迫(灌水100 mm)情况下,玉米产量随施氮量的增加而减少。植株氮积累总量成熟期最高,氮素在营养器官中的比例最高时期是拔节期,生殖器官含氮比例最高在吐丝期,子粒的含氮百分比最高时期是吐丝后15 d。水氮胁迫条件下,氮素转运率、贡献率均下降,仅氮胁迫转运率和贡献率增加。相同灌水量情况下,子粒吸收氮素量与施氮量显著正相关;水分胁迫条件下,表观土壤水分利用效率随施氮量的增加而下降,正常供水则相反;水分胁迫下的土壤水分利用效率极显著高于正常供水。     

两种环境下玉米单倍体注射法与自然加倍研究

以玉米杂交种正大619为母本,单倍体诱导系桂诱1号诱导其产生的单倍体为材料,在温室大棚和大田两种环境下,采用秋水仙素注射法和自然加倍法进行单倍体加倍处理,对两种环境下不同加倍方法的散粉率和吐丝率进行方差分析。对散粉率的分析表明,在温室大棚环境下散粉率比在大田中有极显著提高,温室大棚中注射法与自然加倍散粉率分别是12.02%和13.97%,大田中分别为9.27%和6.87%。不同环境与加倍处理方法间的互作有显著差异,在温室大棚环境下,自然加倍法对提高散粉率的效果最好。对吐丝率的分析表明,吐丝率在温室大棚与大田环境之间有显著差异,大棚环境中注射法与自然加倍吐丝率分别是99.30%和99.37%,大田中分别为97.76%和96.36%。在育种基地创造适宜的玉米单倍体生长环境,自然加倍法也能够获得可观的雄穗散粉率,并提高雌穗吐丝率,从而提高单倍体育种效率。     

玉米主要抗旱性状的配合力及遗传参数分析Ⅰ.产量性状

按Griffing双列杂交(Ⅳ)方法,分析了8个玉米自交系的穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗重、单株产量和百粒重等与抗旱性相关的性状在雨养地和水分胁迫下的GCA、SCA及遗传变量.结果表明:穗长、单穗重、穗行数、行粒数和单穗产量以加性基因效应为主,穗粗、百粒重以非加性基因效应为主.6221、6620、5003及330能产生抗旱高产且产量性状良好的杂交组合,是有利用价值的亲本.6221×8902、6221×5003、6221×6270、6620×8902、6620×6270、6620×330、金599×8902和Mo17×330等组合可在干旱、半干旱地区示范种植.产量性状在不同水分环境下的遗传特点存在一致性,对其遗传改进和产量潜力的选择宜在无胁迫条件下进行。     

花后水分亏缺对夏玉米产量及水分利用效率的影响

以郑单958为试验材料,分别于吐丝至吐丝15 d、吐丝至吐丝30 d和吐丝30 d至成熟期3个时期进行水分亏缺处理(T1、T2、T3),以花后适宜水分供应为对照(CK),研究花后不同时期水分亏缺对夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,3个阶段的水分亏缺均使玉米产量降低,其中,T1处理的降幅最大,T3处理的降幅最小,与CK相比均达到显著性差异。T1处理下玉米的叶片衰老最快,在整个生育后期叶面积指数一直处于较低的水平;成熟期时,各处理的叶面积指数均低于CK。T1和T2处理使成熟期时的单株总干重显著下降,较CK分别下降了24.98%、29.94%。T3处理下作物的水分利用效率最高,比CK高0.5 kg/(mm·hm2);T1处理下作物的水分利用效率最低,且与CK达到显著差异。各个时期的水分胁迫均使玉米的穗粒数减少,穗长变短,穗粗降低,行粒数减少,秃尖变长,空秆率上升。     

玉米叶片水分利用效率及其相关性状的研究

在正常灌溉和中度水分胁迫处理条件下,测定23个玉米自交系其叶片水分利用效率,并将玉米叶片水分利用效率与生理生化、农艺学及产量形成因素等22个性状进行相关性分析。结果表明：玉米在中度水分胁迫条件下的WUE均高于正常灌溉条件下的WUE;玉米叶片水分利用效率与光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、穗位高、雄穗分枝数、开花至吐丝间隔、秃尖长、单穗粒重、穗粒数、穗行数等性状呈显著或极显著相关关系。     

东北春玉米区温度条件与玉米生长发育及产量形成的量化分析

为明确不同熟期春玉米生长发育、产量形成与积温的响应关系，阐明不同熟期玉米杂交种产量形成机理，筛选适宜辽宁中北部地区气候条件的播期与品种。2017～2018年，在大田条件下，选择先玉335、郑单958和沈玉21不同熟期的品种，分别在4月20日，5月5日和5月20日进行播种，分析不同生育阶段积温变化特征。研究表明，不同生育阶段积温变异系数依次为播种期至出苗期>吐丝期至成熟期>出苗期至吐丝期>播种期至成熟期>出苗期至成熟期>播种期至吐丝期（S-R1）。与其他阶段相比，水泡期（R2）以后的GDD与产量形成相关性相对较高。随播期推迟，生育期及其GDD呈缩短趋势。与其他播期相比，5月5日播种，叶面积日温增长率达峰值后衰减幅度较低。郑单958整个生育期叶面积和干物质日温增长率分别表现“前增加后缓减”和“前缓增后缓减”趋势，生育后期衰减幅度均表现较低，干物质转化率较高，最终获得了较高的群体产量。     

玉米子粒水分与品种性状相关性研究初报

本文主要分析了玉米收获前(吐丝后60 d)子粒水分与品种生育日数、百粒重、轴粗、穗粗等性状的相关性及脱水速度与粒型的关系。结果表明：影响子粒水分相关程度的顺序是生育日数＞轴粗＞百粒重＞穗粗。齿型品种脱水速度快于硬粒型品种。因此在解决“水苞米”问题时,首要考虑的是选用合适熟期的品种;其次熟期相近的品种,要选穗轴较细、粒重偏低的品种,这样有利于降低子粒水分,提高品质。     

播期、收获期对玉米生长发育及冠层性状的调控

采用均匀试验设计,研究6个播期配合6个收获期对郑单958和伟科702生长发育、株型结构和产量性状的影响,通过播期、收获期调控实现高产。结果表明,冀中地区6月12日前播种,玉米抽雄和吐丝持续时间更为集中,播期每推迟3 d,抽雄和吐丝日期后推1 d;继续推迟播期,抽雄和吐丝日期后推4~5 d。2014年6月12日播种处理吐丝期冠层温度最高,不利于玉米授粉;6月15日后播种穗位叶SPAD值降低,尤其是生育后期伟科702叶片SPAD值降低幅度较大。播期对株高、穗位高和基部茎粗影响较大,播期与收获期对产量及其构成影响均显著,穗粒数随播期推迟而降低,千粒重随生育期延长而提高。经回归分析得出,夏玉米每提早播种1 d,产量平均增加98.4 kg/hm2;每推迟收获1 d,平均增产103.3 kg/hm2。郑单958获得较高产量的播期、收获期最佳组合为6月6日至6月12日播种,10月4日至10日收获。     

玉米自交系耐旱性鉴定与评价

以88份玉米自交系为试验材料，采用随机区组试验设计，在正常灌溉和干旱胁迫处理下，对自交系的耐旱性进行鉴定，以产量抗旱指数(DI)、耐旱系数隶属度(SV)为评价指标，并结合散粉吐丝间隔期(ASI)，对85份正常结实自交系的耐旱性进行综合评价。结果表明，在中度偏重干旱条件下，85份自交系在干旱处理区较正常供水区的平均株高降低，果穗变短、变细，空秆增多，秃尖增加，双穗率、百粒重降低，散粉吐丝间隔期(ASI)延长，产量平均下降42.9%。强耐旱自交系有6份，较耐旱自交系有16份，中等耐旱自交系有20份，弱耐旱自交系有29份，不耐旱自交系有14份。