水分胁迫后玉米雌雄穗开花间隔时间(ASI)与产量和抗旱性的关系研究

玉米开花期是对干旱最为敏感的时期.此时受到水分胁迫会导致玉米授粉不良进而影响到产量.通过对454份玉米自交系连续两年的研究,在开花期受到水分胁迫后,玉米雌穗生长减缓,吐丝期延迟,ASI增大,结穗率和籽粒产量严重下降,其中ASI、结穗率与籽粒产量均呈极显著相关.因此,在干旱胁迫条件下对产量进行间接选择时,ASI和结穗率是可供利用的重要耐旱指示性状.ASI可作为抗旱玉米种质筛选的主要指标之一.     

玉米的雌雄穗开花间隔研究进展

在玉米开花期因受环境胁迫会导致果穗生长减缓,雄穗与雌穗的开花间隔加大.此现象称为雌雄穗开花间隔(ASI),或吐丝延迟、同步性丧失、雄性先熟等.在胁迫条件下,玉米的产量与ASI呈显著的正相关.综述了前人在干旱、密植、低氮、及长光胁迫对玉米产量与ASI的影响.ASI的改变可能预示在开花期新形成的同化物在分配上的差异.ASI可作为抗逆玉米种质筛选的主要性状之一.     

玉米雌雄穗发育及其与产量的关系

玉米雌雄穗分化发育具有特殊的规律,而且受到多种因素的影响,穗发育的优劣又决定玉米产量的高低。分析了多种因素对玉米雌雄穗分化发育的影响,指出干旱等逆境对玉米雌雄穗发育及产量有重大作用。简要阐述了开花间隔、种植密度等对产量的影响。     

穗期干旱胁迫对玉米单交种产量影响的研究

2004～2005年在黑龙江省农科院嫩江农科所抗旱大棚内,选用6个玉米单交种作为试材,在穗期设置正常供水、轻度干早胁迫和中度干早胁迫3个水分处理,研究不同水分处理条件下,不同玉米品种穗部生长发育的变化与产量的关系.试验结果表明:穗粗、行粒数、轴粗、百粒重、出籽率和轴重等6个指标与产量的相关性达到了显著或极显著水平,但不同供水条件下,穗部性状差异的显著性因品种而不同.     

干旱胁迫对玉米雌穗生长发育和产量的影响

干旱胁迫使玉米雌穗生长发育受到抑制,雌穗变短变细,总的基础物质不足,最终导致产量下降。对干旱胁迫导致玉米子粒产量下降幅度的测定结果表明：不同时期干旱胁迫处理的减产幅度为开花期〉抽丝期≈抽雄期≈孕穗期〉灌浆期〉拔节期,干旱胁迫植株子粒重的降低是由于子粒线性灌浆速率的下降和灌浆持续时间的缩短共同作用所致。     

不同密度玉米品种雌雄穗开花间隔与产量相关性的研究

以8个不同株型玉米品种为试验材料,采用4种不同密度进行试验。结果表明,种植密度不同影响玉米雌雄穗开花间隔,同时,雌雄穗开花间隔与产量因素、产量有一定相关性,这种相关性随密度不同而不同。     

玉米对干旱胁迫的反应和适应性Ⅱ.玉米雌穗和雄穗生长发育对干旱胁迫的反应

在人工控制和自然干旱条件下就玉米雌穗和雄穗生长发育对干旱胁迫的反应和适应性进行了深入研究。结果表明：在轻度、中度和重度干旱胁迫下，玉米植株上部节间、雄穗穗柄和雄穗长度不同程度地缩短，雄穗抽出缓慢或不能抽出，导致部分花粉在玉米植株顶部叶片形成的封闭筒内散落而成为无效花粉。干旱胁迫下雄穗分枝数和小穗数大幅度下降及雄穗长度的缩短造成的玉米雄穗花粉量明显减少，可供授粉的花粉量不足。与此同时，玉米雌穗生长发育亦受到干旱胁迫的严重影响，雌穗变短变细，基础物质不足，“库”容量显著缩小，而且，玉米雌穗花丝伸长速率下降或不能抽出。干旱胁迫下玉米雌穗和雄穗生长发育方面发生的变化最终导致玉米花期不遇，授粉受精不良，产量不可逆下降。     

不同密度下玉米自交系雌雄开花间隔期与产量关系研究

[目的]以我国骨干玉米自交系为材料,研究不同密度下不同年代玉米自交系雌雄开花间隔期(ASI)与产量及其构成因素的关系.[方法]采用裂区试验设计,调查产量、生育期及相关农艺性状,用SAS软件进行统计分析.[结果]随着密度增加,自交系ASI增加,从低密度的2.5d增加到高密度的3.0d.ASI与产量呈极显著负相关,低密度时相关系数为-0.454 73,高密度时为-0.536 83.ASI随年代更替呈下降趋势,产量呈上升趋势,密度越大这种趋势越明显.[结论]随密度增加ASI增加,新自交系的ASI增加小于老自交系,而产量增加高于老自交系.新自交系的耐密性较老自交系强,ASI可作为自交系耐密性选择的重要参考指标.     

干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响

【目的】探究干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响,以期为中国东北地区玉米种植抗旱保产提供一定理论基础。【方法】采用盆栽试验,设置原土处理和添加土壤改良剂处理,并于玉米大喇叭口期至吐丝期进行不同程度的干旱胁迫：正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫,研究不同程度干旱胁迫对玉米的抽雄吐丝间隔、雄穗形态特征、生理指标以及产量的影响。【结果】干旱胁迫导致玉米雌穗吐丝时间延后,雌、雄穗开花吐丝不同步,且在重度干旱胁迫时达到最大值,其中原土处理较CK延长了6.33 d,添加土壤改良剂处理延长了4.67 d;不同程度干旱胁迫会导致玉米雄穗变小、主轴缩短,轻度干旱胁迫有利于雄穗积累干物质,原土处理和添加土壤改良剂处理的雄穗干物质分别比CK增加了5.18%和14.87%;干旱胁迫会促使雄穗分泌抗氧化系统酶以及渗透调节物质抵御逆境伤害,但重度干旱胁迫时雄穗内部产生过多丙二醛(MDA)以及有害物质,会导致抗氧化系统酶活性有所降低;干旱胁迫会造成玉米产量严重下降,重度干旱胁迫时原土处理的产量与CK相比下降了62.39%,添加土壤改良剂处理的产量则下降了57.77%。【结论】干旱胁迫会对玉米雄穗发...     

不同干旱胁迫对玉米产量的影响

[目的]筛选出适宜在广西干旱地区种植的玉米品种。[方法]选择在广西种植面积较大的12个玉米品种,在严格控水的条件下进行干旱胁迫试验,分析不同干旱胁迫对这12个品种产量的影响。[结果]不同干旱胁迫处理对玉米产量影响的差异达极显著水平;玉米品种先达901、桂单0810和迪卡008表现出较好的抗旱性,能够在正常灌水和干旱胁迫下达到较高的产量,可以抵御一定的干旱胁迫。[结论]干旱胁迫发生在玉米生长前期对产量的影响较大,且此影响即便遇后期降水也不可消除;在干旱地区选择种植抗旱品种可减少不必要的损失。     

干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

转基因玉米株高、ASI和穗部性状与抗旱性的关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,利用转基因技术可有效提高玉米抗旱育种效率.对转基因玉米材料进行抗旱性鉴定评价,为筛选转基因玉米抗旱种质和转基因玉米抗旱育种提供科学依据.[方法]通过开花期干旱胁迫的方法,对61份转基因玉米材料进行抗旱性鉴定评价,研究转基因玉米材料ASI(散粉至吐丝的间隔期,天)、株高、产量与抗旱性的关系,受旱后粒重和穗重、轴粗和穗粗、百粒体积和百粒重等比值的变化;以及在受体基础上通过转基因提高玉米抗旱性的效果.[结果]正常灌水条件下株体适当、产量较高,而在受旱后株高下降少、ASI小的转基因玉米材料通常有较强的抗旱性,这与以往非转基因玉米的研究结果一致;无论受旱与否,玉米的穗粗和轴粗、穗重和粒重、百粒体积和百粒重之间存在显著的正比关系.[结论]转基因玉米的抗旱性在其受体基础上可提高25; ～53;,突破果穗和籽粒之间的正比关系可能是大幅提高玉米产量的一条关键途径.     

吐丝期干旱胁迫对玉米生长及产量的影响

为促进玉米抗旱栽培,以先玉335为材料,采用大田小区对比试验,开展吐丝期干旱胁迫对玉米生长及产量影响的研究。通过对土壤含水量、玉米叶片形态和生理、果穗性状及产量等指标的测定,分析干旱胁迫对玉米生长及产量的影响。结果表明:土层0~20cm、20~40cm和40~60cm,不同处理的土壤含水量显著差异(P0.05),无干旱胁迫(T2)干旱胁迫5d(T3)干旱胁迫10d(T4)干旱胁迫15d(T5)自然生长(T1)。叶片卷曲度T1T5T4T3T2。叶片保绿性、相对含水量、SPAD值均为T2T3T4T5T1。T2叶片相对含水量分别比T1、T3、T4、T5高55.38%、5.31%、24.17%和37.91%,T2的SPAD值分别比T1、T3、T4、T5高38.70%、9.45%、18.97%和27.10%。干旱胁迫对玉米性状及产量具有影响,干旱导致玉米穗长缩短,秃尖变长,穗粗、行粒数减少,产量下降(P0.05),T2产量分别比T1、T3、T4和T5高50.25%、8.94%、15.06%和28.12%。     

玉米穗部性状与产量关系的研究

根据我院玉米长期丰歉定位试验结果分析得出:玉米穗部性状中秃尖长度年度间波动幅度最大,其次是穗重和穗粒重;产量变异系数为16.3%;玉米穗部性状之间存在着相互促进与相互制约的连锁关系;穗粗、穗重、穗粒重和百粒重与产量呈显著或极显著正相关,秃尖长度与产量呈负相关;玉米穗部性状中穗粗、穗重、秃尖长度、百粒重对产量的直接效应均为正值,其中穗重对产量的直接效应最大,是玉米产量形成的主导因素;穗长与穗粒重对产量的直接效应均为负值。     

拔节期和抽雄吐丝期干旱胁迫对黑龙江省玉米产量及农艺性状的影响

为了选育抗旱玉米品种,以12个玉米品种为材料,研究拔节期和抽雄吐丝期干旱胁迫对玉米产量及生长发育的影响。结果表明:拔节期和抽雄吐丝期干旱胁迫均会导致玉米减产,其中,抽雄吐丝期干旱胁迫减产最重,拔节期次之。抽雄吐丝期干旱胁迫导致穗长与穗粗大幅度减少,从而严重影响玉米的产量;拔节期干旱胁迫导致干物质积累减少、次生根条数和根体积减少、叶面积增长受阻严重,从而在一定程度上造成玉米减产。在供试品种中,嫩单15、龙单38、垦单10号、京单28在拔节期和抽雄吐丝期受干旱胁迫的影响较小,能获得较高产量。     

密植玉米群体产量及相关性状对低氮干旱胁迫的响应

【目的】通过综合分析密植条件下不同低氮干旱胁迫对玉米产量构成、物质积累与叶面积变化等指标的影响,研究密植玉米群体产量及相关性状对低氮干旱胁迫的响应机制.【方法】在密植条件下设置不同氮素和干旱胁迫处理试验.【结果】不同氮素胁迫对密植玉米群体产量构成影响较大;氮素胁迫对单位面积穗粒数、千粒质量和穗部性状的影响随着胁迫处理年限的增加愈加明显;吐丝后40d干旱胁迫对产量的影响大于吐丝后20d,吐丝后20d干旱胁迫对穗部性状的影响大于吐丝后40d;吐丝后期干旱胁迫处理越迟对收获期群体叶面积指数(LAI)影响越大.【结论】随着氮素胁迫程度减小对产量的影响逐渐减小,氮素胁迫和吐丝后期干旱胁迫使穗粗、穗长、穗行数、行粒数以及单穗粒数减小,秃尖增长;吐丝后期干旱胁迫能明显降低群体干物质的积累量,减缓吐丝至收获期群体LAI的下降速率;在吐丝后期只灌一次水的情况下,适当早灌水有利于增产,增加籽粒千粒质量.     

干旱胁迫下玉米幼苗生理特性研究

[目的]探索玉米幼苗生长规律,为干旱条件下玉米幼苗的生长提供理论根据。[方法]以优良品种沈农大368玉米种子为材料,进行幼苗自然含水量、蛋白质含量、丙二醛含量、电导率、脯氨酸含量的测定。[结果]随着干旱程度的加强,玉米幼苗的含水量和可溶性蛋白质含量下降,丙二醛、质膜透性及脯氨酸含量增加。[结论]在较长时间胁迫下,幼苗的损伤达到不可逆转的程度。     

干旱胁迫下玉米自交系穗部性状与耐旱性关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下玉米穗部性状与耐旱性的关系,为玉米耐旱性研究提供理论指导.[方法]通过抽雄吐丝期干旱胁迫的方法,对287份玉米自交系进行耐旱鉴定,调查穗长、穗粗、粒长、粒宽、粒厚、单穗干重、穗轴粗、粒重、百粒重、穗行数、行粒数等穗部性状,研究穗部性状与耐旱性的关系.[结果]相关分析发现单穗干重、穗长、穗行数、行粒数、粒长、粒重与玉米耐旱性存在极显著的相关性,穗粗和百粒重与玉米耐旱性存在显著相关性;通过对耐旱相关的穗部性状主成分分析,得到“产量”因子、“果穗行数”因子、“籽粒重量”因子、“轴部”因子、“果穗尺寸”因子,上述5个因子可以反映玉米自交系穗部的耐旱性;通过聚类分析获得耐旱性弱、适中、强的3种类群.[结论]单穗干重、穗长、穗行数、行粒数、粒长、粒重、穗粗和百粒重是十分重要的耐旱参考指标,在穗部耐旱性状中,对耐旱性的贡献大小依次为产量因素＞果穗行数＞籽粒重量＞轴部因素＞果穗尺寸,玉米在干旱胁迫下粒长、穗轴粗、百粒重较对照下降较少,穗长、穗粗、穗行数、粒重、单穗干重较对照略有增加,行粒数较对照下降适中,此类自交系耐旱性较强.     

冬小麦干旱胁迫下不同土层根量分布与产量的关系

对河北省农林科学院旱作农业研究所培育的5个冬小麦新品系进行控水试验,采取小型土体统体隔离法收集小麦根系,结合根系空间上的分布,在小麦扬花期分别对0-40 cm、40-80 cm和80-120 cm土层取样测根系干重,在小麦蜡熟期收获后测产。对不同土层不同品系根重与产量的关系进行了相关分析。结果表明：0-40 cm、40-80 cm和0-120 cm土层根系干重与产量均呈负相关,但相关性不显著;80-120 cm土层根系干重与产量呈正相关,且达0.05显著水平。进一步证明干旱胁迫下,冬小麦主要利用土壤深层水分,主要是深层根系对产量起作用,浅层和中层根系作用不大,且根系总量与产量关系也不大。