玉米新品种浚单509生态适应性分析

利用玉米(Zea mays L.)新品种浚单509在湖北省区域试验及大面积示范的数据,对浚单509在湖北省主要玉米种植区的生育期、抗逆性、丰产性等进行了分析。结果表明,浚单509的生育期能较好地适应湖北省的光热条件,具有较好的抗逆性、丰产性和稳产性,特别是丰产性较为突出,适宜在湖北省水肥条件较好的地区种植。     

Genetic architecture of plant height in maize phenotype‐selected introgression families

This study aimed at developing, characterizing and evaluating two maize phenotypic‐selected introgression libraries for a collection of dominant plant height (PHT)‐increasing alleles by introgressing donor chromosome segments (DCS) from Germplasm Enhancement of Maize (GEM) accessions into elite inbred lines: PHB47 and PHZ51. Different backcross generations (BC₁‐BC₄) were developed and the tallest 23 phenotype‐selected introgression families (PIFs) from each introgression library (PHB47 or PHZ51) were selected for single nucleotide polymorphism genotyping to localize DCS underlying PHT. The result shows that most PIFs carrying DCS were significantly (α = 0.01) taller than the respective recurrent parent. In addition, they contained larger donor genome proportions than expected in the absence of selection or random mating across all BC generations. The DCS were distributed over the whole genome, indicating a complex genetic nature underlying PHT. We conclude that our PIFs are enriched for favourable PHT‐increasing alleles. These two libraries offer opportunities for future PHT gene isolation and allele characterization and for breeding purposes, such as novel cultivars for biofuel production.     

不同休眠玉米种子内源激素的含量测定和分析

本研究利用高效液相色谱法,对7个不同休眠性的玉米自交系鲜种子内源激素ZT、GA₃、IAA和ABA的含量进行了测定和分析。分析了各种激素及其相互作用对玉米种子休眠的影响,为阐明玉米种子休眠机理奠定了基础。结果表明,ZT含量在一定程度上与种子休眠性呈负相关性,具有对种子萌发抑制物的拮抗作用;GA₃具有解除休眠和促进萌发的功能,在种子萌发过程中是必需的;IAA与休眠不具有相关性;ABA具有拮抗GA₃的作用,诱导种子休眠,抑制萌发。种子的休眠是几种激素综合作用的结果,种子休眠程度与种子内起促进作用和起抑制作用的激素之间的比例密切相关。强休眠特性玉米自交系具有以下特征:ZT和GA₃含量低,ABA含量高,ZT/ABA值与GA₃/ABA值较小,各激素相对平衡。     

外源糖调控玉米光合系统和活性氧代谢缓解盐胁迫

【目的】揭示外源单糖葡萄糖（Glc）和双糖蔗糖（Suc）对中性氯化钠盐胁迫玉米幼苗生长发育及其生理生化机制,以及两种类型糖在缓解玉米盐胁迫的作用效果。【方法】以自主选育的玉米品种垦玉6号为材料,在植物生长室采用1/2 Hoagland营养液培养玉米幼苗。玉米培养至两叶一心时分别采用0.5 mmol·L^-1 Glc和Suc预处理3 d,以1/2 Hoagland营养液为空白对照,以等浓度甘露醇为渗透对照;然后,采用150 mmol·L^-1 NaCl（1/2 Hoagland营养液配制）对玉米幼苗进行盐胁迫处理4-6 d,以相应糖预处理和空白处理玉米的非盐胁迫为对照。于处理第4天取第2片全展叶进行玉米光合相关和抗氧化等各项生理生化指标测定;于处理第6天进行株高、根长和干重测定;同时于处理第2、4、6天采用Li-6400XTR光合仪测定光合参数的动态变化。【结果】与空白未处理对照相比,Glc和Suc预处理导致玉米幼苗根长、干重和叶片含水量增加,但是显著提高玉米幼苗株高,分别增高了6.39%和4.86%,并维持叶片较高的净光合速率（P_n）,其它供试生理生化指标变化不显著;同时,盐胁迫可明显抑制玉米幼苗生长,盐处理6 d株高和根长降低了16.37%和12.17%,地上部及地下部干重分别降低了20.69%和25.00%。盐处理导致玉米叶片中硫代巴比妥酸反应物（TBARS）和过氧化氢（H₂O₂）含量显著增多,抗氧化酶的活性显著降低,叶片P_n、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、Hill反应活性, 原初光能转换效率（F_v/F_m）、光合色素含量显著下降, 其中胞间CO₂浓度（C_i）随着胁迫时间的延长呈先下降后上升的趋势;重要的是, 外源Glc和Suc预处理可显著促进盐胁迫下玉米幼苗生长和干物质积累, 其中Glc预处理的玉米株高、根长、地上和地下干重较S处理分别增加6.12%、4.49%、15.65%、18.52%, Suc预处理分别增加7.34%、4.87%、17.39%、22.22%。外源Glc和Suc预处理能有效改善玉米幼苗的光合作用, 显著减缓盐胁迫下玉米叶片P_n、T_r、G_s、F_v/F_m的下降速度, 缓解C_i的升降速度,提高叶片Hill反应活性,增加叶片持水量和光合色素的含量。同时,Glc和Suc预处理还显著减少盐胁迫下玉米叶片中硫代巴比妥酸反应物（TBARS）和过氧化氢（H₂O₂）的含量,提高叶片超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）的活性,其中,Suc预处理在清除H₂O₂及提高叶片Hill反应活性两方面均显著高于Glc。此外,与空白盐胁迫处理相比,除引起玉米叶片Hill反应和叶绿素a（Chl a）的显著变化外,采用等渗的甘露醇预处理玉米幼苗其供试生理生化指标未发生显著改善,亦未能引起供试生物学指标的显著改善。【结论】正常生长条件下,Glc和Suc处理可通过维持叶片较高的P_n,促进玉米幼苗地上部分生长;盐胁迫条件下,外源Glc和Suc不仅维持玉米幼苗较高P_n,而且通过增强光合膜系统稳定性、增加光合色素含量、提高PSII反应活性、改善玉米叶片气孔开放及碳同化能力等生理生化机制提高玉米幼苗的耐盐性。     

玉米幼苗对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响

通过盆栽土培试验研究了玉米幼苗生长期间对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响。结果表明,玉米加快了土壤中芘的降解,提高了芘在土壤中的降解速率。试验期间,根际土中可提取态芘含量显著低于非根际土,根际土微生物生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶和脱氢酶活性均高于非根际土,代谢熵低于非根际土。脂肪酸（FAME）分析结果表明,与非根际土相比,芘污染玉米根际土微生物群落结构发生了显著的变化,主要表现在真菌特征脂肪酸以及真菌/细菌的比值显著升高,细菌和GN^-细菌特征脂肪酸显著降低,且这种效应随着培养时间的推移在P〈0.01水平显著。根际土和非根际土中丛枝菌根真菌、GN^＋细菌和放线菌特征脂肪酸差异随着培养时间的延长逐渐加大,45 d时其差异均在P〈0.05水平显著。     

4种填闲作物对天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良作用的初步研究

通过夏季填闲的方式来解决设施农业次生盐渍化在20世纪初就已被提出,但相关研究在天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良方面还没有开展。通过盆栽试验研究了4种填闲作物（毛苕子、苏丹草、甜玉米和苋菜）对天津地区黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良作用。结果显示,与对照土壤相比,4种填闲作物均能显著降低土壤可溶性盐分和Na^＋的含量（P〈0．05）,显著降低土壤养分和有机质的含量（P〈0．05）;毛苕子、甜玉米和苋菜能显著增大土壤K^＋／Na^＋的比值;高种植密度对次生盐渍化土壤的改良效果更为突出;4种填闲作物相比,毛苕子对黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良效果最佳。既为改良天津黄瓜温室土壤次生盐渍化提供实践参考,也为延长设施土壤使用年限,促进天津设施蔬菜产业发展提供一种可行途径。     

Determination of the different components of cadmium short‐term uptake by roots

As the various components of the cadmium (Cd) root sink have not been clearly described, there is a need to precisely measure the respective contributions of apoplast and symplast to short‐term root Cd uptake and to explain the linear component of the absorption isotherms. A new method of fractionating Cd in roots was applied to two plant species with contrasting abilities to accumulate Cd: maize (Zea mays) and a Cd‐hyperaccumulating ecotype of alpine pennycress (Noccaea caerulescens). Their roots were exposed for 1 h to increasing concentrations of labeled Cd. Series of desorption baths were used to obtain the root apoplastic Cd in combination with a brief freezing step in liquid nitrogen to separate the intracellular metal from the apoplastic one. The apoplastic uptake accounted for 15% to 82% and for 48% to 96% of the total Cd uptake of maize and of alpine pennycress roots, respectively. In the case of maize, the concentration‐dependent symplastic net flux fitted a biphasic Michaelis‐Menten function, while in the case of alpine pennycress, a Michaelis‐Menten‐plus‐linear function proved a better fit. The second component of the symplastic net flux may reflect absorption through a low‐affinity transport system. Short‐term Cd uptake by roots is dominated by the high‐affinity transport system for exposure concentrations below 1 μM for maize and 0.2 μM for alpine pennycress, while cell‐wall binding prevailed for higher exposure concentrations.     

玉米RIL群体的产量相关性状研究

调查了玉米自交系Mo17、黄早4以及由这2个材料构建的F9重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体的百粒重、容重、穗粒重和出子率4个产量相关性状,对这4个性状在群体中的表现用SPSS 11.5软件进行了描述性统计和相关分析,并构建了频数分布图。试验结果显示,2个亲本在4个性状上均存在差异,容重和穗粒重2个性状在群体中呈现连续变异,而百粒重和出子率2个性状在群体中的变异不连续。     

不同品种玉米耐盐性的比较

分别用不同浓度的NaCl溶液处理两个品种的玉米幼苗,两周后测定丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量以及过氧化物酶（POD）活性等生理指标。结果表明：在NaCl处理下,农大108的MDA含量低于沈单10号,Pro含量、POD活性高于沈单10号。说明农大108的耐盐性较强。