玉米子粒胚乳细胞增殖与库容充实的关系

采用生长分析法和细胞计数法研究了掖单13和石单3号两个玉米品种子粒灌浆与胚乳细胞增殖的关系,结果表明：同一品种粒重的差异是由灌浆速度决定的,而不同品种粒重的差异则是灌浆持续期的长短造成的。胚乳细胞数与灌浆速度和灌浆持续期均呈极显著相关,表明胚乳细胞数的不同是引起粒重不同的主要原因。同时对库容提出新的表达式。     

微胚乳玉米子粒显微结构研究

Twenty four lines of 5 types maize were used to study the micro-structure in ripe kernel of MEM(micro-endosperm super high oil maize),weight ratio of embryo to kernel,and the different characteristics of micro-structure between MEM and the other 4 non-MEM.The results indicated that the endosperm contents of MEM were very few.Some of them even had no endosperm(except aleurone layer).It illustrated that some of the MEM showed degenerative endosperm,but their embryos were the biggest among the 5-type maize.At the same time,the weight ratio of embryo to kernel of MEM was also the maximum in 5-type maize.     

授高油玉米花粉对普通玉米子粒胚乳细胞增殖及灌浆特性的影响

以高油115为授粉者,与2个普通玉米杂交种进行杂交,用Richards模型拟合胚乳细胞增殖过程和子粒灌浆过程,以胚和胚乳的贡献率、胚乳细胞增殖参数、子粒灌浆参数和子粒的充实状况来评价授高油玉米花粉对普通玉米粒重的影响。结果表明,授高油玉米花粉后普通玉米粒重有增有减,主要原因是胚乳重量的增加或减少所致。增产组合(ND108×HOC115)与自交相比粒重增加的部分中胚乳的贡献率为70.51%;减产组合(LY20×HOC115)与自交相比粒重降低的部分中胚乳的贡献率为-85.46%。增产组合(ND108×HOC115)起始分裂势(R_o)增加、最大增殖速率(G_max)升高、胚乳细胞增殖速率最大时胚乳细胞数(W_max)增多、平均增殖速率(G_average)增加、胚乳细胞活跃分裂期(D)缩短;减产组合(LY20×HOC115)则表现出相反的趋势。通过增加胚乳细胞数量和提高胚乳质量是进一步提高授高油玉米花粉后普通玉米产量的根本途径。     

氮肥对玉米子粒淀粉粒形态及分布的影响

以郑单958为材料,分析不施氮(N0)、施纯氮103.5 kg/hm2(N1)、207 kg/hm2(N2)、310.5 kg/hm2(N3)对玉米子粒淀粉粒形态及分布特征的影响.结果表明,不同处理玉米子粒淀粉粒直径分布均为三峰曲线.＞2 μm淀粉粒的直径百分比最大(96％～ 97％),淀粉粒直径均值为N2＞N3＞N0＞N1处理.各处理淀粉粒直径下限均值为0.375 μm;淀粉粒直径上限均值为N2＞N0＞N3＞N1处理.由透射电镜扫描图得知,第一层细胞质体大小及淀粉粒数量说明其细胞发育进程N0＜N1＜N2＜N3;第二层细胞各处理均出现含淀粉粒质体,已不见蛋白体等质体,淀粉粒发育进程N0＞N1＞N2＞N3;第三层细胞均为长条形,各处理含皱褶淀粉粒均已出现,淀粉粒发育进程N1＞N0＞N2＞N3;深层细胞淀粉粒均有褶皱,说明其发育早于第三层细胞.淀粉粒发育由内而外,氮肥可以调节胚乳淀粉粒分布及淀粉粒发育速度.     

6-BA对玉米子粒内源激素含量的影响

在授粉前喷施60 mg/L的6-BA,对玉米胚乳发育过程中主要内源激素(Z+ZR、IPA、IAA、ABA)含量的差异及其动态变化差异作了比较分析。结果表明,外源6-BA对胚乳细胞增殖的影响主要表现为加快了胚乳细胞增殖速率,提前胚乳细胞最大增殖速率出现的时间。在玉米灌浆初期,6-BA使胚乳内Z+ZR、IPA、IAA含量明显高于对照,ABA含量低于对照,可能是胚乳细胞数目增加的主要原因。     

玉米子粒淀粉研究进展

本文综述了玉米淀粉生物合成途径和子粒胚乳遗传变异研究进展,阐述了发展高淀粉玉米在国民经济中的意义,并探讨了利用淀粉修饰型胚乳突变体进行淀粉品质育种的策略和方法。     

微胚乳超高油玉米子粒含油率的配合力研究

按Griffing方法4,用6个微胚乳超高油玉米自交系配制15个组合,研究微胚乳超高油玉米子粒含油率的配合力。结果表明:子粒含油率高的双亲在组配时有可能表现出超亲优势;子粒含油率的一般配合力(GCA)在各亲本间及特殊配合力(SCA)在各组合间均存在显著差异;子粒含油率的GCA效应与SCA效应之间无明显关系;以提高子粒含油率为育种目标,应选择具有较高子粒含油率和GCA效应值的自交系作亲本;子粒含油率有较高的遗传力,加性方差在遗传变异中起主要作用,子粒含油率宜在早代选择。     

微胚乳超高油玉米子粒含油率的遗传效应分析

以3个微胚乳超高油玉米组合的各6个世代(P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂)为材料,利用Mather世代平均数分析法估计了子粒含油率的遗传效应。结果表明,子粒含油率的遗传在3个组合中几乎完全一样。显性效应、加性效应和两种上位性效应都达到显著或极显著水平,其中显性效应最大。以显性效应作用为主,但是加性效应和上位性效应的作用也比较重要,表明微胚乳超高油玉米的含油率性状符合显性-加性-上位性遗传模型。     

不同玉米品种子粒硬度差异及与含水率的关系

在北京和河南新乡两个生态区,通过设置不同品种和播期试验,利用手持便携式推拉力计测定玉米子粒不同含水率条件下胚、胚乳和顶部的硬度,明确玉米子粒脱水过程中硬度的变化规律,分析玉米子粒含水率与硬度之间的关系。结果表明,手持便携式推拉力计可以测定不同玉米品种及含水条件下子粒顶部、胚和胚乳的穿刺强度,用来表征子粒的硬度。子粒胚乳的硬度最高,其次是顶部,胚的硬度最低。子粒硬度随着含水率的降低逐渐升高,胚的硬度对含水率的变化最为敏感,顶部硬度对含水率的变化最不敏感。不同品种之间,子粒胚乳硬度对含水率的响应不同。生产中可通过测定胚乳硬度进行适宜粒收品种的筛选和适宜收获期的确定。     

不同玉米品种子粒硬度差异及与含水率的关系

在北京和河南新乡两个生态区,设置不同品种和播期试验,利用手持便携式推拉力计测定玉米子粒不同含水率条件下胚、胚乳和顶部的硬度,明确玉米子粒脱水过程中硬度的变化规律,分析玉米子粒含水率与硬度之间的关系。结果表明,手持便携式推拉力计可以测定不同玉米品种及含水条件下子粒顶部、胚和胚乳的穿刺强度,用来表征子粒的硬度。子粒胚乳的硬度最高,子粒顶部硬度次之,胚的硬度最低。子粒硬度随着含水率的降低逐渐升高,胚的硬度对含水率的变化最为敏感,顶部硬度对含水率的变化最不敏感。不同品种之间,子粒胚乳硬度对含水率的响应不同。生产中可通过测定胚乳硬度进行适宜粒收品种的筛选和适宜收获期的确定。     

乙烯处理对玉米胚乳发育过程中淀粉合成的影响

以玉米自交系B73为试验材料,研究施用外源乙烯之后对胚乳内淀粉合成的影响。结果表明,在玉米10展叶时期施用400 mg/L的乙烯利水溶液显著降低玉米百粒重和淀粉含量。淀粉合成相关酶活性测定结果表明,处理组中ADP葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶、蔗糖合成酶的活性均显著下降。淀粉合成相关基因表达量分析结果表明,处理组中ADP葡萄糖焦磷酸化酶基因ZmSH2、可溶性淀粉合成酶基因ZmSS1、蔗糖合成酶的基因ZmSH1表达量低于对照组。由此推测,外源乙烯通过调控淀粉合成相关基因的表达与酶的活性影响玉米胚乳内淀粉的合成。     

磷肥对玉米子粒淀粉粒度分布特性与黏度参数的影响

以玉米品种中单909为材料,设置2个氮素水平、3个磷素水平,分析玉米子粒的淀粉粒度分布特征和黏度参数的变化及之间的关系。结果表明,玉米子粒淀粉粒体积、表面积分布基本呈双峰曲线,数目分布呈单峰曲线;玉米子粒胚乳中绝大多数为小型淀粉粒。在不同施氮条件下,施磷60～120 kg/hm~2范围内,随着磷水平增加,玉米子粒中、小型淀粉粒体积百分比显著降低,大型淀粉粒体积百分比增加,说明磷素有利于大型淀粉粒体积所占比例的提升。随着施磷水平提高,玉米淀粉峰值黏度、低谷黏度与最终黏度显著提高。相关分析表明,玉米淀粉峰值黏度、低谷黏度与最终黏度等黏度参数与大型淀粉粒体积百分比呈显著正相关,与中、小型淀粉呈显著负相关。磷素通过影响胚乳淀粉粒度分布,即增加大型淀粉粒比例,进而提高了玉米淀粉峰值黏度等黏度参数。     

Starch granule morphology in oat endosperm

Mature and developing oat (Avena sativa) grains were sectioned and image analysis methods used to estimate the starch granule-size distribution and morphology in endosperm cells. This showed that oat endosperm cells contain two types of starch granule: compound starch granules such as those seen in rice endosperm and in most other grasses; and simple granules similar to the B-type starch granules seen in the endosperm of Triticeae species such as wheat (Triticum aestivum). The simple granules in oats are similar in size and relative abundance to B-type granules in Triticeae suggesting that they may share a common evolutionary origin. However, there is a fundamental difference between oats and Triticeae in the timing of granule initiation during grain development. In Triticeae, the B-type granules initiate several days after the A-type granules whereas in oats, both the simple and compound granule types initiate at the same time, in early grain development.     

糯大麦与非糯大麦种子萌发和胚乳消亡的比较研究

为探明糯大麦与非糯大麦种子萌发和胚乳消亡的差异,以典型糯大麦品种白青稞和甘垦5号以及非糯大麦品种扬农啤10号和苏裸麦1号为材料,采用组织化学染色、树脂半薄切片和光学显微镜观察等方法,研究了糯大麦与非糯大麦胚乳的消亡和淀粉体形态变化。结果表明,在种子萌发过程中,糯大麦种子萌发较好,发芽率较高;糯大麦和非糯大麦颖果胚乳的消亡过程基本相同,呈现出一定的时序性,均是从近胚端的腹部开始消耗,逐渐延伸至背部,最后沿腹沟延伸至远胚端;在大麦种子萌发过程中,近糊粉层中淀粉体最先消亡,小淀粉体早于大淀粉体被消耗;与非糯大麦相比,糯大麦胚乳淀粉体的消亡时间较早、消亡速率较快。概言之,糯大麦与非糯大麦种子萌发过程中胚乳的消亡规律基本相同,但糯大麦种子萌发好,胚乳消亡快。     

玉米子粒主要营养成分合成调控研究进展

玉米具有广泛的用途,玉米不仅可以作为食品,同时也是重要的加工原料。淀粉、蛋白质、脂肪是玉米子粒中最主要的3种营养物质。三者之间在含量及机构上相互影响,不仅影响玉米子粒产量,同时影响玉米的营养品质。因此,深入了解玉米子粒不同的化学成分含量及其相互关系,可以为玉米品种选育提供理论依据。本研究系统阐述玉米子粒中淀粉、蛋白质、脂肪的结构组成和合成途径以及相关功能基因的研究进展,为玉米子粒品质研究提供参考。     

不同密度玉米种皮形态建成及胚乳淀粉粒超微结构差异

试验以鲁单981为材料,研究了30000株/hm~2(低密度)和90000株/hm~2(高密度)种植密度下,玉米种皮的形态及胚乳淀粉粒超微结构。结果表明,随着子粒的发育,内珠被中的细胞质首先作为营养物质被吸收、解体,形成类似珠被绒毡层的黑层。黑层退化消失的同时,子房壁细胞也离散解体,最终使子房壁和内珠被愈合在一起形成种皮。授粉后10～15d是胚乳淀粉粒发育的质变时期;授粉后20～25d是淀粉粒发育的量变时期。高密度处理的种皮细胞总层数约占低密度处理的1/2,但其各层细胞中的内容物相对较多,种皮形态建成的速度较慢。授粉后10～20d,高密度处理的胚乳淀粉粒明显比低密度处理大且多;而授粉后25d表现相反。玉米胚乳淀粉粒的剖面面积多数集中在0.28～0.56μm~2,约占24.8%,剖面面积大于2.52μm~2的淀粉粒仅占5.2%。     

部分玉米自交系的应用潜力研究

通过对7个玉米改良自交系所配部分杂交组合的表现,对抽丝期、生育日数、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、百粒重、平均单株产量、与对照品种的产量百分数(CK%)共10个性状进行了配合潜力效应值分析,并总结出这7个改良自交系的应用潜力.改良后表现优异的自交系为CO6833和CO6512,而CO1622经过改良后表现有高产特性。     

The composition of floury and vitreous endosperm affects starch digestibility kinetics of the whole maize kernel

Maize grain starch is the major energy source in animal nutrition, and its high digestion and utilization largely depend on endosperm traits and the structure of the starch-lipoprotein matrix. The aim of this work was to determine floury and vitreous endosperm traits and its relation to starch digestibility rate. In total, kernels of 30 hybrids were manually dissected, and amylose, total zein and starch and non-starch lipids were determined in both vitreous and floury endosperm. Starch digestibility of the whole kernel was determined based on glucose released during a two-step in vitro pig model of enzymatic digestion, and starch digestibility rate was calculated according to the first-order kinetics. The vitreous endosperm of tested hybrids had higher contents of amylose (204.6 vs 190.4 g/kg), zein (63.2 vs 40.4 k/kg) and starch lipids (5.6 vs 4.9 g/kg), and lower content of non-starch lipids (7.3 vs 9.6 g/kg) than floury endosperm. Digestibility coefficients varied among hybrids, and starch digestibility rate varied from 0.73 to 1.63 1/h. Lipids in both vitreous and floury endosperm negatively correlated with the most of digestion coefficients, whereas zein correlated in vitreous and amylose in the floury endosperm (P < 0.05). Starch digestibility rate negatively correlated with all traits, except amylose content in vitreous endosperm. As a result, a linear regression model with four variables including contents of zein and starch lipids in vitreous and zein and amylose in floury endosperm can predict more than 65% variability of starch digestibility rate of tested hybrids.     

玉米单交种光合生产能力杂种优势对氮肥的响应

以先玉335和郑单958及其亲本为材料,设不追氮和追氮150 kg/hm~2两个氮处理,研究玉米单交种光合生产能力杂种优势与产量杂种优势的关系及其对氮肥的响应。不追氮条件下,玉米单交种产量杂种优势主要来源于干物质积累量和LAI的杂种优势,叶片光合特性Pn、Gs、Ci和Tr均未表现出杂种优势。追氮150 kg/hm~2条件下,产量杂种优势显著提高,较不追氮高36.6%;除干物质积累量和LAI等群体数量性状仍具有杂种优势外,叶片光合特性Pn、Gs、Tr和SPAD值等个体功能性状也表现出明显的杂种优势。施氮条件下,干物质积累量和LAI的杂种优势没有提高,Pn、Gs、Tr和SPAD值的杂种优势分别较不追氮提高35.8%、55.3%、50.9%和19.6%。施氮条件下玉米单交种产量杂种优势的提高主要来源于叶片光合特性杂种优势的提高,与干物质积累量和LAI的杂种优势无关。