利用低场核磁共振进行活体玉米籽粒水分动态测试与成像

籽粒脱水速率慢是影响中国玉米机械化粒收的重要原因。精确测定玉米籽粒含水率是实现筛选脱水速率快玉米种质材料的重要方法。该研究设置玉米新鲜籽粒脱水(D)、干籽粒吸水(H)和再脱水处理(T),利用低场核磁共振(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)单籽粒无损测试及核磁成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术,分别对郑单958及其亲本郑58和昌7-2籽粒含水率进行测定,采集T2弛豫反演谱和可视化图像,分时段监测3个处理的含水率变化及水分迁移过程。研究结果表明,新鲜籽粒在D的D01~D02阶段含水率下降20.93~21.94个百分点,而在T中同等含水率的籽粒T01~T02阶段含水率下降25.13~27.69个百分点,2个阶段失水速率差异显著。在2次脱水处理中,昌7-2籽粒在D01~D03和T01~T03阶段的脱水速率均大于郑58和郑单958,而在D03~D06和T03~T06阶段,昌7-2籽粒的脱水速率均显著低于郑58和郑单958,显示不同种质材料籽粒在D与T处理中表现相似趋势。成像结果显示,籽粒脱水过程先从胚乳开始,而在籽粒吸水过程中,种脐部位水分增加速度快,说明种脐是籽粒吸水过程的主要通道。该研究结果表明,LF-NMR可以反映不同处理方式及种质材料间的水分变化,有助于解析玉米籽粒水分动态变化规律,可为籽粒水分的相关研究及宜机收种质改良和新种质材料创制提供重要手段。

玉米杂交当代籽粒含水率遗传效应研究

为研究不同父本自交系对杂交当代籽粒含水率的影响,以籽粒脱水速率较慢的5个杂交种和5个自交系为母本,以脱水性能较好的5个早熟自交系为父本,10个母本分别人工授粉进行自交及与父本杂交,并对授粉后52天(DAP,d)的杂交当代籽粒及所有亲本材料的自交籽粒含水率进行了测试分析。结果表明:在早熟自交系授粉后,母本杂交授粉当代的籽粒含水率均值下降3.04个百分点,单粒干重比自交增加5.63%,母本自交系籽粒含水率均值下降2.85个百分点,单粒干重增加7.18%,当代杂交籽粒的含水率与父本呈正相关,表明玉米籽粒脱水性能具有父本效应,早熟父本可降低杂交当代籽粒的含水率。本研究可为玉米种质脱水性能的改良和选育快速脱水适宜机收的玉米品种提供参考。