不同基因型玉米株型相关性状研究

通过对五个玉米杂交种及其亲本的株高、穗位高、第三节间茎粗、雄穗长度、雄穗分枝数、叶向值、叶夹角和叶面积等八个株型相关性状的分析,结果表明:在不同杂交种之间,八个性状均存在显著或极显著差异;在不同自交系之间,八个性状均存在极显著差异。杂交种株型相关性状存在的差异是由其亲本株型相关性状存在差异引起的。     

植物受高温胁迫机理及对玉米生长影响的研究进展

了解植物对高温胁迫反应的分子机制对提高作物的耐高温特性具有重要意义.本文综述了植物响应高温胁迫的分子机理,以及高温胁迫对玉米生长的影响,并以豫北一个玉米试验点河南省辉县市气象资料为例,说明应重点关注高温胁迫对玉米穗分化期、开花期和灌浆期造成的影响.     

不同种植密度对夏玉米品种株型及产量性状的影响

为了阐述不同玉米品种株型及产量性状对密度响应,以目前生产上广泛种植的6个品种（‘郑单958’、‘先玉335’、‘伟科702’、‘浚单20’、‘金海5号’、‘利民33’）为材料,研究4个种植密度(60000、90000、112500、127500株/hm2)下不同品种株型和产量性状的变化。结果表明：6个品种棒三叶面积及茎粗系数均随着密度增加而减小,但减小幅度在不同品种或不同叶位存在差异。产量构成因素如穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数和千粒重随着密度增加而减小。4个种植密度中,‘金海5号’、‘伟科702’、‘郑单958’在密度为90000株/hm2时产量为最高;其他3个品种随密度增加,产量降低。回归分析发现在10个已知影响玉米产量因素中,穗粒数对产量的直接影响最大,其次为行粒数。此结果为玉米品种选育和生产上高效栽培提供理论依据。     

播期对不同株型玉米灌浆特性的影响

试验以3个不同株型的玉米品种为材料,研究了不同播期条件下子粒灌浆特征参数和粒重的差异.结果表明,3个不同株型的玉米品种平均灌浆速率(V)以第二播期(3月27日)为最高,除中间型外,该播期最大灌浆速率出现时间(T)较晚,子粒干重保持较长时间的上升趋势;3种株型玉米品种平均灌浆速率(V)和最大灌浆速率(Vmax)均表现为稀植型＞中间型＞密植型,中间型品种最大灌浆速率出现时间(T)较晚;相关分析表明,玉米子粒最终粒重与灌浆速率和最大灌浆速率出现时间(T)均呈显著正相关.     

种植密度对不同株型夏玉米产量和冠层特性的影响

为了指导不同株型夏玉米品种的田间生产,选用平展型品种‘鲁单981’和紧凑型品种‘鲁单818’为供试材料,通过设置30000株/hm ² (D1)、60000株/hm ² (D2)、90000株/hm ² (D3)3个种植密度,研究了密度对不同株型夏玉米产量、叶面积持续期(LAD)、叶面积指数(LAI)、群体净同化率(NAR)的影响。结果表明,‘鲁单981’在D2时产量最高,为11452 kg/hm ²,‘鲁单818’在D3时最高,为13024 kg/hm ²。在D3下,紧凑型品种‘鲁单818’的LAD[452 (m ²·d)/m ²]及花后比例(50%)、穗位叶LAI以及全生育期NAR [6.87 g/(m ²·d)]更高。上述研究结果表明紧凑型品种冠层结构紧凑,中下层受光充足,LAD延长,有利于干物质积累,产量上升,更适合高密度栽培。     

氮素对高温胁迫下玉米籽粒发育的调控效应

明确籽粒建成期高温胁迫下氮素对玉米籽粒发育的调控效应,对合理施肥、缓解高温危害、实现玉米丰产稳产具有重要意义。以热敏感品种先玉335（XY335）和耐热品种郑单958（ZD958）为材料,设高温处理（T）和对照（CK）,研究不同施氮量（90,180,270 kg/hm²,分别记为N90、N180、N270）对籽粒建成期高温胁迫玉米籽粒发育及产量的影响。结果表明,高温胁迫打破了玉米籽粒内源激素间的平衡,使得2个玉米品种的N180和N270的籽粒脱落酸（ABA）含量、郑单958的N180和N270的生长素（IAA）含量降低;上部籽粒可溶性酸性蔗糖转化酶（SAI）活性降低,籽粒体积膨胀及干物质积累受阻,败育率增加,穗粒数减少,进而导致产量显著降低。热敏感品种先玉335受高温胁迫的影响程度高于耐热品种郑单958。随施氮量增加,高温对玉米籽粒发育的负面影响加剧。高温胁迫下,与低氮（N90）处理相比,中氮（N180）、高氮（N270）处理下,先玉335和郑单958籽粒ABA/GA₃降低,IAA和ZR含量升高,籽粒体积和干物质减少更加严重,败育率分别显著增...     

气候变化背景下中国不同区域玉米生育期高温胁迫时空变化特征

研究气候变化背景下作物生长季高温热害的时空分布和变化特征,对于制定适应气候变化的作物栽培管理技术有重要的参考意义。本研究利用我国558个气象站点的逐日气象数据和物候期数据,分析了1961—2020年玉米不同生育阶段的高温度日(heat degree days, HDD)及其气候倾向率的时空变化特征。结果表明, 1961—2020年,我国玉米全生育期及各生育阶段的HDD整体呈升高趋势,不同农作区玉米全生育期HDD增加1.19～9.27℃d (10a)^–1,四川盆地农作区、华南农林渔区和西北农牧区增幅较高,分别显著增加8.79、9.27和5.81℃d (10a)^–1。不同生育阶段HDD变化趋势呈现明显区域差异,北方农作区玉米HDD在生育前期增幅较大,而南方农作区玉米HDD在生育后期增幅较大。播种–抽穗期,北方农作区中西北农牧区和北部中低高原农牧区HDD分别显著增加2.67℃d (10a)^–1和2.00℃d(10a)^–1,黄淮海平原农作区增加1.41℃d (10a)^–1,都高于其他农...     

高温胁迫对河南省2种主要玉米品种萌发及早期生长的影响

以河南省2种主要玉米品种濮单6号和晋单51号为材料,研究高温胁迫下,这2种玉米在种子萌发、幼苗相对电导率、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量等生理指标的变化规律.结果表明:1)濮单6号和晋单51号萌发率都随温度的升高而降低,而濮单6号下降得更为明显;2)随温度升高,濮单6号和晋单51号幼苗叶片的电导率都会增加,其中濮单6号增加得更显著;3)丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量都随温度的升高而增大,且晋单51号较濮单6号的积累量更多.在高温胁迫下,晋单51号的耐受性比濮单6号强.     

不同株型玉米苗期生长,光合速率及对肥料的反应

在人工气候室中，对盆栽条件下不同熟期的紧凑型与平展型玉米比较研究表明，单株玉米对土壤养分的反应株型间无规律性差异；不同熟期玉米间存在明显的规律性差异。植株苗期生长速率及高低土壤肥力下的差异与叶片Ｎ、Ｋ含量，光俣速率及不同光强，不同ＣＯ２浓度与的反应差异间存在明显的相关性。不同品种间苗期光合速率差异明显，土壤肥力高低对玉米苗期光合速率影响很大。     

玉米株型的判别模型

根据玉米穗上叶夹角，穗上叶叶向值与棒三叶叶向植三个指标研究了玉米株型的判别模型，并按紧凑型、近紧型、近松散型与松散型对玉米株型进行四级分类，由对１５个自交系玉米的上述三个指标应用逐步判别分析方法建立玉米株型判别模型，回报准确率达１００％，在此基础上又对３０个玉米杂交种进行株型判别亦收到了较好效果。说明应用逐步判别分析方法建立玉米株型判别模型对玉米株型的判别是可行的，有实际应用价值，对玉米株型判别型     

冬小麦不同株型品种光谱响应及株型识别方法研究

以直立和平展2种株型的冬小麦品种为材料，研究了它们的光谱响应以及田间植被覆盖度的差异，探讨了利用冠层光谱反射率、光谱特征参量NDVI及植被覆盖度识别小麦株型的方法。结果表明，（1）小麦不同株型品种在近红外波段（700～1300 nm）光谱反射率有明显差异，生育前期平展型品种高于直立型品种，并以拔节期的差异为最显著，随着生育进程差异逐渐变小。拔节期是进行株型识别的最佳时期，并且此期冠层的敏感波段680 nm和760～900 nm的反射率在2种株型品种之间差异明显。（2）小麦冠层叶面积指数（LAI）与归一化差异植被指数NDVI(680,890)呈正相关，并且不同生育阶段其相关程度有差异，这是利用NDVI和植被覆盖度(COV)识别不同株型的基础。（3）相同COV条件下，直立型品种的NDVI高于平展型品种的NDVI，并且随着COV的增加，差异逐渐变小，二者的变化关系体现了直立型品种株型紧凑和平展型品种株型披散的特点，利用NDVI和COV的关系可以对株型进行识别，以小麦拔节期为最佳识别阶段，此期2种株型品种的NDVI具有显著差异（P＜0.05）。     

干旱胁迫对玉米苗期生长和光合特性的影响

以2个不同抗旱性玉米品种郑单958 (抗旱性强)和陕单902 (抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱,中度干旱,重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对2个玉米品种植株生长、气体交换和叶绿素荧光参数的影响。结果显示,干旱胁迫抑制2个玉米品种植株生长和相对生长速率,导致整株生物量显著下降。随着干旱胁迫程度加剧,叶片最大净光合速率(P_nmax)、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、最大电子传递速率(ETR_m)、光能利用效率(α)、光系统II的实际量子产量(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P)均下降,而胞间CO₂浓度(C_i),光补偿点(LCP)和非光化学猝灭系数(q_N)均升高。可见,干旱胁迫下叶片光合能力和电子传递速率降低是2个玉米品种生物量减少的主要因素。但郑单958变化幅度小于陕单902,表明郑单958植株生长发育和光合特性比陕单902受干旱胁迫的影响小,较高的电子传递速率、较强的光能转化能力和较大的相对生长速率是郑单958适应干旱环境的重要生理特性。     

密度对不同株型玉米群体结构的调控效应

不同供试品种的茎叶夹角与株型特征密切相关,随着株型紧凑型增强,该参数值增大;在生育后期,不同株型玉米品种LAI各密度下大体表现为GY115较高,ND108次之,ZD958较低。随着密度增加,各品种LAI增大,紧凑型ZD958植株下位叶片的衰老速率相对减慢。供试品种群体中、下部1 d内各测定时期光截获的数量随密度增加明显减少,不同株型品种相比减小的幅度依数值大小依次为GY115,ND108和ZD958。随密度增大单株干物重降低,但以ZD958降低幅度较小,ND108次之,GY115较大。不同株型品种产量对密度的反应不同,获得高产的适宜密度存在明显差异。     

氮胁迫与非胁迫条件下玉米不同时期株高的动态QTL定位

以玉米杂交种农大108的203个F_2:3家系为材料,在施氮（N+）和不施氮（N－）2种条件下对拔节期到灌浆期的株高变化进行了动态QTL分析。结果表明,N胁迫条件对亲本许178影响较小,而对亲本黄C的影响较大,F_2:3群体在不同时期的株高均值在2种施肥水平下没有显著差异,但变异范围存在一定的差异。利用包含199个SSR标记的遗传连锁图谱与复合区间作图法,在N－条件下,拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、灌浆期分别定位1、1、2和2个非条件QTL,可分别解释各时期株高表型变异的8.42%、13.86%、24.33%和22.66%;在N＋条件下,相应时期分别定位1、1、2和4个非条件QTL,可分别解释各时期株高表型变异的8.10%、12.92%、21.30%和44.41%。在N－条件下,拔节期至喇叭口期、开花期至灌浆期分别定位了1和5个条件QTL,可分别解释该时期株高动态变异的9.14%和50.98%;在N＋条件下,相应时期分别定位1和4个条件QTL,可分别解释该时期株高动态变异的13.33%和44.47%。这些非条件QTL和条件QTL多数表现以显性和部分显性为主。     

种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响

倒伏是影响夏玉米在密植条件下获得高产的重要限制因素之一,本研究旨在探讨种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响。以矮秆品种登海661 (DH661)和高秆品种鲁单981 (LD981)为试验材料,通过设置4.50×10⁴株 hm^-2、6.75×10⁴株 hm^-2和9.00×10⁴株 hm^-2 3个种植密度,研究茎秆节间长度、茎秆穿刺强度、茎秆显微结构以及倒伏率等方面的变化。结果表明,随种植密度增加,夏玉米的基部第3茎节间和穗位节间变细,茎秆穿刺强度显著下降,较密度4.50万株 hm^-2,DH661和LD981 6.75万株 hm^-2、9.00万株 hm^-2地上第3节间茎秆穿刺强度分别降低了8.5%、22.6%和13.3%、29.6%;茎秆皮层和维管束内部厚壁细胞厚度及维管束数目均随种植密度的增加显著下降,倒伏风险增加,但矮秆品种的下降幅度小于高秆品种,而产量的增加幅度大于高秆品种,说明矮秆品种在高密度下能够保持较好的抗倒伏性能,有助于其在高密度种植条件下获得高产、稳产。     

植物热激转录因子在非生物逆境中的作用

非生物逆境通常导致生物体内蛋白变性。热激蛋白(Hsp)作为分子伴侣协助蛋白的重新折叠、稳定、胞内运输和降解,以阻止受损蛋白的累积,维护细胞内环境的稳定。而热激蛋白的表达是通过热激转录因子(Hsfs)结合于热激蛋白基因的启动子的热激元件上(heatshockelement,HSE),以募集其它转录因子而形成转录复合体,促进热激蛋白基因的表达。植物热激转录因子比动物系统更为多样性。根据其基本的结构域,植物热激转录因子可分为三类:HsfA、HsfB、HsfC。A类Hsfs已有大量深入的研究和报道,特别是在番茄方面。HsfB和HsfC的作用尚不清楚。在其复杂的网络中,每一热激转录因子均有其独特的作用,取决于其表达模式、亚细胞定位、聚合化、活性及与其他蛋白的相互作用。在非生物逆境,尤其是热激逆境下,A类热激转录因子在调节热激蛋白的表达起着重要作用。番茄的HsfA1起着主导作用,其缺失无法被其他相近的Hsfs所取代,但在持续热逆境下,在HsfA1的配合下,HsfA2可成为主要调节因子。B类热激转录因子可作为A类Hsfs的阻抑蛋白。然而,基于对不同的单个突变体的研究,以及对酵母Hsf1致死突变体的拯救恢复,一些热激转录因子的作用又是丰余的。此外,热激蛋白也对热激转录因子起负反馈调节作用。     

基于多重相关RIL群体的玉米株高和穗位高QTL定位

株高和穗位高是玉米育种中的重要农艺性状。本研究利用我国玉米育种中骨干亲本黄早四与来自不同杂种优势群的其他11个骨干自交系组配11个RIL群体,开展基于单环境、联合环境的QTL分析,分别检测到269个和176个QTL。通过区段整合,检测到21个株高主效QTL及15个穗位高主效QTL,这些QTL分布在第1、第2、第3、第6、第7、第8、第9、第10染色体上。相对于共同亲本黄早四而言,部分QTL在不同RIL群体中的效应方向一致,来自共同亲本黄早四的等位基因在不同群体中能够稳定地表达。同时,还分别定位到在多环境下稳定表达的5个株高、4个穗位高“环境钝感QTL”。此外,进一步鉴定出5个重要的株高和穗位高QTL富集区段(bin 1.01-1.02,1.08-1.11,3.05,8.03-8.05和9.07),这些区段均包含多个株高和穗位高相关QTL,如bin3.05位点包含7个QTL,bin8.03-8.05位点分别包含9个QTL,且这些QTL至少在3个不同环境中能够被检测到,这些区域对QTL的精细定位和克隆有重要参考价值。     

氮密互作对夏玉米物质生产及氮素利用的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同种植密度和不同施氮水平下夏玉米的物质生产和氮素利用状况进行了研究。结果表明,在中(67 500株/hm2)、高(82 500株/hm2)密度下,氮肥对玉米单株物质生产能力的调控作用更为明显,并主要是通过影响穗粒数来实现的。适量施氮,可促进顶部子粒发育,减少败育,使秃尖缩短、瘪粒数减少,增加穗粒数,增加产量;促进植物体吸收的氮素高效地向籽粒中分配,提高氮肥的利用效率;使玉米叶片维持较高的光合性能,为籽粒形成提供充足的光合碳量,并促进营养体碳氮向子粒运转。     

HSP70可提高干旱高温复合胁迫诱导的玉米叶片抗氧化防护能力

为确定热休克蛋白70 (HSP70)提高作物耐干旱高温复合胁迫的机制,对干旱、高温反应不同的4个玉米品种的生理特性进行了研究。结果显示：(1) 在干旱、高温、干旱高温复合胁迫条件下,叶片丙二醛(MDA)增加量以隆玉602最低,驻玉309最高;在干旱胁迫条件下,郑单958叶片MDA含量低于浚单20,而在高温胁迫条件下,浚单20叶片MDA含量低于郑单958。(2) 在干旱、高温、干旱高温复合胁迫条件下,隆玉602、郑单958、浚单20三个品种叶片抗氧化防护系统如抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱苷肽还原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性增加量均高于驻玉309;在干旱条件下,郑单958叶片APX、GR、SOD、CAT活性增加量显著高于浚单20,在高温条件下,两个品种的表现则相反;在干旱高温复合胁迫条件下,隆玉602 叶片APX、GR、SOD活性增加量显著高于郑单958和浚单20。(3) HSP70抑制剂斛皮素(Quercetin, Q)预处理显著抑制了3种胁迫诱导的4个品种叶片抗氧化酶活性的增加。这些研究结果暗示HSP70提高了干旱、高温、干旱高温复合胁迫诱导的抗氧化防护酶活性,且APX、GR、SOD 这3个抗氧化防护酶活性可以作为评价作物耐干旱、高温和干旱高温复合胁迫的生化指标。