夏玉米籽粒发育动态研究

以郑单958为试材,采用大田种植及室内测定相结合的方法,研究了夏玉米籽粒以及穗轴发育的形态特征和生理特性。结果表明,从果穗不同部位的籽粒长度、重量、干物质累积速度和体积方面看,中部籽粒的发育状况明显优于顶部籽粒。果穗不同部位籽粒和穗轴中可溶性糖分、淀粉、蛋白质含量变化趋势虽然不同,但12DAA是分水岭,三项指标均在12DAA后出现变化。本研究对认识夏玉米籽粒发育规律和指导夏玉米高产优质栽培具有重要意义。     

夏玉米籽粒发育动态研究

以郑单958为试材,采用大田种植及室内测定相结合的方法,研究了夏玉米籽粒以及穗轴发育的形态特征和生理特性.结果表明,从果穗不同部位的籽粒长度、重量、干物质累积速度和体积方面看,中部籽粒的发育状况明显优于顶部籽粒.果穗不同部位籽粒和穗轴中可溶性糖分、淀粉、蛋白质含量变化趋势虽然不同,但12DAA是分水岭,三项指标均在12DAA后出现变化.本研究对认识夏玉米籽粒发育规律和指导夏玉米高产优质栽培具有重要意义.     

玉米籽粒的败育

玉米籽粒的败育山东省泰安市农科所（２７１０００）陈举林玉米的雌小花在完成正常的授粉、受精过程后，经过生长发育及同化产物的转移，最终形成有效籽粒。但在雌穗的顶部，常有部分分化完全的小花，在完成受精后的发育过程中停止发育，最后形成没有收获价值的败育粒。败...     

多胺与玉米籽粒败育关系研究

以典型的顶端败育类型玉米杂交种为材料,在籽粒发育的早期,对果穗中部正常籽粒与上部败育籽粒内源精胺(Spm )、亚精胺(Spd)和腐胺((Put)的含量进行了比较研究。结果表明,败育籽粒在授粉后8~12天阶段三种多胺(PAs)含量明显低于正常籽粒。研究认为,果穗顶部籽粒较低的多胺含量与其籽粒败育密切相关。讨论了多胺、乙烯代谢的     

玉米雌穗分化与籽粒发育及败育的关系

以郑单958 (ZD958)和登海661 (DH661)为试材,比较研究了4.5、7.5、10.5万株hm^-2三个种植密度下,雌穗分化与籽粒发育及败育的关系。结果表明,密度对玉米雌穗原基开始分化的时间无影响(不同密度下,穗原基均在播后28~29 d左右开始分化),对吐丝期分化的小花总数影响很小。但是高密度推迟了雌穗的分化进程,增加了败育花和未受精花的数目,导致正常成熟小花数目的降低。与低密度相比,高密度下DH661正常小花数减少了100.0个,ZD958减少了76.4个。高密度加大了雌雄穗吐丝开花间隔,降低了吐丝植株的比例(DH661吐丝植株占93.64%;ZD958的占81.80%),推迟了吐丝时间,使单株吐丝量减少,散粉持续时间缩短,导致败育增加。正常受精的小花在灌浆期也会发生籽粒败育,尤其是在花后10 d左右败育严重。相关分析表明,玉米最终的穗粒数与开花期以及花后10 d、20 d的冠层底部透光率相关性显著,花败育率与开花前冠层底部透光率显著负相关。     

离体条件下玉米籽粒发育动态研究

采用玉米籽粒离体培养的方法研究了不同培养方式对玉米籽粒发育的影响,并对籽粒体积、粒重、可溶性糖、淀粉、蛋白质含量以及呼吸的变化动态进行了测定。结果表明,采用籽粒∶穗轴为3∶10的培养方式较好。离体籽粒的发育与大田玉米相同,该技术可以广泛应用于玉米生理研究。     

玉米籽粒早期发育相关蛋白的差异表达特性

玉米籽粒发育早期,代谢活动旺盛,细胞分裂与增大活跃,为后续贮藏物质的合成形成充足库容。为阐明籽粒早期发育的蛋白合成、积累与调控过程,本研究以夏玉米品种登海661为试验材料,在开花期人工饱和授粉后第3、第5、第10天取果穗中部籽粒,利用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术分析其蛋白差异表达特性。玉米籽粒早期发育阶段总计鉴定及定量2639种蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程和分子过程是最主要的2个生物过程;催化活性和绑定功能是最主要的2个分子功能,这些生物过程与分子功能对籽粒早期发育具有重要作用。定量分析结果表明137种蛋白在籽粒发育早期显著差异表达,其功能涉及蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂、碳水化合物与能量代谢、转运、次生物质代谢、淀粉合成、转录、油脂代谢、信号转导、氨基酸代谢等。其中,表达差异较大的是与蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂以及碳水化合物与能量代谢相关的蛋白。表达模式聚类结果显示这些不同功能类别的蛋白协同表达,共同调控玉米籽粒的早期发育。     

热胁迫对玉米籽粒生长和发育的影响

玉米授粉后的10—12天是玉米籽粒发育的一个关键时期。这个时期决定着籽粒以后的生长和发育。决定着胚乳积累干物质的能力,并且影响着形成胚乳细胞和淀粉粒的数目,在玉米的生殖生长期间,外界温度经常比它所需要的最适温度高,在最适温度(25℃)以上,每增加1℃将导致籽粒产量降低3%—4%,因此研究高温胁迫对玉米籽粒发育的破坏和限制机制非常重要。 我们实验室的研究表明:在玉米胚乳细胞分裂和淀粉体生物合成期间,高温胁迫使胚乳细胞的分裂速率和持续时间降低。因此,导致细胞的数目和淀粉体的     

基于控制授粉技术的玉米籽粒生育特性与建成机制研究

为了探明玉米果穗不同部位籽粒生育特性及其相互之间的关系,通过中下部不授粉、整行不授粉和中上部先授粉等3种控制授粉方式,研究了3个玉米品种受精子房生育特性及其与结实率之间的关系。结果表明,控制授粉后,玉米顶部籽粒的干重和体积提高,生长发育正常,但穗粒数与穗粒重下降。底部和中部花丝不授粉的顶部籽粒,其干重与统一完全授粉和自然授粉处理的中、底部籽粒差异不大,但同穗籽粒以顶部籽粒的干重、体积为小。整行不授粉和中上部先授粉处理提高了授粉花丝的结实率,整行不授粉处理的结实率与籽粒干重、体积呈极显著正相关,中上部先授粉处理的结实率与籽粒干重、体积则呈显著负相关关系。说明玉米果穗顶部籽粒是可以正常发育的,其粒重也是可以调节的,不足的物质供应可能是顶部籽粒不能正常发育和粒重低的根本原因,增源扩库是提高穗粒重的有效措施。     

玉米籽粒发育与同化物卸载关系的研究

对玉米果穗上部和中部籽粒发育前期的生理生化指标进行了比较研究,并采用"种子杯"技术研究了籽粒小穗柄卸载情况。结果显示,中部籽粒的发育情况明显优于上部;与上部籽粒相比,中部籽粒早期可溶性糖浓度高、后期淀粉累积快;中部籽粒和小穗柄中酸性蔗糖转化酶(SAI)活性均高于上部。对比不同时期小穗柄端的可溶性糖卸载量也是中部高于上部。研究认为,上部籽粒的发育不良不仅受制于库活性的不足,小穗柄端同化物卸载的不足也是一重要原因。     

施氮对夏玉米顶部籽粒早期发育及产量的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同施氮水平下顶部籽粒的早期发育状况及产量进行了研究。结果表明,施氮明显促进关键酶活性的增强,促进顶部籽粒的早期发育。当施氮量为180 kg/hm²时,顶部籽粒的酸性蔗糖转化酶（AI）、中性蔗糖转化酶（NI）、蔗糖合成酶（SS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGase）、淀粉     

弱光胁迫对不同基因型玉米籽粒发育和碳氮代谢的影响

以不耐阴型玉米豫玉22和耐阴型玉米郑单958为试验材料,设置自然光照和弱光胁迫2个处理,研究弱光胁迫对不同基因型玉米籽粒建成和碳氮代谢的影响,探求弱光胁迫下碳氮代谢与籽粒建成的关系。结果表明,弱光胁迫下,玉米籽粒生长发育减缓,败育数增加,体积和干重降低;果穗顶部籽粒可溶性糖、蔗糖含量和全氮含量升高, 淀粉含量和碳氮比降低;豫玉22胚乳细胞中淀粉粒密度降低,郑单958与对照相近。弱光胁迫下,不耐阴型玉米豫玉22果穗籽粒的生长发育减缓程度大于耐阴型玉米郑单958,同一基因型果穗顶部籽粒生长发育减缓程度大于中部籽粒,耐阴型玉米郑单958在恢复自然光照后籽粒体积、干重、籽粒碳氮含量和碳氮比与对照之间的差异均小于豫玉22,表现出更强的补偿效应。淀粉合成能力和碳氮比的下降可能是弱光胁迫条件下籽粒发育不良以致最终造成败育的主要原因。     

施氮对不同基因型玉米籽粒发育和氮效率的影响

为解决生产中氮肥过度施用造成的资源浪费和环境污染问题,选择适宜的玉米氮高效品种至关重要。在不同施氮水平下,对不同基因型玉米籽粒发育及氮效率的差异进行了比较,采用田间试验,对屯玉99(TY)、潞玉19(LY)、先玉335(XY)3个玉米品种在4个施氮水平N0、N1、N2、N3(0,80,160,240 kg/hm2)条件下的籽粒发育和氮效率进行对比分析。结果表明,各品种玉米的籽粒干质量与氮含量差异在N3水平下最大,依次表现为N3N2N0N1;随着施氮量的增加,双高效型先玉335和高氮高效型屯玉99籽粒发育速率加快,籽粒干质量和籽粒氮含量在各生长时期都有明显增加,增施氮肥可以有效提高其氮肥利用率,促进氮在玉米植物体内的转移;低氮高效型潞玉19在低氮(N0、N1)水平下保持较高的产量,但随施氮量的增加,其籽粒干质量和氮含量无明显变化,产量甚至有所降低,导致氮利用效率降低。双高效型先玉335在低氮和高氮条件下都有较好的产量,是适合广泛种植的玉米品种;低氮高效型潞玉19适合在贫瘠土壤和施氮条件不良的条件下种植。     

玉米籽粒性状配合力及其遗传的研究

按完全双列杂交设计，对6个玉米自交系组配的28个组合的粒长、粒宽、粒宽、籽粒体积、比重和粒重6个性状进行通经分析和配合力分析。结果表明，粒重主要取决于籽粒体积．而将粒的长、宽、厚通过体积对粒重发生作用．粒长、粒厚、体积和拉重4个性状主要受基因加性效应的控制。因此，通过基本选择，改良籽粒体积，可以提高玉米产量。籽粒性状较好的自交系是水口黄、云248和云145；组合是水口黄×云248和水口黄×云145。     

玉米穗行数全基因组关联分析

穗行数是玉米产量的重要组成性状,其遗传解析对高产育种具有指导意义。本文以203份主要玉米自交系为材料,2007年在新疆乌鲁木齐、吉林公主岭和海南三亚进行穗行数测定;采用分布于玉米基因组的41 101个单核苷酸多态性(SNP)标记对穗行数进行关联分析。共鉴定出9个与穗行数显著关联(P0.0001)的SNP,分别位于染色体框1.02、1.10、7.03、8.02、9.06和10.03。8个SNP位于已定位的数量性状座位(QTL)区间内。在显著SNP位点LD区域内发掘出4个候选基因,分别编码含F-box结构域的生长素受体蛋白、玉米kn1蛋白、AP2结构域蛋白和富亮氨酸重复的跨膜蛋白激酶。采用全基因组关联分析策略发掘穗行数基因位点及候选基因,将为克隆控制玉米产量性状基因奠定基础。