玉米雌雄穗开花间隔影响穗粒数的潜在原因研究

玉米的雌穗与雄穗开花的时间常不一致 ,导致了雌雄穗开花间隔 (ASI)的产生。ASI的延长会导致玉米穗粒数的减少进而影响到产量。对同一品种而言 ,逆境会导致ASI的延长 ,但不同品种的反应并不一致。从植株内部的竞争、植株间的竞争、粒数与ASI的关系。

UV-B增加对玉米花粉抗氧化能力及授粉后籽粒发育的影响

在玉米散粉期,收集花粉进行UV-B辐射增强处理后进行人工授粉研究,结果表明,随着UV-B辐射时间的增加,玉米花粉的SOD、POD和CAT活性都呈明显下降的趋势,而MDA含量则呈相应上升的趋势;玉米每穗粒数与花粉抗氧化酶活性呈正相关、与MDA含量呈负相关关系,并随UV-B辐射时间延长呈下降趋势,且辐射超过2 h后下降达到显著水平;玉米百粒重随UV-B辐射时间的延长明显下降,但辐射花粉1～2 h对其无显著影响;UV-B辐射花粉对籽粒的可溶性糖、淀粉、脂肪及粗蛋白含量等营养成分无显著影响.

花期弱光胁迫对玉米穗粒数的影响

为明确花期弱光对玉米穗粒数的影响规律，采用人工遮光模拟弱光胁迫，设置抽雄始期和吐丝期持续10 d 60%和90%两个不同遮光强度的弱光处理，研究了花期弱光对雌穗小花受精、结实，干物质积累及其向雌穗分配的影响。结果发现，花期弱光胁迫导致玉米地上部总干物质日增重量降低，干物质分配到雌穗的比例减少，雌穗生长变慢，受精结实率降低，影响程度随遮光率的增加而增大。抽雄始期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率均明显提高，吐丝期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率降低和持平。抽雄始期光照不足导致穗粒数较对照下降57%-91%；吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%-81%。无论对于抽雄始期还是吐丝期，遮光处理期间的日平均光合有效辐射强度在穗粒形成中作用最大，其次为处理期间的地上部总干物质日增重。对于吐丝期，处理期间的日平均温度对穗粒数也具有直接的正效应。

不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK),明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明,在干旱和关键生育时期缺水的年份,灌水处理可以提高春玉米穗粒数,其中花期灌水较其他处理提高了1.4%~97.0%(2014年和2015年);而在多雨的2016年,各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长,提高了叶面积指数和生物量,但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响,叶面积指数和生物量都降低,但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应,其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%~32.8%。回归分析结果表明,吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P=0.0034)和穗粒数(P=0.0137),但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此,花期灌水是干旱年份保证春玉米穗粒数的重要措施。

玉米产量相关性状的QTL定位与剖析（英文）

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F_(2∶3)作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9%~18.8%.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4%的表型变异率.

玉米籽粒形成的分子生物学基础

玉米单穗籽粒产量由穗粒数和粒重两因子组成。单个果穗上所着生的籽粒数与雌花序建成和小花分化密切相关,因此,控制花序形态建成和小花发育的基因可能直接或间接地参与穗粒数调控。玉米成熟籽粒主要由源于母本组织的种皮和经双受精产生的胚和胚乳组成,且胚和胚乳占成熟籽粒的绝大部分,直接影响粒重。文中主要从“CLAVATA(CLV)-WUSCHEL(WUS)负反馈调控途径、激素及其信号途径、花器官发育和小花性别决定”等方面总结了花序和小花发育相关基因及其与穗粒数的关系,描述了CLV-WUS途径中各基因在玉米雌花序上特异性表达的分生组织和基因间的调控关系,总结了生长素、赤霉素、细胞分裂素和独脚金内酯等植物激素的相互作用网络,以及已克隆的玉米花器官发育相关基因及其功能。从“线粒体基因转录本的加工和编辑、质体基因的转录和翻译及细胞核RNA转录与加工”3个方面总结了已克隆的影响胚和胚乳发育的相关基因,其中,大部分基因编码线粒体或质体定位的PPR蛋白。值得关注的是,近年来,研究发现了通过调节细胞核内RNA转录和加工而影响玉米籽粒发育的新途径。文章作者在基因水平上对玉米籽粒形成的分子生物学基础进行了简要总结,为进一步深入解析玉米产量形成的分子调控网络提供参考。同时,也就该研究领域今后可能的研究方向进行了讨论。

豫麦18高产的适宜苗、穗、粒数研究

本研究认为,豫麦18在高产栽培中,10月12日前后播种,适宜的基本苗数为12～14万;稳产500kg左右的亩穗数为42～45万,穗粒数为28～30粒;基本苗、越冬头数、起身期头数、成穗数的比例为1:5.7:6.5:3.4比较适宜。