遮荫胁迫对不同耐阴性玉米叶绿素含量的影响

以易空秆和不易空秆的两个杂交种、易空秆和不易空秆的成对近等基因系为试材,在遮荫胁迫下对光合色素的反应差异进行比较研究。结果表明,不易空秆杂交种和不易空秆近等基因系对遮荫胁迫会产生叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量升高的反应,并随遮荫强度的增加而增幅加大,易空秆品种(系)则不具备此能力。两个近等基因系的叶绿素a/b值在遮荫胁迫后均产生下降反应,但不易空秆系始终高于易空秆系。说明不易空秆品种(系)的耐阴性机制在于具有较高的叶绿素含量、遮荫胁迫下维持较高叶绿素含量的能力以及对弱光条件的主动适应能力。试验初步探明了区分易空秆和不易空秆杂交种、自交系的遮荫胁迫强度范围以及引起幼穗发育障碍、造成空秆的遮荫胁迫时期。     

不同密度下玉米穗茎生长与雌穗分化的关系

以3个玉米杂交种为试验材料,在不同种植密度下研究玉米植株穗分化过程中雌幼穗和茎秆的生长动态与每穗小花数的关系。结果表明:穗分化与茎秆等各器官具有同伸关系。雌穗分化前期,幼穗生长缓慢,茎秆开始加速生长;性器官形成期幼穗生长加速,穗重、茎重与每穗小花分化数呈正相关,穗重增长率与茎重增长率之比也与每穗小花分化数呈正相关,且都随密度增大而减少。     

玉米雄穗分化发育研究进展

玉米雄穗分化发育状况及其性状特征与产量关系密切。在总结和了解国内外相关研究成果的基础上,对玉米雄穗分化发育与外部器官同伸关系、影响玉米雄穗分化发育的因素、雄穗分化发育过程中生理活性物质的动态变化进行了简要综述,阐述了利用玉米叶龄指数预报雄穗分化发育进程的方法,为指标化管理玉米生产栽培提供一定的理论依据,对雄穗分化发育研究方向进行了展望,并提出需进一步解决的问题。     

玉米雌穗主要数量性状遗传特性分析

以9份玉米自交系为试验材料,按不完全双列杂交方法(NCⅡ)组配成18份杂交组合。利用9个亲本和18个Fl代的试验数据对玉米雌穗主要数量性状的遗传组成、遗传力和配合力相对效应值进行分析。结果表明:穗位、穗粗、穗行数宜进行早代选择;秃尖、穗粒数、双穗率宜晚代选择;配合力效应在不同的材料间有差异;自交系2021、2402和2508可作为以提高双穗率为目的性状育种的优良亲本;2508和B73作为矮化穗位育种材料有一定的应用价值。     

光温敏无雄穗系玉米I17雄穗分化发育研究

2014年春季(4月6日)和夏季(7月23日)分别种植光温敏无雄穗玉米系I17,田间观测两种不同播期玉米生长发育特征,并应用体视显微镜和扫描电子显微镜观察雄穗幼穗分化发育时期及特征。结果发现,春季I17玉米雄穗分化发育可明显分为生长锥突起期、伸长期、小穗分化期、小花分化期和性成熟期共5个特征不同的阶段;夏季I17玉米雄穗畸形发育,可能在生长锥突起期与伸长期之间停止发育直至畸形死亡,无法正常通过生长锥伸长期,最终导致无雄穗发生。     

干旱胁迫影响玉米穗发育的研究进展

气候变化引起干旱等极端天气高强度、高频率发生。玉米的生长发育,尤其是穗的分化与发育,对干旱胁迫的敏感性也同时增加。因此,研究干旱胁迫对玉米穗发育的影响具有重要意义。本文根据调查研究和前人的研究成果,从玉米雌雄穗分化、开花吐丝授粉、子粒发育等3个阶段,对不同程度的干旱胁迫如何影响玉米穗发育进程展开讨论,为玉米的高产、稳产提供理论指导,同时也为玉米抗旱研究提供参考。     

高温胁迫对不同热敏型玉米品种雌雄穗生理特性的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,模拟增温处理,探索玉米穗发育对高温逆境生理响应机制。结果表明,高温胁迫下,玉米雄穗、雌穗抗氧化生理在品种及处理间均有较大差异,雄穗细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈升-降-升的变化,ZD958雄穗上部小穗SOD活性低于下部小穗,XY335雄穗上部小穗SOD活性高于下部小穗。过氧化物酶(POD)活性在高温处理初期下降,而后持续升高;过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫初期增加,而后下降甚至低于对照;丙二醛(MAD)含量均呈增加趋势。ZD958雄穗中可溶性糖和脯氨酸含量较高,XY335雄穗中可溶性蛋白含量较高。XY335雌穗SOD、POD和CAT酶活性降低或显著降低,MDA含量较高;ZD958雌穗SOD、POD和CAT酶活性升高或显著升高,MDA含量较低。随高温胁迫持续,ZD958和XY335雌穗中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈增加趋势,ZD958雌穗具有较高的可溶性糖含量、较高的花丝水势和p H值。     

小麦近等基因系幼穗二棱期转录组分析

抽穗期是与小麦适应性直接相关的一个很重要的性状,直接或间接影响小麦的产量和抗性。为明确控制抽穗期的关键表达基因,以抽穗期分别为196d和184d的小麦近等基因系Y57和96-2为材料,对其二棱期幼穗分别构建转录组测序文库,利用Illumina HiSeq 2500平台进行RNA-seq测序;将获得的clean read与中国春参考序列比对,得到unique read,采用FPKM法计算基因表达量,对差异表达基因进行功能注释、GO和COG功能分类以及KEGG通路分析。结果表明,供试材料经过测序获得质量不低于30的碱基比例(Q30)均高于85.5%;Y57和96-2分别有60 246 194和60 963 580条clean read,其中63.11%和69.51%能与参考基因组序列匹配。共筛选到395个差异表达基因,有382个基因得到功能注释;有298个基因获得GO功能注释,主要涉及细胞组分、结合、细胞反应和代谢过程;COG注释的基因主要涉及一般功能、信号转导机制和转录;KEGG功能注释分析发现,显著富集在光合作用-天线蛋白通路上的基因均上调表达。编码丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶2A的基因在Y57中几乎不表达,而在96-2中表达量较高。进一步分析发现,多个与生长发育、抽穗开花相关的转录因子在两个材料中的表达差异显著。此结果可为深入研究抽穗期相关基因和穗发育调控机制奠定基础。     

低温胁迫下小麦幼穗中差异表达蛋白质的鉴定

为探究低温胁迫下小麦幼穗中胁迫响应差异表达蛋白,采用IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳及质谱技术,以低温敏感品种SW601和低温不敏感品种陇麦157为材料,对常温生长、0℃低温胁迫12h和72h的幼穗全蛋白进行了分析。结果表明,在pH 4~7时,SW601和陇麦157各处理幼穗蛋白图谱中均可重复检测到800~900个有效蛋白质点;低温胁迫12h、72h后,SW601和陇麦157中上调表达的蛋白点分别有120个和101个,下调表达的蛋白点分别有92个和60个。对2种胁迫处理下均差异表达且Ratio2的54个蛋白点进行质谱分析,成功鉴定出43个差异蛋白。经数据库搜索匹配和蛋白质鉴定,这43个差异蛋白分别属于胁迫应激/防御相关蛋白、光合作用蛋白、蛋白代谢相关蛋白、碳水化合物代谢相关蛋白、信号传导相关蛋白、能量产生和运输相关蛋白和未知功能蛋白等7类蛋白。其中,抗坏血酸过氧化物酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶和胚胎后期发育富集(LEA)同源蛋白14-A等蛋白的表达量在低温不敏感材料陇麦157中变化显著,而在低温敏感材料SW601中没有表达,这可能与小麦幼穗在低温逆境下的代谢调控和低温敏感特性有一定关系。     

荫湿环境对玉米穗位叶面积及其叶绿素含量的影响

采用人工模拟荫湿环境,比较不同基因型玉米在荫湿环境与自然环境条件下穗位叶面积及其叶绿素含量的差异。结果表明,荫湿环境对玉米穗位叶面积、叶绿素及其组分含量具有明显影响,穗位叶面积及其叶绿素a/b值均呈下降趋势,叶绿素相对含量和叶绿素b含量呈明显上升趋势,这些性状的变化基因型间存在显著或极显著差异。用穗位叶面积及其叶绿素含量计算出18个杂交种的综合耐荫湿系数平均值为0.751 1,标准差为0.178 5,变异系数为23.76%;30个自交系的综合耐荫湿系数平均值为0.678 1,标准差为0.155 4,变异系数为22.91%。根据综合耐荫湿系数,采用t检验选出耐荫湿性强的杂交种有8个,自交系有12个;耐荫湿性中的杂交种有5个,自交系有9个;耐荫湿性弱的杂交种有5个,自交系有9个。     

不同基因型玉米根系对弱光胁迫的生理响应

以不耐荫品种豫玉22(YY22)和较耐荫品种郑单958(ZD958)为材料,采取盆栽方式,研究苗期3片展开叶至6片展开叶期间,中度遮荫(42%透光率)和重度遮荫(27%透光率)对玉米根系活力及抗氧化生理指标的影响。结果表明,根系伤流量随着弱光胁迫程度的增加而减少。根系活力则表现为先增后降,在重度遮荫时,ZD958根系活力未显著变化,YY22则低于对照。随着弱光胁迫程度的增加,ZD958和YY22根细胞内活性氧积累,质膜透性增大,丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性总糖含量显著增加,抗氧化防护酶(SOD、POD、CAT、APX、GR)活性升高,抗氧化剂(GSH和ASA)含量增加,AsA/DHA和GSH/GSSG值降低。总体上,YY22根尖的渗透调节物质及质膜透性变化幅度较大,ZD958根尖的抗氧化防护酶活性及抗氧化剂含量的变化幅度较大。     

不同耐密性玉米品种光合特性对弱光响应的差异

以郑单958、东单90为试材,研究不同耐密性玉米品种光合特性对弱光胁迫响应的差异。结果表明,正常光照条件下郑单958光合性能优于东单90。郑单958在弱光胁迫后与其正常光照(对照)相比表观量子效率(AQY)增大,光合速率(Pn)、最大净光合速率(P max)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)均降低,表现出对弱光的光能利用效率明显高于对照,对强光利用效率较低。东单90在弱光胁迫后与其正常光照(对照)相比AQY降低,P max、LCP、LSP均升高,表现为对强光利用效率高,对弱光利用效率与对照基本相同。叶绿素荧光参数表明,郑单958弱光胁迫后PSⅡ光化学反应中心活性降低、高光强下光能利用效率降低主要是由于叶片光合活性下降;东单90弱光胁迫后对高光强的光利用效率升高的原因是叶片经弱光胁迫后减少了光合过程中的热耗散。     

玉米穗部不同组织对串珠镰刀菌和禾谷镰刀菌的抗性研究

2002￣2004年采用花丝通道法、钉刺果穗法和针刺果穗深处法3种接种方法,分别将串珠镰刀菌和禾谷镰刀菌接种到不同玉米自交系的花丝、子粒和穗轴上。结果发现,不同穗部组织对这两种菌的抗病性表现不同,同时筛选出花丝和子粒都抗这两种菌并且穗轴抗串珠镰刀菌的优良自交系BT-1。     

玉米不同产量水平下穗粒结构分析

利用相关及通径分析的方法,对河南省18年夏玉米区试255个杂交种的产量和穗部性状进行分析.认为7500kg/hm²以下的杂交种,起主要作用的依次是千粒重、穗长、行粒数、出籽率、穗粗、穗行数.在选择7500kg/hm²以上的杂交种时,除了要稳定、提高穗粗、穗行数外,必须重点对千粒重、穗长进行正向直接选择,其次是行粒数和出籽率;对秃尖、轴粗进行负向直接选择;同时要协调好各性状间遗传相关关系。     

玉米果穗不同部位子粒水分动态差异研究

为明确玉米果穗不同部位子粒含水率和脱水速率的动态变化差异,在春玉米区宁夏银川和夏玉米区河南新乡采用8个不同熟期和脱水速率的品种,将玉米果穗垂直等分为5个部位,定期测定不同部位子粒含水率,计算子粒脱水速率。结果表明,玉米生长中后期,果穗上部子粒含水率低于中下部子粒含水率,生理成熟前各部位子粒含水率的差值低于生理成熟后。参试品种生理成熟前20 d时不同部位子粒含水率极差低于3%,成熟期的极差值变幅为0.6%～5.2%,生理成熟后极差最大值可达6.2%。同一果穗自上而下子粒的脱水速率逐渐降低,品种之间有明显差异,先玉335、迪卡517和迪卡519果穗不同部位子粒脱水速率差异较大。果穗中部子粒脱水速率和平均脱水速率与不同部位子粒含水率的极差值呈负相关。     

玉米穗部产量性状杂种优势分析

研究了玉米穗部性状的杂种优势,双亲生育期间隔长短与F1穗粒重的关系以及穗部性状亲子相关.结果表明:穗粒重、穗重的杂种优势最大,其次为穗粒数、千粒重、穗长、穗粗,穗行数为最小.F1穗粒重杂种优势与双亲生育期间隔长短无关.杂交种穗粗、穗行数与母本穗粗、穗行数以及中亲值呈正相关,杂交种千粒重与中亲值呈正相关。     

玉米禾谷镰孢穗腐病抗性的QTL定位

以3个高抗玉米自交系承351、丹598、吉V203和1个高感自交系ZW18为亲本,分别构建3个F₂群体及其对应的F_2:3家系,通过对F_2:3家系发病果穗进行图像处理的方法鉴定抗病表型,对禾谷镰孢穗腐病抗性进行QTL定位。3个F₂群体共检测到11个与禾谷镰孢穗腐病抗性有关的QTLs,分别可解释4.87%～40.98%的表型变异率。来源于抗病亲本承351的QTL-qRgr7-1位于7.02 bin,可解释高达13.76%～40.98%的表型变异率。通过与前期病害评级方法定位到的QTLs相比,qRgr7-1在Bins7.02上和qRger7.1完全重合,qRgr2-1在Bins2.01-2.02上和qRger2.1完全重合,qRgr10-1在Bins10.01-10.02上和qRger10.1完全重合。基于图像分析定位到的qRgr9-1、qRgr1-2、qRgr3-1分别与基于抗病评级定位到的区间存在重叠区域。利用不同方法定位到了相同的QTLs,一方面说明基于图像分析进行表型鉴定有一定的准确性,另一方面也验证了这些QTLs位点的真实性。