玉米株型、果穗性状的遗传和相关性分析

本试验以14个玉米自交系及由其组成的9个杂交组合以及相应的F2代为材料，系统地研究了自交系与杂交种之间及杂交种性状与性状之间的关系，探讨了玉米杂交种自交衰退的数量指标．研究结果表明，(1)玉米穗长，行粒数和百粒重在母本与F₁之间呈极显著正相关；穗位高、穗直径和单穗粒重在父本与F₁之间呈显著正相关，株高在父母本与F₁之间均为显著正相关．(2) F₁单穗粒重与株高、穗长、行粒数、穗粒数和百粒重之间存在显著的正相关．(3) F₁性状优势越强，F₂衰退越重(r＝0.8830)．单穗粒重优势分别与行粒数和穗粒数优势呈极显著正相关(r＝0.8618和r＝0.8441)．(4) 单穗粒重的衰退主要是由穗粒数衰退所致(r＝0.7473)．穗行数，植株叶片数和叶向值的衰退值较小或为负值。     

外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦籽粒灌浆进程及蛋白质含量影响

本文旨在揭示持绿型小麦品种的灌浆特性和籽粒蛋白质含量对外源激素的响应,认识植物激素调控籽粒灌浆和蛋白质合成的作用机制。自盛花期开始,连续4 d喷施10 mg L^-1脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA),持绿型品种汶农6号的灌浆期(t₃)、活跃生长期(D)、平均灌浆速率(G_mean)、最大灌浆速率(G_max)、千粒重(TGW)和产量(GY)均大于非持绿型济麦20,且强势粒的各项灌浆参数均大于弱势粒。喷施两种外源激素显著提高两品种的G_mean、G_max、TGW和GY,对t₃和D的影响存在粒位及品种效应。喷施ABA和6-BA均显著提高花后35 d的籽粒蛋白质含量,显著提高汶农6号强、弱势粒的麦谷蛋白含量,但济麦20强、弱势粒的麦谷蛋白含量显著降低。喷施ABA后,汶农6号强势粒花后7~21 d的玉米素核苷(ZR)含量显著升高;喷施6-BA后,济麦20弱势粒花后14~35 d的ZR含量显著升高,而汶农6号强势粒7~21 d的赤霉素(GA₃)含量显著降低,弱势粒花后7~28 d的GA₃含量显著提高。喷施外源ABA和6-BA显著提高两品种强势粒花后7~21 d的生长素(IAA)和ABA含量。ABA和6-BA处理显著提高花后7~21 d谷氨酰胺合成酶(GS)活性。可见,喷施外源ABA和6-BA使小麦内源激素水平变化,促进籽粒灌浆,增加粒重和产量,提高籽粒GS活性和蛋白质含量,改变蛋白质组分。     

不同蛋白质含量小麦品种籽粒形成期氮代谢及相关酶活性的比较

 【目的】通过对不同蛋白质含量小麦品种籽粒形成期旗叶、籽粒氮代谢主要物质及相关酶活性变化的分析,阐明其源、库氮形态以及相关酶活性对籽粒蛋白质含量的影响。【方法】选用高、中、低蛋白质含量的小麦品种各2个,研究籽粒形成期硝态氮、氨态氮与硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)的变化特征。【结果】不同类型小麦籽粒形成期蛋白质含量呈“高－低－高”的变化趋势,蛋白质积累量呈现为高蛋白含量品种>中蛋白含量品种＞低蛋白含量品种。随籽粒发育,3种类型品种籽粒硝态氮含量逐渐下降,成熟时高蛋白含量品种＞中蛋白含量品种＞低蛋白含量品种。籽粒、旗叶氨态氮含量与籽粒硝态氮含量呈类似变化趋势,成熟时氨态氮含量因品种而异。旗叶NR活性随籽粒成熟而降低,低蛋白含量品种NR活性低于高、中蛋白含量品种。旗叶和籽粒GS活性均随籽粒的成熟而下降,中、高蛋白含量品种趋势相似,而低蛋白含量品种籽粒和旗叶GS活性变化趋势不同,籽粒成熟时旗叶仍保持较高的GS活性,而籽粒GS活性则降至很低。【结论】籽粒硝态氮含量与旗叶NR活性和籽粒GS活性均呈极显著正相关。籽粒氨态氮含量与旗叶NR、GS和籽粒GS活性的相关性均亦达显著或极显著水平。高蛋白含量品种由源(叶)向库(籽粒)供给硝态氮的能力强于中、低蛋白含量品种。但低蛋白含量品种对硝态氮的利用更为充分。高蛋白含量品种较高的旗叶NR活性和较高的籽粒GS活性使其氮素同化能力高于中、低蛋白含量品种,这为籽粒蛋白质合成提供了充足的底物,有利于蛋白质的积累。     

水氮互作对不同基因型小麦HMW-GS含量及GMP粒度分布影响

 摘要：【目的】小麦籽粒高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）的组成类型及含量与谷蛋白颗粒的分子大小密切相关,是衡量小麦品质优劣的重要性状之一,也是面粉加工品质的主要评价指标。本试验研究了水氮互作对不同基因型小麦品种的单个HMW-GS的相对含量、HMW-GS的总量及GMP粒度分布的影响。【方法】通过反相高效液相色谱（RP-HPLC）和激光衍射粒度分析仪分别对小麦籽粒中的HMW-GS和GMP粒度进行了定量分析。【结果】研究表明,灌水增氮条件促进强筋小麦GC8901、中筋小麦TS23的HMW-GS、LMW-GS的积累及GMP中大粒径颗粒所占百分比的提高,且GMP含量相应提高;相同处理抑制了弱筋小麦SN1391的HMW-GS、LMW-GS的积累,但促进GMP中的大粒径颗粒的形成。与灌水条件相比,干旱增氮条件下,SN1391籽粒中的HMW-GS、LMW-GS含量上升,GMP中的大粒径颗粒所占的比例显著提高。【结论】灌水与增施氮肥互作对GC8901和TS23 GMP中的大粒径颗粒的形成有促进作用,而干旱与增施氮肥能够提高SN1391的大粒径颗粒的粒度分布。     

麦季氮肥运筹对冬小麦–夏玉米种植体系物质生产及氮肥利用的影响

2009-2011年在山东临沂冬小麦-夏玉米生产田,探讨了麦季施氮水平和施氮时期对两季作物干物质积累与分配、籽粒产量、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力的影响。施氮量设4个处理,分别是0 (N0)、168.75 (N1)、225 (N2)和281.25 kg hm^-2 (N3);氮肥追施时期设2个处理,分别为拔节期(S1)和拔节期+开花期(S2)。在S1条件下,冬小麦和夏玉米的籽粒干物质积累量及夏玉米和周年生物产量均表现为N3>N2>N1,冬小麦和夏玉米的籽粒产量N2和N3处理间无显著差异;氮肥农学利用率和氮肥偏生产力在麦季随施氮量增加显著降低,而在玉米季则逐渐升高,但玉米季氮肥偏生产力N3与N2处理间无显著差异。S2条件下麦季施氮量由N2处理增加25% (N3),冬小麦和夏玉米籽粒干物质积累量、生物产量和籽粒产量无显著变化,氮肥农学利用率和氮肥偏生产力在麦季显著降低、在玉米季无显著变化。与S1相比,S2有利于提高N1和N2条件下冬小麦籽粒与营养器官的干物质积累量、生物产量、籽粒产量和氮肥农学利用率及氮肥偏生产力,但对N3条件下的这些指标无显著影响;而在玉米季,3个施氮量水平下夏玉米的各项指标均显著升高。综合周年生物产量、籽粒产量和氮肥农学利用率及氮肥偏生产力结果,麦季总施氮量225 kg hm^-2及拔节期+开花期追氮是本试验条件和种植模式下的最佳麦季氮肥运筹模式。     

小麦籽粒A、B型淀粉粒淀粉构成与糊化特性的比较

以提纯的小麦胚乳A型和B型淀粉粒为测定对象,比较研究了A、B型淀粉粒的淀粉组成与糊化特性.结果表明,A型淀粉粒直链淀粉含量显著高于B型淀粉粒,而支链淀粉含量显著低于B型淀粉粒.与B型淀粉粒相比,A型淀粉粒含有较高的直/支链淀粉比.B型淀粉粒RVA参数中峰值粘度、低谷粘度、稀懈值、最终粘度、反弹值、峰值时间和糊化温度均显...     

灌浆期遮光对不同粒色小麦籽粒花青素积累与相关酶活性的影响

为探讨光照条件对不同粒色小麦籽粒花青素合成与积累的影响, 以红粒小麦品种(系) D4红、红5、黑小麦76, 黑粒小麦品系D4黑、昌邑黑麦, 以及普通小麦济麦19 (白粒)为材料, 研究穗部遮光对不同粒色小麦籽粒发育过程中花青素积累及相关酶活性的影响。全灌浆期穗部遮光或后期遮光对籽粒花青素含量的影响显著大于前期遮光, 说明籽粒灌浆后期是花青素合成的关键时期。穗部遮光对D4红、红5及黑小麦76籽粒花青素含量的影响显著大于黑粒小麦昌邑黑麦与D4黑。3个红粒品种(系)全灌浆期遮光后籽粒花青素含量不足1 U g^-1, 与白粒品种类似, 而前期遮光后期恢复光照后籽粒花青素迅速合成。与未遮光的对照比较, 遮光对2个黑粒小麦品系花青素含量影响虽达显著水平, 但遮光后黑粒品系花青素含量仍在2 U g^-1以上。说明黑粒与红粒小麦籽粒花青素的合成途径不同。红粒小麦的花青素合成可能是一种依赖光的合成途径, 而黑粒小麦中可能是依光型和非依光型两种合成途径, 且后者是其主要途径。有色小麦籽粒的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)活性变化趋势是灌浆前期低, 中后期高, 而多酚氧化酶(PPO)活性则呈前期高, 中后期低的变化趋势。未遮光处理的有色小麦, 其不同时期籽粒花青素含量与PAL和CHI活性变化趋于一致, 且呈显著正相关, 表明CHI与PAL是有色小麦籽粒花青素合成的关键酶。黑粒小麦的花青素含量与PPO活性呈显著负相关, 而红粒的相关性不显著。遮光后籽粒的花青素含量变化与酶活性变化趋势不一致, 说明光照条件对籽粒花青素合成的影响并非直接通过3种酶活性的变化而起作用。     

小麦花后弱光对籽粒淀粉积累和相关酶活性的影响

2005—2007年选用小麦品种济麦20和山农1391, 在大田试验条件下研究了花后不同阶段弱光对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明, 花后不同阶段弱光显著降低成熟期籽粒淀粉积累量, 但提高了籽粒直链淀粉含量。花后不同阶段弱光使籽粒A型淀粉粒比例显著增加, B型淀粉粒比例显著降低。不同阶段弱光处理对籽粒淀粉积累的影响程度不同, 灌浆中期的效应大于灌浆前期。Logistic方程拟合籽粒淀粉积累进程发现, 花后弱光对籽粒淀粉积累量的影响, 主要是通过影响其平均积累速率与活跃期积累速率, 而不是积累持续期。花后弱光显著降低小麦磷酸蔗糖合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性。灌浆前期弱光使束缚态淀粉合酶(GBSS)、可溶性淀粉合酶(SSS)活性高于对照或与对照无显著差异, 而灌浆中期弱光使这两种酶的活性均显著低于对照。灌浆前期弱光减少了淀粉合成底物的供应, 系旗叶SPS活性、籽粒SS及AGPase活性下降所致; 而灌浆中期弱光除淀粉合成底物减少外, 籽粒淀粉合酶活性亦降低。     

不旱作与节水灌溉对小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性变化的影响

【目的】通过对灌溉与旱作条件下不同品质类型小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究,阐明不同灌溉制度下小麦淀粉积累的酶学机制。【方法】在灌溉和旱作两种栽培条件下,研究了两个小麦品种蔗糖代谢、籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。【结果】旱作栽培有利于增加小麦灌浆前中期淀粉积累速率、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性,表明旱作栽培能提高小麦籽粒灌浆前期生理活性、促进籽粒淀粉的合成与积累。通过比较淀粉积累速率与蔗糖和淀粉代谢相关酶活性的变化趋势可以看出,淀粉积累速率与蔗糖合成酶（SS）、AGPase、SSS和GBSS的变化趋势一致,表明这些酶在淀粉合成中起重要作用,而源器官制造的光合产物的减少并不是抑制籽粒淀粉积累的因素。【结论】旱作栽培能提高小麦灌浆前、中期的淀粉积累速率和淀粉合成酶活性,在籽粒灌浆后期则显著降低淀粉积累速率及其酶活性,表明旱作栽培能使库活性增强,促进籽粒淀粉的合成与积累。     

不同品质类型小麦籽粒淀粉粒度的分布特征

选用小麦强筋品种德丰3号、德99-3和弱筋品种滨育535和鲁麦21,研究了籽粒中淀粉粒度、淀粉粒的体积、数目和表面积的分布特征,及其与小麦籽粒蛋白质和淀粉含量的相关性。结果表明,成熟期小麦籽粒含有A (＞9.8 μm)、B (＜9.8 μm)两种类型淀粉粒,其粒径为0.37~52.60 μm。淀粉粒的体积和表面积均表现为双峰分布;淀粉粒的数目表现为单峰分布,其中B型淀粉粒数目占总数的99%以上。在强筋品种中,B型淀粉粒所占体积和表面积百分比相对较高,而弱筋品种中A型淀粉粒体积、表面积百分比相对较高。籽粒直链淀粉和总淀粉含量与2.0~9.8 μm和＜9.8 μm的淀粉粒体积百分比分别呈显著和极显著负相关,与9.8~18.8 μm的淀粉粒体积百分比呈极显著正相关。籽粒蛋白质含量与2.0~9.8 μm和＜9.8 μm的淀粉粒体积百分比呈显著正相关,而与9.8~18.8 μm的淀粉粒呈极显著负相关。籽粒淀粉和蛋白质含量均与其他粒径范围的淀粉粒体积无显著相关性。