临界胁迫贮藏条件对水稻种子活力的影响

为了探究不同贮藏环境条件下水稻种子活力的变化规律,对临界胁迫贮藏条件下水稻种子的活力及生理特性进行了系统研究,以期解析水稻种子耐贮性生理生化机制。以粳稻津原E5和津原11为材料,研究了在不同贮藏条件下(4、-10和-20℃)及不同含水量的种子在贮藏期间产生的活力变化及相关生理生化特性变化规律。结果表明,种子活力指标如发芽指数、活力指数与贮藏时间无明显线性关系,可溶性蛋白、丙二醛含量与贮藏时间呈线性关系;其中,可溶性蛋白含量与贮藏时间呈负相关,丙二醛反之。当温度一定时,发芽指数随种子含水量的降低而增加。可溶性蛋白在超低温高含水量情况下受到明显破坏,含量最低。在不同贮藏温度,随含水量下降,丙二醛含量上升。该研究为水稻种子安全贮藏及在兼顾成本的前提下选择最适贮藏条件提供了理论参考。     

不同氮素处理下玉米种子活力及耐储性评价

以玉米品种郑单958(郑58×昌7-2)、辽单565(中106×辽3162)、辽单588(辽8821×S121)、先玉335(Ph6wc×Ph4cv)为试验材料进行杂交制种,以各品种母本追施不同氮素处理为变量,测定当年收获种子与低温贮藏2年后的种子标准发芽率、人工加速老化、发芽指数、活力指数等种子质量相关指标,评价不同氮素处理对玉米种子的种子活力及耐贮性的影响。结果表明:不同氮素水平对当年收获各品种种子活力无显著影响,但对种子的耐储性有一定影响。因此,在玉米制种过程中,即要做到氮素的有效利用又要获得活力较高、耐储性较好的种子的母本施氮量为150～225 kg/hm~2。另外,由于不同品种需氮规律不同,制种田施氮量应根据品种与地利因地制宜的制定。     

做好玉米种子贮藏保持种子活力长久

玉米种子的贮藏特性有4点：第一，玉米种子粒型较大，果穗被苞叶紧紧叶裹在里面，在植株上水分不易蒸发，收获时种子水分多在20～40％。玉米在北方属晚秋作物，收获较迟，如果不及时充分进行干燥，极易发生冻害。第二，玉米种子种胚大，呼吸旺盛，贮藏期间稳定性较差，容易引起种子堆发热，导致霉变。第三，种胚部脂肪含量高、吸湿性强，在高温、高湿条件下容易酸败。第四，营养丰富，     

人工老化过程中玉米种子活力生理指标的变化

通过测定不同老化程度玉米种子的发芽指标、幼苗形态指标和生理生化指标,研究玉米种子的生理生化、生命活力因人工老化而发生的变化,为玉米种子老化机制及种子活力修复研究奠定基础。以桂单0810和桂单162 等2个玉米品种为试验材料,采用高温高湿(48℃、相对湿度95%)的人工老化方法,研究人工老化对玉米种子发芽指标、幼苗形态指标、相对电导率、丙二醛含量和过氧化物酶活性等指标的影响。结果证实了逐步增加老化时长,除2个品种种子的丙二醛(MDA)含量、相对电导率同步上升之外,其余生理指标如过氧化物酶活性、发芽指数、发芽率、发芽势、活力指数等均同步下降,老化10 d时,桂单0810和桂单162种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别比对照降低60.32%和62.54%、55.44%和62.68%、49.52%和54.33%、65.63%和70.00%,而MDA含量大幅升高90.91%和93.20%,过氧化物酶活性分别降低60.16%和83.04%。相关性分析表明,MDA含量、过氧化物酶活性与种子活力的相关性达到极显著水平。人工老化方式对玉米种子进行处理能够显著抑制其活力,影响幼苗的生长。相对电导率...     

不同包装材料贮藏对玉米种子活力影响

用塑料铝箔复合袋(简称复合袋,即常用小包装袋)、聚乙烯塑料袋(简称塑料袋)、硬纸盒袋(茶叶盒)、金属罐和塑料编织袋(常用大包装袋)5种不同的包装材料贮藏玉米杂交种郑单958种子,并在相同条件下进行种子老化试验,处理后的种子进行发芽和幼苗生长试验,测定发芽率、发芽势、种子发芽指数、主根长、苗高和鲜重、活力指数等指标。结果表明,用金属罐包装的玉米种子活力最高,用聚乙烯塑料袋包装的玉米种子活力最低。这表明在常温常湿条件下贮藏,用不同的包装材料,在贮藏后对种子活力的影响不同。本研究旨在选出较理想的玉米杂交种子包装材料,为玉米种子贮藏和提高营销质量提供科学依据。     

不同种衣剂对玉米种子活力及苗期生理活性的影响

以玉米品种秋乐151为指示品种,采用裂区设计,用4种不同种衣剂作为主处理,各设5个药种比作为副处理,对玉米种子进行包衣,研究不同种衣剂、药种比对玉米发芽率、出苗率、苗高、茎粗、根长、鲜重,叶绿素含量以及过氧化物酶活性的影响。结果表明,发芽率和出苗率以14.4%帅苗·福美双悬浮种衣剂与种子按1∶50比例包衣处理为最佳,均达到了100%;种衣剂处理对幼苗有较大影响,在合适的药种比(1∶50)处理下,幼苗苗高、茎粗、根长和鲜重比对照均有明显提高。种子包衣对幼苗的生理指标有显著影响。叶绿素含量比对照均降低,但能够促进POD活性。     

玉米种子活力生理生化指标的遗传分析

以7个玉米自交系为母本,5个自交系为父本,按不完全双列杂交试验设计,组配了35个杂交组合,测定其可溶性糖含量等7个生理生化指标,进行遗传参数估算.结果表明:电导率和MDA含量狭义遗传率较高,适宜在早代选择;POD活性与脱氢酶活性狭义遗传率低,不宜在早代选择;可溶性糖含量与可溶性蛋白含量广义遗传率较高,而狭义遗传率较低,二者受基因的非加性效应影响较大.     

不同玉米自交系干旱胁迫条件下的生理变化

通过研究8个玉米自交系在干旱胁迫条件下的生理变化．认为干旱胁迫能够增加玉米自交系的脯氨酸含量，提高电导率，不同自交系之间的脯氨酸含量、电导率差异较大。SOD酶和POD酶活性在干旱胁迫条件下也增强．但是自交系之间变化不大。     

低温胁迫对玉米种子萌发和幼苗活力的影响

通过检测10个玉米品种种子的发芽数、幼苗长势和干物质来探讨低温胁迫对玉米种子萌发及幼苗活力的影响。结果表明,低温处理对不同品种玉米种子的发芽数和株高都有极显著影响,低温处理对地上部鲜质量、地下部鲜质量和地上部干质量影响极显著,地下部鲜质量在不同玉米品种间差异显著。了解低温胁迫条件下玉米种子萌发和幼苗活力的变化,可为玉米安全生产提供有益借鉴。     

不同含水量蒙古栎种子贮藏过程生理生化特性研究

种子含水量密切影响种子活力。蒙古栎种子新采收后含水量较高,不耐贮藏。为探究蒙古栎种子含水量对种子耐藏性的影响,将不同含水量蒙古栎种子分别贮藏在低温（4℃）和室温（20℃）条件下,并检测其生理生化变化,评价其耐藏性。研究以当年采收的蒙古栎种子为试验对象,利用硅胶干燥法分别控制种子含水量为50%（采后初始含水量）、40%、30%和20%。在贮藏期间,定期测定种子萌发率和主要生理生化指标。结果表明：蒙古栎种子最适贮藏含水量为30%～40%。室温条件下,种子含水量为30%耐藏性较好,最长贮藏时间为56 d,并在此期间维持种子萌发率达30.10%以上。低温条件下,种子含水量为40%时的贮藏效果最好。40%含水量种子贮藏84 d后萌发率仍可达45.45%。蒙古栎种子贮藏过程中,可溶性糖在前期快速合成,而后稳定下降。同一贮藏条件下,降低种子含水量能有效提升可溶性蛋白含量,减少丙二醛产生,并促进游离脯氨酸增加。低温贮藏条件下丙二醛和游离脯氨酸积累普遍低于室温贮藏。综合结果表明：降低种子初始含水量,在室温和低温贮藏下均可增强蒙古栎种子的耐藏性,低温贮藏整体优于室温贮藏。研究结果为蒙古栎种子合理存储提供了...     

The Effects of Low Phosphorus Stress on Morphological and Physiological Characteristics of Maize （Zea mays L.） Landraces

A field trial was conducted to investigate main morphological and physiological changes of different maize landraces to low-P stress at the stage of seedling. P-deficiency significantly decreased root volume, total leaf area, and plant dry weight, but greatly increased density of root hairs and root top ratio. In addition, P-deficiency induced the significant enhancement of phosphorus utilization efficiency and the amount of proline, malondialdehye （MDA）, acid phosphatase （APase）, peroxidase （POD） and superoxide dismutase （SOD）, but the significant reduction of P uptake and soluable protein content. Since P-deficiency had smaller effects on the P-tolerant maize landraces DP-44, DP-32 and DP-33 as compared with P-sensitive landraces DP-29 and DP-24, it was demonstrated that differences of tolerance to P-deficiency existed among different maize landraces. The results based on the correlation analysis showed that the economic yield of maize landraces had relationships with their morphological and physiological characteristics under P-deficiency.     

Changes of the Biomass and Acid Phosphatase Activity in Maize （Zea mays L.） Lines Under Low-P Stress

A pot culture trial was conducted to investigate the changes of the biomass and acid phosphatase （APase） activity in 10 maize lines under low-P stress. P-deficiency significantly decreased the biomass, but induced the significant enhancement of the APase activity. Since P-deficiency had smaller effects on the low-P tolerant maize lines compared with P-sensitive lines, it was demonstrated that differences of tolerance to P-deficiency existed among 10 different maize lines. In addition, the relative biomass and APase activity changed during the vegetative stage of development, and there existed a significant correlation between the biomass and APase activity under low-P stress. These results suggest that the biomass and APase activity can be regarded as indicative traits of maize lines for tolerance to low-P stress at seedling stage.     

玉米亚硫酸氧化酶基因ZmSO的克隆及在二氧化硫胁迫下的表达分析

 【目的】克隆玉米中的亚硫酸氧化酶（Sulfite Oxidase,SO）基因,明确其在SO2胁迫下的表达,为今后利用SO进行玉米抗环境污染（SO2、酸雨等）的遗传改良奠定基础。【方法】采用RT-PCR结合RACE技术克隆SO基因,并利用半定量RT-PCR技术分析其在SO2胁迫下的表达。【结果】从玉米自交系Q9中分离到SO基因的全长cDNA 序列（GenBank登录号：FJ436404）,命名为ZmSO。该基因的开放阅读框为1 194 bp,编码397个氨基酸。序列比对及结构预测分析表明,ZmSO编码的氨基酸序列与拟南芥、番茄、水稻中的氨基酸序列的相似性分别达到72%、74%和89%,且包含1个钼辅因子结合域、1个自身二聚化的结构域和1个过氧化物体靶信号序列。半定量RT-PCR分析显示,高浓度SO2胁迫后,在高抗系中ZmSO表达水平显著增高,而在高感系中无显著变化。【结论】分离获得的ZmSO与其它植物物种的SO具有较高的同源性,在高抗系中表达受SO2胁迫诱导增强,可能参与抗性系对SO2胁迫的响应和抗性反应过程。     

玉米ZmNAC1基因的克隆与分析

[目的]NAC(NAM,ATAF1,ATAF2和CUC2)转录因子是植物中特有的具有多种生物学功能的转录调控因子,通过与下游靶基因启动子区域内特异的DNA序列结合,调控下游胁迫应答基因的表达,从而发挥其转录调控功能.本研究从玉米自交系B73中分离得到一个玉米NAC转录因子家族基因ZmNAC1,并对其进行氨基酸序列比对、氨基酸组成和系统进化分析,为进一步研究ZmNAC1基因在非生物胁迫反应中的生物学功能奠定基础.[方法]运用RT-PCR技术克隆基因全长cDNA,应用多种生物信息软件分析基因序列特征:氨基酸组成、保守结构域、跨膜结构域.[结果]结果表明ZmNAC1基因全长962 bp,共编码302个氨基酸;Zm-NAC1蛋白的N-末端具有NAC家族典型的NAM结构域;玉米ZmNAC1与高粱SbSNAC1的氨基酸序列一致性达到80.12％;系统进化分析结果表明ZmNAC1可能在植物抗逆过程中发挥重要功能.     

灌浆期控水和施用控释肥对杂交玉米制种产量和种子质量的影响

【目的】研究灌浆期控水和控释肥施用对不同收获期杂交玉米种子产量和质量的影响,明确最适宜的收获时期及有效的水肥管理方式,为中国高质高效玉米制种提供理论和技术支撑。【方法】试验于2014和2015年在甘肃省张掖市甘州区进行,以京科968为试验材料,在田间采用两因素裂区试验设计,主区为水分管理方式,设常规灌溉浇水和授粉后35 d停止浇水2种方式;副区为施肥处理方式,设施用传统复合肥和施用控释肥配比尿素2种处理。从授粉后44 d开始,每隔3 d采集果穗,至授粉后68 d共9个收获期,测定每个时期种子的籽粒水分、百粒重,并计算每公顷的产量和籽粒数(粒数产量);籽粒自然晾干后用于种子活力分析,包括标准发芽率、人工加速老化发芽率和电导率测定。【结果】施肥和灌水方式均显著影响京科968的制种产量和粒数产量,但对籽粒水分、百粒重和种子活力没有影响。与传统施肥相比,施用控释肥后,制种产量增加3.10%,粒数产量提高2.13%。如果按粒包装销售,施用控释肥可显著提高制种的经济效益,正常灌溉条件下每公顷增收0.44—2.17万元,控水条件下增收0.12—1.35万元。灌浆期控水导致制种产量降低2.01%,粒数产量降低2.48%,经济效益降低0.11—1.78万元。收获期对制种产量、籽粒水分、百粒重和种子活力均有显著影响,但对粒数产量无显著影响。随着收获期推后,籽粒灌浆进程逐渐完成,籽粒水分逐渐降低,而百粒重不断增加。至授粉后68 d,百粒重仍在增加,说明此时京科968种子尚未达到生理成熟。两年的结果表明,授粉后56—65 d,京科968种子的标准发芽率、人工加速老化发芽率均达到最高,而种子浸出液电导率值达到最低,说明此阶段是京科968种子的最佳收获期,既可以保证种子的高活力,又可以有效避免当种子达到生理成熟时收获可能遇到的低温冻害风险。【结论】授粉后56—65 d为京科968种子的最佳收获期,此时收获既可保证种子的高活力,也不影响种子的粒数产量。施用控释肥和常规灌溉可提高京科968制种的产量和粒数产量,但对种子活力没有显著影响,在节省劳动力的同时提高制种经济效益。     

芘胁迫对玉米幼苗生长及生理指标的影响

[目的]探讨芘胁迫对玉米幼苗生长及生理指标的影响。[方法]通过水培试验,研究了4个浓度（0、0.5、1.0和2.0mg/L）的芘对2种玉米市祥1号（敏感品种）和广甜3号（耐性品种）幼苗生长及生理指标的影响。[结果]在试验浓度范围内,随芘浓度的升高,市祥1号叶绿素a和叶绿素b含量呈先升高后降低的趋势,相对生长量和绝对生长速率呈下降趋势,根系和叶片丙二醛（MDA）含量呈上升趋势;广甜3号相对生长量、绝对生长速率和叶绿素a含量呈先上升后下降趋势,叶绿素b和根系MDA含量呈上升趋势,叶片MDA含量呈下降趋势。与对照相比,市祥1号在0.5～1.0mg/L芘处理时叶绿素a和叶绿素b含量显著增加,芘浓度≥2.0mg/L时则显著降低,芘浓度≥1.0mg/L时根系和叶片MDA含量显著增加,而相对生长量和绝对生长速率显著降低;广甜3号在芘浓度≥1.0mg/L时叶绿素a和叶绿素b含量显著增加。芘浓度与敏感品种市祥1号的相对生长量和绝对生长速率呈显著负相关,与根系MDA含量呈显著正相关;芘浓度与耐性品种广甜3号叶绿素b含量和根系MDA含量呈显著正相关。[结论]为玉米苗期的管理措施提供了依据。     

玉米种子成熟度对其活力及F_1产量的影响

【目的】研究中国河西制种基地玉米种子成熟度与种子活力、F_1产量之间的关系,为确定适宜收获期、避免种子遭受早霜冻、确保种子质量安全提供指导。【方法】采用大田试验和室内分析相结合的方法,选用偏马齿型豫单603杂交种子和偏硬粒型豫单606杂交种为材料,从授粉后40 d开始采收果穗,每隔5 d测定一次籽粒乳线发育、籽粒含水量、百粒重、种子发芽率和浸出液电导率,并检测F_1田间表现及籽粒产量,研究玉米种子成熟度对种子活力和F_1产量的影响。【结果】豫单603和豫单606 2个杂交种乳线出现时间和发育程度存在较大差别,整体表现为豫单603乳线出现晚、消失早,而豫单606乳线出现早、消失晚。授粉后40 d,豫单606乳线位置达0.16,而豫单603尚未出现,二者在授粉后65 d时乳线位置接近0.50,此时,豫单603和豫单606籽粒含水量分别为31.66%和35.09%;授粉后40 d,豫单603的籽粒含水量高于豫单606;授粉后45 d及以后二者的籽粒含水量呈相反趋势;生理成熟时,豫单603(授粉后75 d)的籽粒含水量26.71%,豫单606(授粉后80 d)的籽粒含水量为27.00%。随着种子成熟度的提高,杂交种子F_1的发芽率不断提高,生理成熟时达到最大。授粉后40d,2个品种的杂交种子F_1已具有一定发芽能力。授粉后75 d,豫单603达到生理成熟时,标准发芽率96.67%;豫单606授粉后80 d生理成熟,发芽率98%。种子简化活力指数随成熟度增加而提高,2个杂交种在授粉后65 d达到最大,分别为5.89和8.70,之后略有下降。与标准发芽率一致,2个杂交种人工加速老化发芽率也随成熟度提高而上升。授粉后40 d,种子成熟度低,老化发芽率分别为58.33%和54.67%;生理成熟时,豫单603老化发芽率90.00%,豫单606为92.33%。田间出苗率、整齐度、干物质积累量和F_1产量均随种子成熟度提高而上升,至生理成熟时达到最大,但豫单603和豫单606生理成熟期收获的杂交种子F_1的产量与授粉后65 d收获的杂交种子F_1的产量均无显著性差异,表明2个品种在授粉后65 d时收获的杂交种子F_1均可获得较高的幼苗素质和籽粒产量。【结论】在河西张掖玉米制种区,雌穗授粉后65 d,籽粒乳线在1/2位置左右,籽粒含水量30%—35%,可作为玉米种子适宜收获期,比目前生产上(乳线基本消失)提前15 d左右,不仅有利于争时晾晒防冻害,同时可获得高活力种子。     

芘胁迫对玉米幼苗生长及生理指标的影响

[目的]探讨芘胁迫对玉米幼苗生长及生理指标的影响。[方法]通过水培试验,研究了4个浓度（0、0.5、1.0和2.0 mg/L）的芘对2种玉米市祥1号（敏感品种）和广甜3号（耐性品种）幼苗生长及生理指标的影响。[结果]在试验浓度范围内,随芘浓度的升高,市祥1号叶绿素a和叶绿素b含量呈先升高后降低的趋势,相对生长量和绝对生长速率呈下降趋势,根系和叶片丙二醛（MDA）含量呈上升趋势;广甜3号相对生长量、绝对生长速率和叶绿素a含量呈先上升后下降趋势,叶绿素b和根系MDA含量呈上升趋势,叶片MDA含量呈下降趋势。与对照相比,市祥1号在0.5～1.0 mg/L芘处理时叶绿素a和叶绿素b含量显著增加,芘浓度≥2.0 mg/L时则显著降低,芘浓度≥1.0 mg/L时根系和叶片MDA含量显著增加,而相对生长量和绝对生长速率显著降低;广甜3号在芘浓度≥1.0 mg/L时叶绿素a和叶绿素b含量显著增加。芘浓度与敏感品种市祥1号的相对生长量和绝对生长速率呈显著负相关,与根系MDA含量呈显著正相关;芘浓度与耐性品种广甜3号叶绿素b含量和根系MDA含量呈显著正相关。[结论]为玉米苗期的管理措施提供了依据。     

种子活力与发芽环境对玉米种子蛋白酶α-淀粉酶活性的影响

为探讨不同活力玉米种子田间发芽成苗率存在明显差异的生理原因,测定了不同环境条件下玉米种子发芽期间蛋白酶和α-淀粉酶的活性.结果表明,种子活力对玉米籽粒蛋白酶和α-淀粉酶活性的影响因发芽环境条件而异.高活力种子胚乳的蛋白酶活性在较低的温度下发芽比低活力种子的高,且在不同温度条件下的变化较小.胚乳蛋白酶活性在10℃和25℃下的比值与种子活力密切相关.玉米种子胚中蛋白酶的活性比胚乳的高,且高活力种子胚的蛋白酶活性较高.α-淀粉酶的活动开始于吸水约5 h时的种子中,发芽5～6 d时活性达最高.在10℃发芽时,高活力种子α-淀粉酶活性显著地高于低活力种子,但在25℃发芽时两者差异不显著.在不良环境条件下发芽,玉米种子的蛋白酶活性增高,α-淀粉酶的活性降低.高活力种子的蛋白酶和α-淀粉酶的稳定性和协调性较好.     

人工老化对玉米种子活力指标、内含物质含量及生理指标的影响

以2个玉米杂交种"郑单958"和"先玉335"为试验材料,采用人工加速种子老化的方法,对玉米种子活力指标、种子内含物质含量及生理指标进行了分析。结果表明:随着种子老化程度的加深,"郑单958"和"先玉335"种子的发芽率、发芽指数、活力指数逐渐降低,老化至8 d时降至0。"郑单958"和"先玉335"种子过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶的活力逐渐降低,电导率、丙二醛含量逐渐升高,粗脂肪、可溶性蛋白含量先升高后降低,有机酸含量总体上呈升高的趋势,脯氨酸含量呈现上升的趋势,但老化至8 d时,种子脯氨酸的含量明显下降,可溶性糖含量的变化不规则。相关分析表明:"先玉335"种子活力指标与有机酸含量呈极显著负相关,2个玉米种子的活力指标与生理指标相关达到显著或极显著水平。