玉米种质资源的耐深播性评价及耐深播指标筛选

筛选耐深播指标,鉴定耐深播种质资源,培育耐深播优良品种并适时深播是保障旱作区玉米种子正常萌发出苗的有效措施。本研究以0(培养皿暗培养)、3、15、20 cm播深处理下萌发10 d的13份玉米自交系为试材,分析其出苗率(RAT)、中胚轴长(MES)、胚芽鞘长(COL)、中胚轴与胚芽鞘之和(MES+COL)、苗长(SDL)、根长(RL)、中胚轴/胚芽鞘的种子顶土力(F[MES/COL])和种子顶土势能(PE[MES/COL]),以探讨玉米F[MES/COL]和PE[MES/COL]与其耐深播表型性状间的关系,确定耐深播指标并对相应种质进行耐深播性鉴定。结果表明,13份玉米自交系的RAT、MES、COL、MES+COL、SDL、RL在基因型间、播深间、基因型×播深互作间差异显著,而F[MES/COL]和PE[MES/COL]只在基因型间差异显著;随播深增加,13份玉米自交系的RAT和SDL均明显降低,MES、COL、MES+COL均明显升高,F[MES/COL]和PE[MES/COL]间变化不显著;Pearson相关分析表明,3种播深处理下13份玉米自交系的6个耐深播表型与培养皿暗培养处理下相应玉米的F[MES/COL]和PE[MES/COL]间显著正/负相关;不同处理下采用系统聚类分析对13份玉米自交系的耐深播性聚类评价结果高度一致,并筛选出W64A和N192等耐深播种质材料。与耐深播表型相比,由于F[MES/COL]和PE[MES/COL]是玉米自身固有的遗传特性,不受环境效应的影响,其可作为玉米种质高效的耐深播评价指标。

玉米种子对深播胁迫的生理响应机制及分子遗传机理研究进展

为合理科学地利用玉米(Zea mays)耐深播这一抗逆优异特性,培育耐深播抗逆高产优良新品种是提高玉米生产中抗旱节水能力、增强抗倒伏特性及苗期避冷的有效途径之一。因此,本研究对玉米种子耐深播能力形成的主要调控因素及耐深播相关性状的分子遗传机理进行了归纳与总结。玉米种子的耐深播能力主要是由中胚轴和胚芽鞘共同伸长决定的,且中胚轴的影响更为突出。深播下玉米中胚轴和胚芽鞘中积累的生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、油菜素甾醇(BR)及独脚金内酯(SL)等内源激素调控了其细胞的伸长与扩大或细胞数目的增减。木质素的生物合成及降解代谢能够改变玉米中胚轴和胚芽鞘细胞壁的松弛度,进而抑制或促进中胚轴和胚芽鞘的生长。目前已在玉米中胚轴长、胚芽鞘长、出苗率及苗长等耐深播相关性状间检测到了多个QTLs(Quantitative trait loci)位点或连锁的SNP、SSR、InDel标记,其在玉米的10条染色体上均有分布,并检测到了11个玉米耐深播相关候选基因。这些研究为今后进一步解析玉米耐深播特性的分子遗传机理、挖掘耐深播优良基因/QTLs位点、改良创制优异种质资源并进行耐深播抗旱育种提供指导。