夏玉米不同粒位蛋白质组分氮素效应及与子粒脱水的关系研究

从蛋白质粒位差异的角度,以不同自然脱水类型玉米品种为材料,分析不同氮肥运筹处理下不同部位子粒蛋白质组分含量、子粒脱水速率,研究子粒脱水与蛋白质组分和氮素施用的关系。结果表明,脱水速率差异较大的品种总蛋白质存在较大差异,蠡玉16和先玉335总蛋白质含量分别为11.25%、12.16%。增施氮肥蛋白质含量明显增加;增施氮肥主要增加了醇溶蛋白和谷蛋白含量,清蛋白和球蛋白含量影响较小。增施氮肥生理成熟后不同处理间脱水速率存在显著差异;蛋白质组分和脱水速率之间存在密切关系,先玉335生理成熟后不同部位间醇溶蛋白和谷蛋白与脱水速率呈显著或极显著负相关,醇谷比与子粒脱水呈正相关。     

The Biochemical Basis and Implications of Grain Strength in Sorghum and Maize

This review deals with the biochemical basis and implications of hardness and grain strength in sorghum and maize. Grain hardness affects various aspects of the growth and processing of cereal grain from resistance to fungal infection to cooking quality. It is clear that the prolamins play an important role with the γ-prolamins being the most important. It would appear that these prolamins help shape the protein bodies and form disulphide bonds within themselves or with other proteins. The γ-prolamins form the cement while the α-prolamins are the bricks. Both prolamins are present in greater proportions in hard grains and in the vitreous portion of hard grains. Genetic and environmental effects on the amounts of the different prolamins and on their distributions within the protein body and in different parts of the endosperm also determine grain hardness. Grains that will be hard appear to deposit prolamins and antifungal proteins earlier and in greater amount than do soft grains. The cell wall composition is also different between the two types of grains while there is a higher proportions of amylose in the starch of hard than in that of soft grains. Most of the differences that exist between hard and soft grains also exist between the outer and inner portion of the grain. It is postulated that there might be a master gene controlling the onset of strength in grains by simultaneously altering the levels of various apparently unrelated biochemical events. It is also suggested that solute availability may play an important role in the regulation of expression of genes for hardness-related proteins.     

高温胁迫对玉米形态、叶片结构及其产量的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,模拟增温处理,探索营养生长和生殖生长并进时期(第9片叶完全展开至抽雄期)高温处理对玉米形态、叶片结构及其产量的影响。结果表明,高温处理后ZD958和XY335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%。高温处理促进株高增长,促使茎粗变细,降低叶面积指数、干物质重、成熟叶片和幼嫩叶片的比叶重。随生育进程,XY335的株高、茎粗、叶面积指数、干物质重和ZD958的干物质重变化幅度逐渐增大,2个玉米品种的幼嫩叶片比叶重降低幅度均要大于成熟叶片比叶重。叶片厚度和上下表皮细胞厚度变薄,叶绿体膜结构被破坏,抑制光合作用及光合产物的输出。对高温胁迫的敏感性而言,XY335大于ZD958,ZD958成熟叶大于幼嫩叶,XY335幼嫩叶大于成熟叶。     

利用玉米叶片SPAD值预测子粒蛋白质含量分析

利用深松和深松结合秸秆还田技术,对玉米生长5个关键生育时期的叶片SPAD值进行测定分析,获得叶片SPAD值的变化规律;利用FOSS近红外谷物分析仪获得成熟期玉米子粒蛋白质含量,并建立叶片SPAD值与成熟期子粒蛋白质含量的相关关系.相关分析表明,叶片SPAD递减值与成熟期子粒蛋白质含量呈显著负相关,最佳相关模型为y=14.027-0.203x.叶片SPAD递减值可作为判定成熟期子粒蛋白质含量高低的指标,可利用叶片SPAD值递减值并结合相关模型快速预测玉米子粒蛋白质含量.     

光质对夏玉米产量和子粒蛋白质含量的影响

以郑单958为试验材料,在夏玉米吐丝后5 d至吐丝后35 d,分别用白色、黑色、红色、黄色、绿色、蓝色的聚乙烯透明食品袋将雌穗完全套住,同时设置不套袋处理(CK),研究灌浆期雌穗照射不同颜色的光对夏玉米产量和子粒蛋白质含量的影响。结果表明,与CK相比,套袋处理显著增加了穗粒数,红袋和蓝袋对穗粒数的增加作用更显著;黑袋抑制粒重的增加,白袋、黄袋、绿袋显著促进粒重的增加;不同颜色的光对穗部性状都有改善作用,绿袋、白袋、红袋、蓝袋分别对穗长、穗粗、穗行数、行粒数的促进作用显著,白袋对子粒败育的抑制作用显著;红袋和蓝袋使子粒的体积分别增加18.8%、27.6%,其余处理抑制了子粒体积的增加;白袋、红袋、黄袋、绿袋、蓝袋增加了子粒的蛋白质含量,黑袋抑制子粒对氮素的吸收和蛋白质的合成。改变灌浆期照射雌穗的光质可以改善穗部性状,减少子粒败育,促进对子粒对氮素的吸收,从而实现产量的增加和品质的改善。     

夏玉米子粒含水率和子粒灌浆的粒位差异及其关系研究

以不同自然脱水类型玉米品种为材料,分析其花后不同部位子粒含水率变化、粒重、体积、灌浆动态以及灌浆参数,明确子粒含水率变化与灌浆动态的关系。结果表明,灌浆后期两个时间节点子粒含水率差异较大,先玉335较蠡玉16子粒含水率分别低4.27和5.49个百分点。子粒含水率、体积和粒重均存在粒位效应,两个玉米品种子粒含水率均表现为下部子粒中部子粒上部子粒,子粒体积和粒重粒位效应表现为下部子粒中部子粒上部子粒。灌浆速率粒位效应存在基因型差异,蠡玉16表现为中部子粒下部子粒上部子粒,先玉335表现为下部子粒中部子粒上部子粒。灌浆启动势均表现为上部子粒下部和中部子粒,活跃灌浆期粒位差异较大,且品种间粒位效应趋势相反,先玉335活跃灌浆期上部子粒略大于下部子粒,蠡玉16下部子粒活跃灌浆期长于中部和上部子粒。灌浆峰值出现时间不同,两个品种最大灌浆速率出现时间相差4.77 d。     

玉米倒伏对机械粒收损失的影响及倒伏减损收获技术

通过调查玉米田间倒伏率与机械粒收产量损失率,建立倒伏率与机械粒收损失率之间的量化关系,采取改变割台高度和收获方向等措施,明确不同收获方式对产量损失的影响。结果表明,倒伏对玉米产量影响主要表现为落穗损失。与根倒相比,茎折对玉米产量损失的影响更大,茎折每增加1%,落穗率增加0.28%;根倒每增加1%,落穗率增加0.17%。茎折发生的部位越低,落穗率越高。收获时降低收获机割台可以减少部分产量损失,易造成收获机割台堵塞,收获速度和效率大幅下降。与顺倒伏方向和垂直倒伏方向收获相比,逆倒伏方向收获的落穗损失最低。     

糯玉米子粒淀粉形态和结构对硬度的影响

以京科糯2000等3个糯玉米品种为试验材料,系统分析糯玉米子粒淀粉形态和结构对硬度的影响及各指标的相关性。结果表明,不同糯玉米品种子粒蒸煮后硬度最低的是京科糯768(2 342.00 g),其次是京科糯2000(2 504.50 g),分别比苏玉糯2号低35.50%和31.02%;蒸煮后子粒回生值以京科糯2000(966.25 g)最低,其次是京科糯768(1 142.25 g),分别比苏玉糯2号低28.56%和15.55%。不同品种糯玉米淀粉结晶度表现,苏玉糯2号(43.64%)>京科糯2000(40.96%)>京科糯768(40.59%)。淀粉颗粒平均粒径以京科糯2000最大,其次是京科糯768,苏玉糯2号淀粉颗粒平均粒径最小。相关分析表明,蒸煮后子粒硬度及蒸煮后子粒回生值与淀粉结晶度呈显著正相关,与淀粉平均粒径呈显著负相关。综合分析表明,淀粉结晶度小、淀粉颗粒大是京科糯768和京科糯2000子粒硬度小的主要原因。     

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。     

玉米苗期干旱胁迫对子粒粗蛋白质和赖氨酸含量的影响

在防雨棚中盆栽试验条件下,以龙单13、鲁单981、四单19、郑单19、郑单958这5个玉米杂交种为试材,研究了玉米苗期正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫3种供水处理条件下子粒粗蛋白质、赖氨酸含量的变化。试验结果表明,供水处理间、品种间粗蛋白质含量、赖氨酸含量均存在极显著差异,供水处理与品种的互作效应也存在极显著差异。不同品种在3种供水条件下,子粒粗蛋白质和赖氨酸含量的变化虽有所不同,但除四单19的赖氨酸含量外,各处理粗蛋白质含量、赖氨酸含量均以中度干旱胁迫下最高。     

喷施“玉黄金”对夏玉米抗倒伏性能和产量的影响

以在黄淮海区域广泛种植的郑单958为供试材料,研究喷施“玉黄金”对玉米抗倒伏性能及穗位叶光合能力的影响。研究结果表明,喷施“玉黄金”在75 000株/hm2种植密度下玉米子粒产量平均增加了11.34%,产量的提高得益于“玉黄金”处理后玉米的可收获穗数与千粒重显著增加。此外,“玉黄金”能够降低玉米株高、穗位高与重心高度,并提高玉米基部节间的茎秆质量,玉米的田间倒伏率从10.31%降低至3.36%。“玉黄金”能够通过提高玉米穗位叶的光照环境提高其相对叶绿素含量与净光合速率,进而保证玉米产量的形成。化控处理能够通过提高玉米的抗倒伏性能与穗位叶光合能力提高夏玉米产量。     

Starch Digestibility and Physicochemical and Cooking Properties of Irradiated Rice Grains

This study evaluated the starch digestibility, physicochemical properties and cooking characteristics of polished rice (varieties IRGA417 and IAC202) subjected to the doses of 0 (as the control), 1, 2 and 5 kGy of gamma radiation. The highest dose decreased the apparent amylose content, peak viscosity, water absorption and volume expansion. Irradiation increased the solid loss by 119% and 187% for IAC202 and IRGA417, respectively, when comparing the higher dose with the control. For IAC202, irradiation decreased the rapidly digestible starch and increased the slowly digestible starch (SDS) and resistant starch (RS). IRGA417 showed an elevation of SDS and a reduction in RS. And 1 kGy dose of gamma radiation generated the highest level of RS for both the two varieties and presented the smallest changes in other physicochemical and cooking properties.     

氮、钾肥对甜玉米产量与品质的影响

试验研究了氮、钾肥对甜玉米产量及品质的影响。结果表明,中氮处理的甜玉米鲜穗产量显著高于低氮和高氮处理,而施钾的3个处理鲜穗产量均显著高于无钾处理的鲜穗产量;钾肥过多会抑制甜玉米子粒中可溶性糖、淀粉及蛋白质含量的增加,氮肥中以中氮处理的可溶性糖含量和蛋白质含量为最高。氮、钾互作均不显著。     

包膜尿素对夏玉米产量及碳氮代谢的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究基施包膜尿素(120 kg/hm²和90 kg/hm²纯N,下同)和分施普通尿素(1∶1和1∶2 ∶1的比例,总量均为120 kg/hm²)对夏玉米产量、产量构成、干物质生产及碳氮代谢的影响。结果表明,基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素效果基本一致,在子粒产量、穗粒数、生物产量及氮素累积量等方面均显著优于基施包膜尿素90 kg/hm²和分施(1∶1)普通尿素。前二者的子粒干物质和氮素累积主要来源于灌浆期叶片的光合生产和根系的吸收,表明基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素,均有利于增大并延长叶片的光合生产能力和根系的吸收能力。另外,乳熟至灌浆中期,包膜尿素处理的植株营养器官总糖含量处于较合理的水平。     

辽北地区增密种植对玉米机械粒收质量的影响

2019年在辽宁省铁岭市铁岭县蔡牛镇和2019、2020年在昌图县老城镇开展大田试验,探索辽北地区增加种植密度对玉米机械粒收质量的影响。结果表明,供试品种种植密度由 6.0 万株/hm²增加到 7.5 万和 9.0 万株/hm²,均表现出明显的增产趋势,其中最大增幅达15.11%。随着种植密度的增加,品种的生育期呈缩短、收获期子粒含水率呈下降趋势,其中子粒含水率下降幅度为0.1～2.6个百分点。增加种植密度对收获子粒的破碎率、杂质率和损失率没有显著影响。由此可见,在辽北地区增加玉米种植密度不仅增产,而且能够降低收获期子粒水分、有利于机械粒收。     

孕穗期施氮对小麦蛋白质组分积累和蛋白质体发育的影响

为了揭示氮素对小麦蛋白质品质的调节效应,以扬麦9号为材料,研究了孕穗期施氮对小麦籽粒蛋白质组分积累及胚乳细胞蛋白质体发育的影响.结果表明:(1)随花后天数的增加,小麦籽粒清蛋白含量呈现由高到低的变化,球蛋白含量先下降,后期又升高;而醇溶蛋白和麦谷蛋白含量基本呈现由低到高的变化;(2)孕穗期施氮能显著提高醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,而对清蛋白和球蛋白含量影响较小;(3)小麦胚乳细胞中蛋白质体约在花后12 d出现,花后16 d蛋白质体开始大量合成,其数目迅速增多,体积变大.成熟后期,蛋白质体因胚乳细胞中大小淀粉体的充实被挤成片层结构而填充在淀粉体缝隙中.胚乳边缘细胞中蛋白质体大而多,中部细胞蛋白质体小而少;(4)孕穗期施氮可促进蛋白质体的形成,使其数目增多.     

烯效唑对水稻氮代谢及稻米蛋白质含量的影响

以杂交稻组合汕优63为材料,探讨了烯效唑处理对水稻开花后剑叶和籽粒氮代谢、稻米蛋白质含量及产量的影响。结果表明,烯效唑处理后,籽粒灌浆前、中期剑叶内可溶性蛋白质含量提高,而成熟期其含量与对照基本相同,甚至略低于对照;烯效唑提高了强、弱势粒中谷氨酰胺合成酶活性以及强势粒发育前期的非蛋白氮含量,并促进其向蛋白氮的转化,使成熟期非蛋白氮含量低于对照,而各时期蛋白氮含量均高于对照,成熟期强、弱势粒中蛋白氮含量和单粒蛋白氮绝对积累量均得以提高;烯效唑提高了稻米内蛋白质含量和蛋白质产量,浸种和喷施处理蛋白质含量平均分别比对照高7.2%和8.3%,蛋白质产量平均分别比对照高13.1%和13.4%。     

小麦光合器官对不同穗位和粒位粒重及蛋白质含量的影响

为探明小麦叶片与非叶光合器官对不同穗位和粒位籽粒发育的影响,以济麦22为试验材料,开花期设置剪叶、包穗、包茎等7种处理,分析了不同处理下不同穗位和粒位粒数、粒重和蛋白质含量的差异。结果表明,小麦穗对穗上部和下部弱势粒数影响显著,与叶片共同作用对穗上部强势粒数及穗中部和下部粒数,以及与茎和叶片共同作用对穗上部粒数、穗中部和下部弱势粒数均影响显著;穗对不同穗位强势粒重和穗上部弱势粒重影响显著,旗叶对穗中部和下部强势粒重、穗上部和中部强势粒重及穗下部粒重影响显著;包穗、剪旗叶和剪倒二叶处理显著提高穗上部强势粒及穗中部和下部籽粒蛋白质含量;剪倒三叶和剪倒四叶+剪倒五叶处理显著提高穗下部强势粒蛋白质含量;同一穗位的强势粒蛋白质含量大于弱势粒,不同穗位籽粒的平均蛋白质含量表现为穗下部穗中部穗上部;同一穗位的弱势粒蛋白质含量变异系数大于强势粒,穗上部的籽粒蛋白质含量变异系数大于穗中部和下部。因此,建议小麦育种中应注重穗光合选择,适当增加小穗排数,减少高穗位粒数,可能是提高小麦产量潜力和改善品质的重要途径。     

盐分胁迫对小麦籽粒蛋白质及其组分含量变化动态的影响

为了明确盐分对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响,分析了3种不同盐分含量的土壤上小麦籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化。结果表明,随着土壤盐分浓度的增加,小麦籽粒蛋白质含量提高,表现为S3（土壤盐分含量1．6129g／kg）〉S2（土壤盐分含量1．2656g／kg）〉SI（土壤盐分含量0．674g／kg）;小麦籽粒蛋白质积累量随盐分浓度的提高而下降,S2与S1处理间籽粒蛋白质含量和积累量差异均达显著水平,S3与S2和S1间差异均达极显著水平。盐分胁迫条件下小麦籽粒蛋白质含量呈高一低一高的“V”型变化,与正常生长条件下蛋白质含量的变化动态一致。小麦籽粒蛋白质各组分含量随土壤盐分浓度的增加而增加,各处理间的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量差异均达显著或极显著水平。从各组分占总蛋白的比例来看,清蛋白、球蛋白、谷蛋白的比例随着土壤含盐量的增加而下降,醇溶蛋白的比例则随土壤含盐量的增加而增加,谷／醇比随着土壤含盐量的增加而下降。     

不同灌溉方式对春玉米根系分布、养分累积及产量的影响

通过田间试验,研究不同灌溉方式下东北中部春玉米区土壤结构、根系形态、地上部养分累积及产量构成。结果表明,灌溉后土壤三相比显著变化,土壤固相下降,液相和气相比例显著增加,0～20 cm土壤容重降低6.7%～17.9%;灌溉后0～60 cm根系干重及根长总量略有增幅,且在深层土壤中的比例增加,有利于植株对养分和水分的吸收;与不灌溉（CK）相比,隔沟交替灌溉（T1）、全垄灌溉（T2）下植株氮、磷、钾含量平均提高14.5%、42.6%、16.1%,生物量和产量平均提高19.8%和14.3%。因此,在春玉米关键生育期合理补水可以改善土壤结构,降低土壤容重,促进根系合理分布,增加植株养分吸收,进一步增加产量。