不同年代玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与粒重关系研究

对不同年代玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与粒重关系进行比较研究.结果表明,随着育种年代的推进,粒重占生物产量的比重增大,不同年代品种间胚乳细胞数、粒重及生物产量差异显著,从高到低依次均为2000年以来玉米品种、20世纪80—90年代玉米品种、20世纪50—60年代玉米品种.玉米品种籽粒胚乳细胞增殖和灌浆速率在最大生长速率、达到最大生长速率时间、活跃生长期、快速生长期等因素出现的时间及其长短上存在差异,变化趋势一致.相关分析显示,胚乳细胞增殖与灌浆速率极显著或显著相关,籽粒胚乳细胞数增殖动态早于籽粒灌浆.现代品种胚乳细胞增殖动态与籽粒灌浆速率极显著正相关,影响籽粒灌浆,活跃生长及积累期延长,有利于粒重的提高.     

高淀粉玉米籽粒胚乳细胞增殖与淀粉积累的关系

本试验以大田种植的高淀粉玉米品种郑单18、费玉3号和普通玉米品种郑单958、农大108为试材,研究高淀粉玉米籽粒在不同生育期胚乳细胞增殖动态及其与淀粉积累的关系。结果表明:随着灌浆期的延长,不同品种玉米粒重逐渐增加,淀粉含量呈"S"形曲线增长,玉米籽粒胚乳细胞数在授粉后20 d基本稳定,细胞增殖动态可用Richards方程W=A(1+Be-kt)-1/n模拟,决定系数达极显著水平。胚乳细胞数与玉米粒重、籽粒淀粉含量、淀粉积累量呈显著正相关。籽粒胚乳细胞平均增殖速率(Gmean)的大小、最大增殖速率出现的日期(TmaxG)和最大增殖速率(Gmax)的大小等因素共同决定了粒重的大小。     

冀西北地区不同类型玉米胚乳细胞增殖动态与籽粒充实期的灌浆特性

以4个玉米品种为试验材料,研究冀西北地区不同类型玉米籽粒胚乳细胞增殖动态与籽粒质量的关系。结果表明,增殖动态可用Richards曲线方程拟合,不同品种间胚乳细胞数有明显差异,第30天时,表现为郑单958>先玉335>张玉117>长城799;第50天时,单籽粒质量表现为郑单958>先玉335>长城799>张玉117。逐步回归分析表明,同一品种籽粒质量主要与胚乳细胞数有关,胚乳细胞数目、单个细胞质量与籽粒质量均存在极显著正相关,胚乳细胞数对籽粒质量影响最大,单个胚乳细胞质量次之;而不同品种籽粒质量除了决定于胚乳细胞数和单个细胞质量外,还决定于物质充实的状况。     

不同胚乳类型玉米籽粒超微结构及其营养品质的动态变化

【目的】探究不同胚乳类型玉米灌浆结实期籽粒的超微结构和品质指标的动态变化,为不同类型玉米的加工利用及品质改良提供理论依据。【方法】以超甜玉米超甜2000、糯玉米京科糯2000及普通玉米郑单958为试验材料,利用近红外光谱分析仪、扫描电镜,对不同胚乳类型玉米籽粒营养品质及超微结构进行观测分析。【结果】授粉后10d时,超甜2000、京科糯2000和郑单958的淀粉粒均呈圆球状,随着灌浆进程,京科糯2000淀粉粒被挤压成多面体状和椭圆状,凹陷的淀粉粒较多,超甜2000淀粉粒为圆球状,表面光滑,郑单958淀粉粒为多面体状,凹陷的淀粉粒较少。授粉后10~20d淀粉粒的体积、数目增加最快。淀粉粒的排列紧密程度表现为超甜2000郑单958京科糯2000,超甜2000胚乳细胞中蛋白质和可溶性糖含量较郑单958和京科糯2000丰富,且其淀粉粒与基质蛋白的结合更紧密。灌浆结实期,3种类型玉米籽粒淀粉的积累呈"S"型增长曲线,授粉后10~20d增长速率最快,蛋白质和可溶性糖含量随授粉后时间的增加呈下降趋势,整个灌浆期内,甜玉米淀粉含量始终低于糯玉米和普通玉米。【结论】在灌浆结实期,超甜2000、京科糯2000和普通玉米郑单958淀粉粒的外形、数目及与基质蛋白和可溶性糖结合的紧密程度均存在差异,且随授粉后时间的延长,不同类型玉米籽粒淀粉上升的趋势与可溶性糖下降的趋势相吻合,结合籽粒超微结构观察,可初步鉴别玉米品质的优劣及鲜食玉米的适宜采收期。     

微胚乳玉米籽粒中淀粉积累规律的研究

1材料与方法1．1材料微胚乳玉米ME558和ME5912为笔者所在的课题组组配的F1组合。高油115（Gaoyoul15）购于中国农大种子公司。1．2田间种植、取样和测定方法田间试验采用完全随机设计,2006年3-7月在广西大学农学院试验农场种植,姊妹交人工授粉。授粉后第7-42天取样,每隔7d采样1次。将授粉21d后的玉米籽粒的胚与非胚部位剥离,之后分别测定淀粉含量、水分含量。水分含量用烘干法测定。     

微胚乳超高油玉米籽粒胚乳消减及油分积累的规律

[目的]研究微胚乳超高油玉米籽粒胚乳消减和油分积累规律。[方法]以高油玉米115为对照,研究2种微胚乳超高油玉米籽粒的胚、胚乳、种皮及相应油分的积累规律。[结果]微胚乳超高油玉米在籽粒发育过程中胚乳干重在发育的第27 d达最大,第37 d消减基本结束;胚的重量一直增加,种子成熟时和胚乳的重量相当;整粒干重第32 d达最大。3个玉米品种授粉后的种皮干重一直增加,第32 d基本稳定,整粒油分37 d前一直增加,之后趋于稳定。微胚乳超高油玉米胚乳的油分在17~27 d增加较慢,27~37 d增加迅速,37 d到成熟期下降,比高油115的高很多;胚的油分在17~27 d增加,27 d到成熟期略下降。高油玉米115胚和胚乳的重量一直增加,胚乳的油分一直很低,胚的油分在17~27 d增加。[结论]该研究为微胚乳超高油玉米的籽粒胚乳消减机理研究提供了参考。     

微胚乳玉米花粉对普通玉米籽粒性状及含油率的直感效应

【目的】分析微胚乳玉米花粉与普通玉米授粉杂交当代玉米籽粒的性状及含油率,为利用微胚乳玉米花粉直感效应改良普通玉米品质提供参考依据。【方法】以2个微胚乳玉米自交系和6个微胚乳玉米杂交组合为父本,与3个普通玉米品种进行授粉杂交,以普通玉米品种自交为对照(CK),测定分析各组合杂交当代玉米籽粒的百粒重、胚重比、含油率和胚含油率等性状,并进行相关分析。【结果】以微胚乳玉米自交系的花粉和微胚乳玉米杂交组合的花粉分别与普通玉米授粉,总体上均可提高其当代籽粒的百粒重,尤其对提高桂单0810×71-72、桂单0810×45-48、桂单166×71-72、桂单166×49-52、桂单166×65-66、桂单901×61-62和桂单901×49-52组合百粒重的效果更佳;各杂交当代玉米籽粒百粒重的相对花粉直感效应值中除桂单0810×63-64组合外,其余组合较其对应的CK提高1.37%～20.27%;8个微胚乳玉米材料花粉授粉均可显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)提高桂单0810、桂单166和桂单901当代籽粒的胚重比;杂交当代玉米籽粒的含油率较其对应CK提高18.55%...     

小麦籽粒胚乳细胞增殖动态及其与粒重的关系

以扬麦１５８、铁杆小麦为研究材料，于１９９１￣１９９４年研究了胚乳细胞增殖动态及与籽粒形态发育和粒重的关系，小麦籽粒胚乳细胞数在花后１４ｄ基本决定，增殖动态可用Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程拟合，决定系数达极显著水平。     

不同玉米品种籽粒脱水特性

采用裂区设计,对长治地区主推的3个玉米品种的籽粒含水率和脱水速率进行了初步研究,并对不同播期、不同品种、不同收获期的产量进行了比较。结果表明,各品种抽丝后的籽粒含水率与抽丝天数之间均存在极显著回归关系;不同品种、不同收获期的籽粒含水率存在显著差异,变化幅度为9.25%~47.20%;不同播期的玉米籽粒每天的脱水速率达到显著差异,变化范围为0.24%~1.15%;不同播期的玉米品种产量之间达到显著差异,变化范围为6 179.75~14 246.7 kg/hm2。     

不同株型玉米籽粒胚乳细胞与淀粉合成关键酶活性分析

【目的】研究不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒充实期淀粉合成关键酶活性的关系。【方法】以紧凑型玉米品种(先玉335和郑单958)和平展型玉米品种(长城799和农大364)为试验材料,于授粉后不同时间取果穗中部籽粒,测定胚乳细胞数、单粒质量、淀粉含量、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性,研究不同玉米品种籽粒胚乳细胞增殖动态和籽粒淀粉合成关键酶活性的关系。【结果】在灌浆中后期,先玉335籽粒淀粉合成关键酶(ADPG、UDPG、SSS和GBSS)活性均高于其他3个玉米品种;先玉335和郑单958籽粒胚乳细胞数、淀粉含量、单粒质量均显著高于长城799和农大364。玉米籽粒胚乳细胞数与单粒质量、淀粉含量和4种淀粉合成关键酶均呈正相关。【结论】库容量和库活性是制约玉米籽粒淀粉积累的主要因素。保证籽粒充实期间较高的胚乳细胞增殖速率及淀粉合成关键酶活性是实现玉米高产的关键。     

1个新的玉米半透明皱缩胚乳突变体的遗传分析及基因定位

【目的】解析半透明皱缩玉米胚乳形成机制.【方法】以纯合玉米突变体M-E-479为供试材料,通过对M-E-479籽粒进行表型鉴定、遗传分析、主要成分测定及扫描电镜观察,构建定位群体,利用图位克隆技术对突变基因进行遗传定位.【结果和结论】M-E-479突变体胚乳中脂肪含量增加,蛋白质和淀粉含量下降,淀粉粒的大小、形状、排列空间发生改变;用F2群体将突变基因定位在10号染色体SSR标记bnlg1074与umc1506之间,两标记的遗传距离约为3.6 cM,两标记的物理距离约为2.2 Mb.可见M-E-479是一个新的玉米半透明皱缩胚乳突变体,突变性状是由隐性单基因控制.     

寒地不同类型玉米籽粒营养品质形成规律

通过对5个不同类型玉米杂交种(高油、高淀粉、优质蛋白及普通玉米)成熟过程中,籽粒不同营养成分含量变化及积累特点的研究显示:不同类型玉米籽粒的干物质以及淀粉、粗蛋白和脂肪的积累均符合"S"形曲线;在授粉20～50 d内淀粉积累较快,30～50 d内蛋白质、脂肪积累较快;在籽粒生长过程中,淀粉和脂肪积累均呈抛物线变化,而蛋白质含量变化可以用方程Y=X/(-A+BX)表示。籽粒发育过程中,高油及优质蛋白玉米籽粒含水量降低较慢,是影响两类玉米品种的推广不利因素。     

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.     

不同遗传类型玉米种子形态结构、发芽特性及相互关系的研究

以8个不同遗传类型的玉米种子为试验材料,对其形态结构和发芽特性及二者之间的关系进行了初步研究。结果表明:不同遗传类型(除甜质型外)玉米种子的百粒重与内部贮藏物质含量呈显著正相关;种子吸水与其化学成分、皮层厚度和胚乳质地有关;马齿型、半马齿型、高油型和高蛋白型的种子活力较高,而硬粒型、糯质型、甜质型和爆裂型的种子活力较低。     

Unravelling transcriptome changes between two distinct maize inbred lines using RNA-seq

Seed size play a significant role in maize yield production. Two maize inbred lines with distinct seed size and weight, V671 (a large-seed inbred line) and Mc (a small-seed inbred line), were investigated by RNA-seq at 14 days after pollination (DAP), when maize endosperm undergoes an active transition from mitosis to storage accumulation. RNA-seq expression data showed that the small-seed line Mc had a higher storage accumulation activity, whereas the large-seed kernel line V671 possessed a higher DNA synthesis activity. An investigation of the pattern of increasing kernel width at serial DAPs showed that V671 experienced an increased kernel width later than did Mc, but the rate and duration of increase were longer in V671. SDS-PAGE of the storage proteins and quantitative RT-PCR of cell cycle-related genes and indole-3-acetic (IAA) synthesis genes certified that the transition from mitosis to storage accumulation starts earlier in Mc. We hypothesized that the difference in the mitosis-to-storage accumulation transition accounts for the larger seed size in V671 vs. Mc.     

灌浆阶段干旱对玉米强、弱势位胚乳干物质积累的影响

为探究灌浆阶段干旱胁迫对玉米果穗不同位势胚乳干物质积累的影响,选用杂交种‘郑单958’为试验材料,基于盆栽试验设置正常浇水(CK)以及灌浆前期(ED、授粉后第16—25天)、中期(MD、授粉后第26—35天)和后期(LD、授粉后第36—45天)干旱胁迫处理,分析果穗中部(强势位)和顶部(弱势位)胚乳干物质积累动态变化。结果表明：3个灌浆阶段干旱处理不同程度地降低了强、弱势位籽粒胚乳的最大灌浆速率,降低幅度为3.83%～16.75%,缩短灌浆持续期1.17%～13.70%,成熟期粒重、胚乳干重及淀粉含量降低幅度由高到低表现为ED>MD>LD,但蛋白质含量均升高,幅度表现为LD>MD>ED。其中,与CK相比,ED和MD处理强势位籽粒胚乳干重分别降低12.8%和8.7%,弱势位籽粒胚乳干重分别降低23.0%和14.8%;LD处理轻微降低胚乳干重,但未达显著水平。此外,ED对胚乳可溶性糖和淀粉含量影响最大,可溶性糖含量在授粉后20 d显著升高,而淀粉含量在收获期显著降低(强、弱势位胚乳分别降低16.1%和19.4%);LD对胚乳蛋白质含量影响最大,强、弱势位籽粒胚乳分别...     

小麦籽粒胚乳结构性状的研究

利用扫描电镜观察了 4个小麦品种 (系 )的籽粒断面 ,分析了 2 6个小麦品种的加工品质性状。结果表明 :软麦籽粒断面胚乳薄壁细胞的淀粉粒清晰可见 ,并保持完整状态 ,胚乳结构比较疏松 ;而硬麦籽粒断面胚乳淀粉粒多数破碎 ,胚乳结构相对致密。硬麦品种出粉率、粗蛋白含量、沉淀值、面团评价值等性状的平均值均高于软麦品种 ,但软麦的水溶性蛋白质含量平均值高于硬麦品种。籽粒硬度与角质率与多种加工品质性状呈显著正相关 ,与水溶性蛋白质呈显著负相关 ,因而硬度作为硬麦指标比较可靠。试验还发现 ,参试软麦品种中有沉淀值较高的品种出现。