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。     

喷锌时期对不同夏玉米品种籽粒产量及锌含量的影响

研究不同喷锌(ZnSO₄·7H₂O)时期[不喷锌(Zn0)、苗期和拔节期1∶1喷锌(Zn1)、拔节期和大口期1∶1喷锌(Zn2)、大口期喷锌(Zn3),喷施量均为4.5 kg/hm²]对黄淮海生产区10个夏玉米主栽品种[登海605(V1)、迪卡653(V2)、先玉335(V3)、秋乐618(V4)、伟科702(V5)、隆平638(V6)、裕丰303(V7)、德单5号(V8)、郑单958(V9)和谷神玉66(V10)]干物质积累量、籽粒产量及其构成因素、锌含量及积累量、锌生物有效性的影响,以期为夏玉米生物锌强化及高产高效栽培提供理论依据。结果表明,与不喷锌处理相比,喷锌处理可增加夏玉米干物质积累量和籽粒锌含量,总体上显著减少果穗秃尖长,提高千粒质量、籽粒产量和锌积累量及生物有效性。夏玉米植株干物质积累量以Zn2V4处理最高,为19.74 t/hm²,Zn0V4、Zn3V4和Zn1V7处理次之;秃尖长以Zn3V8处理最短,Zn3V5、Zn3V9和Zn2V8处理次之;穗粒数以Zn1V5处理最多,Zn0V5...     

不同氮效率玉米品种响应氮肥减施的差异表达基因分析

为了研究不同氮效率玉米品种伟科518（氮高效品种,WK518）、农大108（氮低效品种,ND108）在氮减施条件下的差异表达基因（Differently expressed genes,DEG）及其功能,在不同氮条件下[正常氮（225 kg/hm2,HN）、低氮（0 kg/hm2,LN）],对灌浆中期WK518和ND108穗位叶进行高通量转录组测序,筛选DEG,进行GO和KEGG富集分析,并对差异表达的转录因子进行分析。结果表明,低氮条件下,在WK518与ND108对比组中共检测到2 065个上调表达基因、2 319个下调表达基因。正常氮条件下,在WK518与ND108对比组中共检测到2 368个上调表达基因、3 780个下调表达基因。WK518在不同氮条件下共检测到1 009个上调表达基因、2 268个下调表达基因。ND108在不同氮条件下共检测到364个上调表达基因、510个下调表达基因。低氮条件下,WK518与ND108中的DEG主要富集于尿卟啉-ⅢC-甲基转移酶活性、甘露糖-6-磷酸异构酶活性、氧化-还原过程、线粒体组织、核染色质等GO条目,氨基糖及核苷酸糖新陈代谢,苯丙氨酸新...     

氮肥减施对夏玉米花后生理特性的影响

以黄淮海地区主栽玉米品种郑单958(ZD958)、先玉335(XY335)、郑单309(ZD309)、奥玉3111(AY3111)、浚单20(XD20)和迪卡653(DK653)等6个杂交种为试材,设0、120(较正常施氮量减少1/2)、160(减氮1/3)、200(减氮1/6)和240 kg/hm2(正常施氮量)共5个施氮水平,在大田条件下研究氮肥减施对夏玉米产量、花后氮素转运、叶片叶绿素荧光和硝酸还原酶NR、谷氨酰胺合成酶GS活性的影响。结果表明,施氮后玉米产量平均提高20.2%,与正常氮处理相比,减氮1/3和1/6的产量、子粒氮浓度、收获指数和氮收获指数(NHI)无显著变化,ZD309和XY335产量和NHI高于其他品种。随施氮量增加,ZD958、XY335和ZD309叶转运量显著增加,茎转运效率无显著变化。减氮1/3和1/6处理穗位叶SPAD值无变化,叶绿素最大荧光Fm、综合性能指数PI、NR活性明显增加,各基因型分别以AY3111叶片SPAD、PI为最高,ZD958、XY335和ZD309的NR和GS活性高于其他品种。     

氮肥减施对玉米机收品种产量和生物量分配的影响

氮肥的过量施用会造成资源浪费和环境污染,不利于农业生产发展。为探索黄淮海地区夏玉米生产上氮肥的投入量,以该地区20个玉米机收品种为研究对象,通过在两个试验点设置0 kg N·hm-2(不施氮,N0)、120 kg N·hm-2(较正常施氮量减少1/2,N1)、160 kg N·hm-2(减氮1/3,N2)、200 kg N·hm-2(减氮1/6,N3)和240 kg N·hm-2(正常施氮量,N4)共5个施氮处理,研究了各品种在不同施氮水平下产量和生物量分配的差异以及产量和生物量之间的关系。结果表明,与N4相比,N3和N2下产量未有显著下降,品种WY178和WK518表现为高产。河南郸城点,N2、N3和N4处理间的产量差异不明显,平均较N0产量提高18.0%,WY178在N0、N2和N4处理下均表现为高产。陕西户县点,N3和N4处理间产量差异不明显,平均较N0增加13.3%,品种DH528和WK518在N0、N2和N4处理下均表现为高产。随施氮量增加,河南郸城点玉米地上部总生物量呈先增后降趋势,在N2下达最高,为19.12 t·hm-2;而陕西户县点的生物量无显著变化,平均为19.64 t·hm-2。各机收品种的总生物量在河南郸城点以WY178和WK518最高,二者无显著差异,陕西户县点以WK518最高,为22.18 t·hm-2;各机收品种间的生物量差异主要来源于籽粒和茎等器官,相对于其他品种,WK518籽粒和XD724茎重较高,平均分别为10.61和5.48 t·hm-2。施氮量与产量、总生物量呈显著正相关,总生物量和产量间的回归方程达显著水平。因此,黄淮海地区使用WK518和WY178等高产品种,采取减施氮肥1/6~1/3（施氮量在160~200 kg N·hm-2）等措施能够保证玉米达到高产高效的目的。     

夏玉米不同密植群体抗倒性及机收指标探讨

为明确不同玉米群体的抗倒伏性能以及适宜机械化收获的性能指标。通过设置不同的密度处理,研究了不同密植群体条件下的玉米产量、农艺性状、抗倒伏性能以及机收指标。结果表明,供试玉米品种在90 000株/hm2密度下产量最高,达到10 124.7 kg/hm2;随着密度增加玉米抗折力、压碎强度和穿刺强度均呈下降趋势,105 000株/hm2处理与75 000株/hm2处理相比,基部第3节间和穗下第1节间抗折力分别降低了22.6%和17.0%,抗倒伏能力下降;随着密度增加机收各项指标呈上升趋势,105 000株/hm2处理与7 500株/hm2处理相比,籽粒损失率从3.29%上升到了9.79%,上升地率达到66.4%;玉米群体抗倒力学特性与机收指标间存在极显著相关关系,茎秆穿刺强度可以作为适宜机收的判定指标之一。适宜机收的玉米品种德美亚1号在黄淮海地区适宜密度为90 000株/hm2,产量较高,倒伏发生率较低,结合机收指标综合分析,该处理模式最为理想。     

减施氮肥对不同密度夏玉米产量和干物质积累特性的影响

以夏玉米品种郑单1002为材料,采用两因素随机区组设计,设4个施肥(N1,复合肥225 kg/hm2;N2,复合肥180 kghm2;N3,控释肥180 kg/hm2;N4,复合肥180 kg/hm2,有机肥1 500 kg/hm2)和两个密度(D1,6万株/hm2;D2,7.5万株/hm2)处理,研究减施氮肥对不同高密植夏玉米产量和干物质积累等方面的影响。结果表明,D2处理显著提高夏玉米产量24.74%,两个密植条件下N3和N4处理均未造成显著减产。D2处理显著提高吐丝期和成熟期及花后干物质积累量,降低花后干物质积累量对子粒的贡献率,减氮处理对干物质积累特征均无显著影响。N2、N3和N4处理显著提高两个密植夏玉米氮肥偏生产力16.00%～22.90%,仅D2N4处理显著提高氮肥农学利用效率16.32%。夏玉米在75 000株/hm2高密植水平,施氮180 kg/hm2(减氮20%)配施有机肥可达到高产高效的生产目标。     

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。     

不同播种方式下夏玉米机械化精量施肥技术研究

为明确夏玉米种植区不同种植方式下玉米机械化种、肥同播关键技术指标,以郑单958为供试品种,设不同玉米播种方式(铁茬直播和旋耕灭茬)、不同播种深度(播深5 cm、10 cm)和不同测深施肥种、肥距离(测深施肥种、肥距离15 cm、20 cm)等处理方式,研究了不同处理方式对玉米生长发育、干物质积累和产量等的影响。结果表明,铁茬直播+种子播深10 cm+种、肥距离20 cm模式下玉米产量最高,达到10 987.6 kg/hm2,较铁茬直播+播深5 cm+种、肥距离15 cm处理模式产量增加14.9%(P0.05)。该模式下单株干物质积累量达到319.12 g,叶面积指数整个生育期均保持相对较高水平。苗期土壤含水量旋耕灭茬处理高于铁茬直播处理,灌浆中期种、肥距离20 cm处理土壤含水量高于种、肥距离15 cm处理。铁茬直播+种子播深10 cm+种、肥距离20 cm为最佳的机械化精量施肥技术模式。     

转录组解析外源ABA对玉米脱水速率的影响

为了探明迪卡517、郑单1002喷施外源ABA后脱水速率变化的分子机制,发掘影响脱水速率的关键差异表达基因及代谢通路,利用Illumina HiSeq~(TM)2500测序仪分别对喷施ABA前后迪卡517(脱水速率较快)和郑单1002(脱水速率较慢)的穗位叶进行高通量转录组测序。原始序列经过质量控制、基因组比对、测序饱和度、基因覆盖度及冗余序列分析后进行基因功能注释。结果显示,迪卡517外源ABA处理与正常生长条件对比组检测到1 732个差异表达基因,其中1 251个为上调表达基因,481个为下调表达基因;郑单1002外源ABA处理与正常生长条件对比组检测到52个差异表达基因,其中24个为上调表达基因;迪卡517外源ABA处理与郑单1002外源ABA处理对比组检测到3 867个差异表达基因,其中1 946个为上调表达基因。不同对比组中筛选到差异表达基因GO分类情况、COG基因产物分类、KEGG代谢通路分析不同。转录因子分析共获得多个重要的转录因子家族,主要有AGC蛋白激酶家族、AP2/ERF转录因子家族、ARID转录因子、AUX/IAA转录因子家族、Alfin-like转录因子、Aur转录因子家族、B3转录因子家族、BBR-BPC转录因子家族、BES1转录因子、BUB转录因子、C2C2-CO-like转录因子等。Zm00001d035000、Zm00001d042063、Zm00001d045314等共同差异表达基因均在迪卡517和郑单1002中表达。对所有检测到的差异表达基因GO分类分析获得73个差异表达基因与水分代谢相关,推测这些基因作为外源ABA调控的下游基因起作用。