去叶影响玉米籽粒发育的生理研究

以玉米杂交种０４２５为材料右授粉后第２天进行去叶处理,测定了处理后果穗中部和上部籽粒在籽粒形成期的粒重,呼吸,可溶性糖含量及乙稀释放量的变化。结果表明,不同程度去叶处理季籽粒的发育,造成籽粒败育率的升高。相对于穗粒数而言,粒重的变化较小。     

乙烯类药剂处理对玉米量穗发育及穗粒数的影响

本研究通过在玉米果穗生长发育阶段使用乙烯类药剂喷剂喷施植株处理,表明过量的乙烯可导致玉米果穗发育畸形,穗粒数减少。证明乙烯不利于果穗和籽粒发育,也是引起籽粒败育的一个重要因素。因此在玉米大田中使用药剂降低株高,调节株型,防止倒伏时,一定要慎重,既要严格控制剂量,又要掌握使用时期。     

乙烯在玉米籽粒发育及败育中调节作用的研究

采取田间处理和室内培养相结合的方法，对败育型（３６３１）和正常类型（４９３６×Ｕ８）玉米杂交种进行了乙烯与籽粒发育及败育关系的研究。结果表明，败育类型品种授粉后８ｈ乙烯释放量明显高于正常类型，且在以后１～２ｄ内维持较高水平。田间在穗部处理和室内培养处理均表明乙烯明显影响籽粒败育，增加败育。由此可见，乙烯在籽粒发育和败育发生中起着重要作用。     

玉米籽粒发育与乙烯的释放

以顶端败育类型（３６３１）和非败育类型（０４２５）杂交种为材料，对其籽粒发育过程中乙烯释放量变化进行比较研究，结果表明，败育类型玉米果穗上部籽粒在授粉后０￣８ｄ阶段，发育状况中部优于基部、更优于顶部，而乙烯释放量则表现出顶部〉基部〉中部。采取乙烯处理进行籽粒离体培养也证明乙烯不利于籽粒发育，是引起籽粒败育的一个重要因素。     

表油菜素内酯对玉米果穗顶端籽粒败育的影响研究初报

根据二年的观察和测定结果表明,表油菜素内酯(24—Epi brassinolide,简称BR)能够减少玉米果穗顶端籽粒的败育率。用0.01PPM BR全株喷施效果较好。抽雄前全株喷施似乎比吐丝后喷施对减少籽粒败育的效果更好。喷施米果穗的次数增多,虽能减少败育率,但效果不如全株喷施。喷施BR以后,玉植株光合作用增强、比叶重和叶绿素含量增高,而果穗顶端籽粒的相对电导率下降(即籽粒活性增强)。这些性状均与籽粒败育率呈显著或极显著相关。另外,吐丝后喷施BR亦有增加千粒重的效果。因而BR从增加穗粒数和粒重两个方面提高了玉米的籽粒产量。     

不同时期遮光对玉米籽粒生产能力的影响及籽粒败育过程的观察

通过对玉米植株进行分期遮光试验,认为;雌穗小花分化期至籽粒快速灌浆始期是影响玉米穗粒数的关键时期;雌穗小花分化期至籽粒快速灌浆高峰期是玉米植株产量形成的关键时期;吐丝期是决定单株产量和穗粒数的临界期;对百粒重有显著影响的时期是胚乳游离核期和快速灌浆期;果穗顶部籽粒比中、下部籽粒发育较迟,当中、下部籽粒进入快速灌浆期时,顶部籽粒则停止干物质积累,成为败育粒。     

干旱对不同授粉方式玉米籽粒生长和光合特性的影响

玉米早期籽粒建成过程中干旱胁迫会导致果穗顶部籽粒的败育,使穗粒数降低,进而减少玉米产量.为探明干旱胁迫对玉米籽粒生长发育影响的生理机制,利用旱池控水和控制授粉技术,在授粉后前10 d设置轻度干旱、中度干旱和正常供水3个处理,研究了2个玉米品种统一完全授粉和底部不授粉植株籽粒生长和光合特性等.结果表明,干旱胁迫使玉米的光合速率(Pn)和叶绿素相对含量(SPAD值)显著降低,复水后二者均恢复到正常.干旱胁迫降低了植株干重、穗重和穗粒重,水分胁迫期间植株干重的降低幅度相对明显.干旱胁迫使统一完全授粉处理玉米顶部籽粒干重和体积分别在授粉后12～16或16d显著或极显著下降,最终表现为败育或灌浆不充实,导致籽粒干重和体积的显著降低.而底部不授粉玉米由于从根本上阻止了底部籽粒的生长,确保了中上部籽粒有相对充足的同化物供应,干旱胁迫处理顶部籽粒生长发育正常.说明籽粒建成初期需要光合产物的持续供应,干旱胁迫通过降低同化物生产而增大了籽粒败育与生长不良的可能性,同化物供应不足是干旱胁迫诱导玉米籽粒败育和生长不良的根本原因.     

玉米果穗顶部籽粒败育发生的时间与籽粒糖含量的关系

根据二年的观察和测定结果表明,玉米籽粒败育现象是普遍存在的。败育籽粒的多少则因不同杂交种而异,一般籽粒分化数多、果穗长的杂交种败育粒数也多。籽粒败育发生的时间主要是在授粉后12—17天之间。发生的原因与果穗顶部籽粒发育迟、养分供应不足有关。在灌浆初期,果穗中下部籽粒中还原糖含量高,以后转变成淀粉速度快的,籽粒饱满、发育正常。相反,果穗上部籽粒还原糖含量少,转变成淀粉的速度慢,则易发生籽粒败育,产生果穗秃尖。     

玉米籽粒小穗柄维管束发育状况与籽粒败育关系研究

以典型的顶端败育与正常类型玉米杂交种为材料,对果穗不同部位籽粒的发育动态及籽粒小穗柄维管束截面积进行了比较研究。研究认为：败育籽粒在其发育早期粒重就不及正常籽粒,约在授粉后８～１２ｄ（８～１２ＤＡＡ）停止发育转向衰退。对小穗柄维管束进行解剖观察发现,败育籽粒小穗柄维管系统发育较差,其维管束截面积明显小于中部正常籽粒。在败育完成后其小穗柄截面积仍有一定程度的扩大。败育籽粒早期蔗糖及淀粉含量明显低于正常籽粒。由此可见：顶端籽粒的败育并非主要源于输导系统发育不良,而与其较低的库活性关系更为密切。     

玉米籽粒败育过程的能量代谢研究

以典型的顶端败育类型和正常类型玉米杂交种为材料,对２种类型果穗不同部位籽粒的能量代谢进行了双向比较研究。败育籽粒的呼吸强度在授粉后的０￣８ｄ（０￣８ＤＡＡ）即明显低于同期发育的正常籽粒,到８ＤＡＡ之后呼吸强度明显减弱,进入表现衰败期。进一步对籽粒的ＡＴＰ含旦、ＡＴＰａｓｅ活性测定亦表现出相同的趋势。研究认为：在败诱导期（０￣８ＤＡＡ）,败育类型顶部籽粒能量代谢水平较低是其库活性不足乃至败育的重要原因之一。     

玉米果穗矿质元素分布与子粒败育关系研究

以典型的顶端败育类型和正常类型玉米杂交种为材料，采用等离子体测试技术，比较测定了子粒败育前后在果穗上部及中部9种矿质元素质量浓度的变化。结果表明，子粒各矿质元素质量浓度在同一时期不同部位间及不同类型相同部位间差异并不显著；各矿质元素质量浓度在穗轴中表现出与子粒相同的趋势；在子粒中B、Ca、K、Mg、P和Zn的质量浓度较高，而在穗轴中Co、Fe和Mo的质量浓度较高。矿质元素质量浓度的差异并非子粒败育的直接原因。     

南斯拉夫玉米杂交种穗粒结构初步分析

对３３个南斯拉夫玉米杂交种产量和穗粒结构特点进行了分析,并与国内对照杂交种有关性状进行了比较,结果表明,行粒数、千粒重是决定其产量的直接因素,稳长和出子率主要通过行粒数间接影响杂交种产量,穗行数的作用较小,该批杂交种突出的穗长、部分杂交种的行粒数和千粒重及不同的穗粒结构特点在育种上具有潜在的间接利用价值。     

小麦茎叶性状与穗部性状相关性的探讨

对小麦品种（系）茎叶性状与穗部性状进行相关性研究,结果表明：小麦茎叶性状与穗部性状之间存在不同程度的相关。其中,穗节茎粗与穗粒数,穗长,穗粒重、剑叶面积呈正相关;剑叶面积与穗粒数、穗长、穗粒重呈正相关;穗长、穗粒数、穗粒重之间呈正相关,穗节茎粗和剑叶面积与株高呈负相关。     

小麦主要性状的遗传相关性及其选择效果研究

对13个小麦品种(系)26个性状的5种遗传参数研究表明,穗数与产量的相关系数很低,且与其他性状呈负相关或微弱正相关,这说明现有品种的单位面积穗数已接近或达到高限;同时,穗数、穗粒数的直接通径系数很高,是产量构成因素中最重要的因素。可见,当前小麦高产育种在保证一定穗数的前提下,要着力于穗粒数的提高,同时要兼顾千粒重,才能实现小麦高产稳产。进行多性状组合选择方能高产,"倒一叶鞘长+穗长+粒重叶比"相对选择效率较高、简单易行,可作为综合选择的较佳指标。     

花期弱光胁迫对玉米穗粒数的影响

为明确花期弱光对玉米穗粒数的影响规律,采用人工遮光模拟弱光胁迫,设置抽雄始期和吐丝期持续10 d60%和90%两个不同遮光强度的弱光处理,研究了花期弱光对雌穗小花受精、结实,干物质积累及其向雌穗分配的影响。结果发现,花期弱光胁迫导致玉米地上部总干物质日增重量降低,干物质分配到雌穗的比例减少,雌穗生长变慢,受精结实率降低,影响程度随遮光率的增加而增大。抽雄始期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率均明显提高,吐丝期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率降低和持平。抽雄始期光照不足导致穗粒数较对照下降57%~91%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%~81%。无论对于抽雄始期还是吐丝期,遮光处理期间的日平均光合有效辐射强度在穗粒形成中作用最大,其次为处理期间的地上部总干物质日增重。对于吐丝期,处理期间的日平均温度对穗粒数也具有直接的正效应。     

水分亏缺对玉米籽粒形成的影响

在人工控水条件下,研究了不同时期水分亏缺后复水对玉米穗部性状及籽粒形成的影响。结果表明,不同时期水分亏缺对玉米穗行数和穗粗影响不显著,但对玉米秃尖长、瘪粒数、行粒数影响显著;4～9叶期水分亏缺对玉米穗部性状及籽粒形成影响不显著;随着土壤水分亏缺时间的延长,玉米雌雄穗开花间隔延长,花丝伸长速率降低,上部花丝抽出困难,籽粒灌浆速率降低,籽粒败育率显著提高。土壤水分亏缺对玉米穗上部籽粒发育的影响大于对中下部籽粒的影响。     

玉米籽粒形成的分子生物学基础

玉米单穗籽粒产量由穗粒数和粒重两因子组成。单个果穗上所着生的籽粒数与雌花序建成和小花分化密切相关,因此,控制花序形态建成和小花发育的基因可能直接或间接地参与穗粒数调控。玉米成熟籽粒主要由源于母本组织的种皮和经双受精产生的胚和胚乳组成,且胚和胚乳占成熟籽粒的绝大部分,直接影响粒重。文中主要从“CLAVATA（CLV）-WUSCHEL（WUS）负反馈调控途径、激素及其信号途径、花器官发育和小花性别决定”等方面总结了花序和小花发育相关基因及其与穗粒数的关系,描述了CLV-WUS途径中各基因在玉米雌花序上特异性表达的分生组织和基因间的调控关系,总结了生长素、赤霉素、细胞分裂素和独脚金内酯等植物激素的相互作用网络,以及已克隆的玉米花器官发育相关基因及其功能。从“线粒体基因转录本的加工和编辑、质体基因的转录和翻译及细胞核RNA转录与加工”3个方面总结了已克隆的影响胚和胚乳发育的相关基因,其中,大部分基因编码线粒体或质体定位的PPR蛋白。值得关注的是,近年来,研究发现了通过调节细胞核内RNA转录和加工而影响玉米籽粒发育的新途径。文章作者在基因水平上对玉米籽粒形成的分子生物学基础进行了简要总结,为进一步深入解析玉米产量形成的分子调控网络提供参考。同时,也就该研究领域今后可能的研究方向进行了讨论。