不同土壤对不同基因型玉米产量的影响研究

玉米是世界上最主要的粮食作物之一,对全球粮食安全至关重要。基于此,阐述了不同基因型玉米种子类型,包括早熟品种、中熟品种以及晚熟品种,讨论了不同土壤对玉米产生的影响,包括土壤pH值、土壤质地以及土壤养分等,最终认为土壤pH值在6.0~7.5可促进玉米生长,壤土质地有助于玉米生长,需要综合施用氮、磷和钾肥才能提高玉米产量。

不同基因型玉米硫素吸收利用效率的研究 Ⅱ.硫素吸收利用的基因型差异

在两个硫素供应水平下 ,研究 34个玉米不同基因型的硫素吸收利用情况 ,通过相关分析和聚类分析 ,对玉米硫素利用类型进行鉴定。研究结果表明 ,不同基因型玉米的籽粒产量、硫素吸收和利用效率指标都存在很大差异 ,根据这些指标 ,通过聚类分析将参试基因型划分为 4类。自交系和甜玉米的有关指标均低 ,与普通玉米杂交种有很大区别 ,作为一种类型 ,杂交种又可以分为三种 :高效型 ,低效型和中间型。施用硫肥 ,促进了硫素的吸收 ,但是降低了硫素利用效率。通径分析还证实 ,与硫素利用效率相比 ,玉米生长发育早期 ,硫素吸收总量和植株生长量的相关系数和通径系数均较大 ,对生长起决定作用 ;生长后期 ,硫素利用效率对籽粒产量的影响有所增加 。

不同基因型玉米适应低钾胁迫的根系响应机理

钾是植物生长所必需的主要营养元素,目前土壤钾素供应不足已成为部分地区限制作物产量提高的因子之一,充分利用作物高效吸收土壤难溶性钾的能力,对提高土壤钾素和钾肥利用率有重要作用。本研究以玉米钾营养高效基因型‘豫玉23’和钾营养低效基因型‘兴农998’为供试作物,采用营养液培养方法,研究低钾胁迫对2玉米品种生长发育、根系形态、生理特性和解剖结构的影响。结果表明:与正常供钾相比,低钾处理的2玉米品种总叶面积、根干重、地上部干重、总干重、根冠比、植株钾累积吸收量均降低;根长增大,根表面积、根直径、根体积下降;吸K+能力和K+亲合力增大,根系解剖结构导管数目、木质化程度、中柱所占比例、中皮层细胞空腔直径均降低。不同基因型间存在显著差异。缺钾时,钾营养高效的‘豫玉23’生物量和钾含量均大于钾营养低效的‘兴农998’,主要在于前者具有较大的根长、根表面积和根体积,较活跃的根系活力、较强的吸K+能力,较好的根系结构,有利于低钾环境中有效地吸收钾。

不同糯质基因型玉米颖果发育的比较

通过对糯质玉米苏玉糯 1号和非糯质玉米掖单 1 3颖果的发育规律和贮藏物质积累动态的对比研究 ,得出如下结果 :1前期苏玉糯 1号颖果的生长比掖单 1 3快 ,但后期较慢 ;2苏玉糯 1号颖果中淀粉几乎全为支链淀粉 ,遇碘呈棕红色反应 ,而掖单 1 3颖果中支链淀粉约为直链淀粉的 3倍 ,遇碘呈蓝黑色反应 ,且淀粉的积累动态呈“S”曲线变化规律 ;3苏玉糯 1号和掖单 1 3颖果中蛋白质的积累动态都呈“S”曲线 ,且前者最终籽粒的蛋白质含量比后者高 5 %左右 ;4苏玉糯 1号最终籽粒的脂类含量比掖单 1

化控剂对不同耐密基因型玉米品种农艺性状的影响

以良玉99、新丹336、宏硕899三种耐密基因型玉米为材料,喷施“玉黄金、铁杆大棒、金玉四宝、矮壮素”4种不同类型化控剂,研究不同化控剂对耐密基因型玉米农艺性状的影响。试验结果表明:喷施化控剂可以使玉米植株高度降低1.88%~6.51%、穗位高度降低1.63%~8.97%;且在丹东地区种植良玉99配合施用铁杆大棒产量增加1012.95kg·hm^-2,增幅8.90%;宏硕899配合喷施矮壮素产量增加1539.00kg·hm^-2,增幅14.81%;新丹336配合喷施玉黄金产量增加1220.40kg·hm^-2,增幅11.55%。

不同基因型玉米对砷胁迫的响应

利用室内砂培试验,研究砷胁迫对33个不同基因型玉米生长发育的影响,探讨不同基因型玉米的耐砷性,以期降低砷通过食物链对人体健康的危害,为育种和环境治理提供依据。结果表明,不同基因型玉米品种、不同性状指标对砷胁迫反应程度不同。砷从地下部向地上部的迁移情况因品种不同而异。全株砷富集量(RETP)与地下部砷富集系数(ECPU)、生物富集系数(BF)、地下部浓度(COPU)、地下部砷富集量(EOPU)呈极显著正相关,与转运系数(TF)呈极显著负相关。以全株相对干物重(RTDW)和全株砷富集量(RETP)为筛选指标,得出DH3622、SY511、XQ74-2、ND5、LY18是相对耐砷、砷富集量相对较高的玉米品种;DH11、JZN218、QL1等15个是砷富集量相对较低、耐砷性相对较差的玉米品种。

钾对不同基因型玉米生长、体内钾循环和分配的影响

钾素循环和再利用对维持植物生长和提高钾利用效率非常重要。本文以杂交玉米豫玉23和兴农998为供试作物,采用供应高钾(1.85 mmol/L)和低钾(0.1 mmol/L)营养液的石英砂培养方法,研究不同基因型玉米各器官干重和钾积累及分配、体内钾在木质部和韧皮部中的循环、流动及钾效率等。结果表明,低钾处理10 d后,与高钾处理相比,低钾降低两玉米品种各器官干重净增量、钾浓度、钾积累量、钾吸收效率和木质部中钾的运输量,增加钾利用效率和源叶中韧皮部输出的钾,提高钾通过韧皮部的再循环量及占木质部运输总量的比例。低钾处理的豫玉23和兴农998上部叶均为钾库,钾积累量的38.5%和70.3%是由各自中、下部叶韧皮部输出的钾供给,但体内光合产物和钾向上部叶的运输是不完全同步的过程。两品种比较,低钾处理下的豫玉23较兴农998干重净增量提高,在于前者具有较大根量、较高钾吸收速率和较多钾素吸收量,木质部中有更多的钾通过叶片韧皮部输出进行循环运输进入上部叶;但豫玉23对介质中钾的吸收大于体内钾的再利用。钾营养高效基因型玉米应该具有较强的吸收和利用体内钾的能力。

不同基因型玉米品种对Pb的富集特征

为了研究不同基因型玉米品种对Pb的富集特征,选用2个Pb低富集玉米品种（曲辰11号、曲辰3号）和2个Pb高富集玉米品种（靖丰8号、旭玉1446）,开展Pb胁迫（2 000 mg·kg-1）下的大田试验,研究了玉米植株生物量的变化、各部位Pb含量、Pb总吸收量、富集与转运规律、土壤p H值及有效态Pb含量。结果表明：（1）与对照相比,Pb胁迫导致4个玉米品种根、茎、叶和籽粒生物量不同程度的下降,总生物量下降9.65%～20.46%,但低富集玉米品种生物量的下降程度小于高富集玉米品种;（2）玉米各部位的Pb含量分配规律为根〉叶〉茎〉籽粒,分别为95.39～121.02、25.56～43.21、14.06～25.41、2.52～5.38 mg·kg-1;低富集玉米品种根的Pb含量高于高富集玉米品种,而茎、叶和籽粒的Pb含量低于高富集玉米品种;玉米植株对Pb的总吸收量为4.46～7.94 mg·株-1,低富集玉米品种植株的Pb总吸收量显著低于高富集玉米品种;（3）不同基因型玉米品种对Pb的富集系数和转运系数均小于1,表现为低富集玉米品种低于高富集玉米品种;（4）不同基因型玉米品种土壤p H值为6.60～6.82,且低富集玉米品种显著高于高富集玉米品种,土壤有效态Pb含量范围为969.86～1 116.15 mg·kg-1。

氮肥减施下不同基因型玉米氮效率差异及生理特性研究

采用裂区设计,主区为正常施氮量(225 kg/hm^(2),N3)、减氮20%(180 kg/hm^(2),N2)、减氮30%(157.5 kg/hm^(2),N1)、不施氮(N0)4个施氮水平,副区为5个玉米主栽品种(泽玉8911、伟科518、郑单958、农大108和先玉508),研究氮肥减施下不同基因型玉米产量、氮效率、荧光参数、氮代谢关键酶活性的变化,为提高黄淮海地区玉米氮效率、实现玉米高产高效提供科学依据。结果表明,N3处理玉米籽粒产量平均为12.12 t/hm^(2),随着施氮量减少,籽粒产量显著下降,N0处理籽粒产量仅为9.20 t/hm^(2);不同基因型玉米籽粒产量表现为郑单958和伟科518较高,显著高于先玉508和农大108,泽玉8911与其他基因型之间差异不显著。氮肥减施显著提高了夏玉米的氮吸收效率、氮利用效率和氮效率,除氮吸收效率中泽玉8911低于农大108外,各基因型间的氮吸收效率、氮利用效率和氮效率总体表现为伟科518、郑单958、泽玉8911>农大108、先玉508。氮肥减施后,玉米穗位叶SPAD值降低,不同基因型玉米SPAD值总体表现为伟科518、郑单958、泽玉8911>农大108、先玉508。穗位叶初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ综合性能指数(PI)总体上均随施氮量的减少而下降,以农大108最高。吐丝后穗位叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性总体均呈先增加再降低的趋势,以吐丝后20 d最高,不同施肥处理间均表现为N2>N3>N1>N0,不同基因型间表现为伟科518、郑单958、泽玉8911>农大108、先玉508。总之,氮肥减施条件下,与农大108和先玉508相比,郑单958、伟科518和泽玉8911穗位叶有较高的叶绿素含量和氮素代谢相关酶活性、较好的荧光特性,保证了植株物质积累和氮素同化能力,维持氮代谢过程中较高的氮利用效率,进而保证了在低氮条件下具有较高的产量,但为了保障产量,氮肥减少量不宜太大,以减施20%为宜。

铝胁迫对耐性不同的玉米基因型幼苗光合特性的影响

试验对两个耐铝酸毒害不同的玉米基因型进行了一些与光合特性有关的指标测定,其中包括叶绿素含量、可溶性糖含量、光合速率、叶片温度、蒸腾速率、细胞间CO2浓度、气孔导度等,研究这些性状与玉米耐酸铝性的关系。结果表明,在铝胁迫下,玉米叶片中的叶绿素含量下降,并且Chla/Chlb的比值也下降,从而造成光合速率明显降低,但敏感品种(C)下降的幅度较大,耐性品种(T)下降的幅度较小;耐性品种的叶片温度低,蒸腾速率也低于敏感品种。

不同玉米基因型的磷效率和相对生物性状的差异及其回归模型研究

以32个不同玉米基因型为材料，在低磷和高磷两个供磷水平下，分析不同玉米基因型生物学性状和磷效率的基因型差异，根据相对生物学性状与磷效率，磷吸收效率和磷利用效率与磷效率进行多元线性回归分析，分别建立它们的最优回归方程，同时进行耐低磷基因型的筛选。结果表明，相对株高、相对地上部干重、相对地下部干重和相对叶龄基因型间变异范围分别为0．309～0．978、0．314～0．947、0．367～1．400和0．455～0．790；磷效率、磷吸收效率和磷利用效率基因型间变异范围分别为0．196～0．935、0．879～4．235和0．621～1．764。相对地下部干重对磷效率的回归系数显著，建立磷效率与相对地下部干重的最优回归模型为：Y=-0．087＋0．702X3，（P〈0．05；R^2=0．6549）；磷吸收效率和磷利用效率对磷效率的偏回归系数均显著，建立磷效率与磷吸收效率和磷利用效率二者的最优回归模型为：Y=-0．379＋0．274X1＋0．301X2，（P〈0．05；R^2=0．7390）。耐低磷基因型的筛选结果表明，待选材料中，磷效率和相对生物性状都优良的只有178和082两个基因型，其他大部分基因型的磷效率和相对生物性状都是中低类型。

玉米基因型磷效率的主成分分析

在低磷和高磷两个供磷水平下,以32个不同玉米基因型为材料对磷效率性状进行主成分分析。结果表明,前3个主成分累计百分率为88.72%,可以用来表述磷效率性状的全部信息,主成分1为玉米基因型的磷吸收效率因子,主成分2为玉米基因型的磷利用效率因子,主成分3为玉米基因型的相对生长速度因子。根据育种目标筛选出磷吸收效率和磷利用效率都较大的玉米基因型178、7146、488、5003、黄C和7331。

大气NH3和介质供氮水平对不同氮效率玉米基因型叶绿素荧光参数的影响

采用开顶式气室(Open Top Chambers)进行水培试验,以两种氮效率玉米(ZeamaysL.)基因型为供试作物,通过不同大气NH3浓度处理,测定苗期各叶绿素荧光动力学参数。结果表明,供氮介质和大气NH3浓度升高对两种氮效率玉米基因型的初始荧光值(Fo)不存在显著影响。高供氮介质下,在NH3浓度升高时,氮高效5号基因型的最大荧光产量(Fm)和可变荧光(Fv)均显著减小(p<0.05),而氮低效基因型四单19的Fm、Fv值显著增加;低供氮介质下,大气NH3浓度升高对2种基因型Fm、Fv值的影响结果与高供氮介质时相反。说明大气NH3浓度升高对生长在高供氮介质下的氮高效5号基因型有一定的抑制作用,而对氮低效基因型四单19有一定程度的促进作用。在不同供氮介质下,大气NH3浓度升高时,两种氮效率玉米基因型的qN、qP值减小,说明大气NH3浓度升高时,作物对光合机构的保护能力比大气背景NH3浓度时弱。

玉米基因型对小麦×玉米杂交单倍体胚得胚率的影响

为筛选小麦单倍体胚得胚率高的玉米品种,用糯、甜糯、甜、超甜4种类型共8个玉米品种分别与6个小麦DH系杂交诱导产生小麦单倍体胚,研究不同玉米类型、不同玉米基因型对小麦单倍体胚得胚率的影响。结果表明,同一小麦材料用不同玉米品种授粉,其得胚率可相差1.48~3.10倍,得胚率变幅为15.43%~47.80%,筛选高得胚率玉米品种对提高小麦单倍体产生效率至关重要。4种玉米类型间平均单倍体胚得胚率以甜糯型最高(33.86%)、超甜型最低(29.59%),8个玉米品种以白甜糯的平均单倍体胚得胚率最高(38.17%),云超甜2号最低(28.63%),但相同玉米类型而基因型不同的玉米品种间单倍体胚得胚率差异大于玉米类型间单倍体胚得胚率的差异,因此筛选高得胚率玉米品种,关键是筛选玉米基因型而非玉米类型。小麦基因型与玉米基因型的互作对得胚率有极显著影响,对于小麦×玉米杂交的得胚率,玉米基因型与小麦基因型之间的组合存在“一般配合力”和“特殊配合力”的差异,因此可综合利用多个玉米品种来提高各种小麦材料的整体单倍体胚得胚率和单倍体生产效率。

根系和地上部生长指标与玉米基因型抗旱性的灰色关联度分析

利用灰色关联分析方法 ,研究了 1 0个根系和地上部生长指标与玉米基因型抗旱性的关系。结果表明 :根干重、干物质胁迫指数 ,单株叶面积等指标与玉米抗旱指数的关联度较高 ,可将其作为玉米抗旱性鉴定的有效指标。可以认为 。

玉米基因型磷效率遗传多样性的AFLP分析

对33个不同来源的玉米基因型磷效率的遗传多样性进行AFLP分析,同时与表型性状分析的结果进行比较。结果表明:基因型间磷效率的遗传距离小,在0.0215￣0.1305之间,平均为0.07437;33个基因型的磷效率遗传相似系数按类平均法可聚为4类。33个玉米基因型中的26个基因型(79%)AFLP的分类结果与玉米基因型磷效率的表型性状的分类有较好的一致性。

玉米基因型磷效率与相对根系性状的最优回归模型及育种学启示

以33个不同玉米基因型为材料,在低磷和高磷两个供磷水平下,分析玉米基因型磷效率与多个相对根系性状的关系,建立最优回归方程。结果表明,相对总根重和相对须根数对磷效率的回归系数显著,建立磷效率与相对总根重和相对须根数二者的最优回归模型为Y=-0.224-0.576X2+1.780X3,R2=0.880(p<0.05);相对表层根重对磷效率的回归系数显著,建立磷效率与相对表层根重的最优回归模型为Y=-0.235+1.136X1,R2=0.653(p<0.05);相对须根数和相对表层根重可以作为培育高磷效率玉米基因型的改良目标性状。

不同磷效率玉米基因型相对生物学指标和相对生理特性的差异

在两个供磷水平下,以2个磷高效玉米基因型*082和178和2个磷低效玉米基因型掖107和7922为材料进行试验,研究了不同磷效率玉米基因型在低高磷之间的相对生物学指数、相对根系分泌物指数、叶片的两种活性氧清除酶——相对超氧化物歧化酶活性(SOD)和相对过氧化氢酶活性(CAT)以及相对丙二醛(MDA)含量的差异,其结果表明:磷高效基因型的相对生物学指数、相对根系分泌物指数和叶片的相对活性氧清除酶活性均比磷低效基因型高,而相对丙二醛含量比磷低效基因型低。表明磷高效基因型比磷低效基因型具有较强的低磷忍耐能力、分解吸收磷能力、活性氧清除能力和自我修复能力。

玉米C_4型全长pepc基因导入普通小麦的研究

为了获得具有类似C4光合途径的转pepc（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）基因小麦材料,采用基因枪法将玉米C4型全长pepc基因导入小麦材料01H186-20-24,经在含4 mg.L-1L-PPT（L-phosphinothricin,草丁膦）的培养基上筛选,获得抗性再生植株,经PCR检测获得118株T0代阳性植株;进一步利用PCR对T1代植株进行筛选,T2代在隔离条件下种植于大田,Southern blot、SDS-PAGE检测表明,外源pepc基因在小麦基因组中得以整合和表达。测定了40个转基因T2代植株和受体对照的净光合速率（Pn）、PEPC活性,结果表明,在大田自然条件下,82.5%的转基因小麦的Pn增加,最大提高18.57%,达到了28.1μmol CO2.m-2.s-1,转基因植株中PEPC活性为对照的1.5~1.98倍。

玉米基因型磷效率及其相关生理性状的回归模型和主成分分析

以9个玉米基因型为材料,在低磷和高磷两个供磷水平下,研究玉米基因型磷效率及其相关的9个生理性状的线性回归模型并进行主成分分析,结果表明:玉米基因型的抗氰呼吸速率、根系分泌相对酸性磷酸酶和相对总氨基酸、叶片相对脯氨酸含量、叶片相对丙二醛含量、活性氧清除酶相对超氧化物歧化酶和相对过氧化氢酶对磷效率的偏回归系数均显著,建立根据抗氰呼吸速率、根系分泌相对酸性磷酸酶和相对总氨基酸、叶片相对脯氨酸含量、叶片相对丙二醛含量、活性氧清除酶相对超氧化物歧化酶和相对过氧化氢酶影响磷效率(Y)的最优线性回归方程为Y=0·1780581257+0·10129842149 X1-0·3195810288 X2+0·06065530534 X4+0·04805907659 X5+0·07238583467 X6+0·10995461097 X7+0·08493395529 X9,(P<0·01;R2=0·99989);应用主成分分析法,利用性状的累计贡献率%达到86·58%,确定3个反映玉米基因型磷效率的主成分及其主成分表达式,分析表明玉米基因型磷效率高低是由抗氰呼吸速率、根系分泌物、叶片脯氨酸和丙二醛含量以及叶片活性氧清除酶活性共同协调作用的,与最优线性回归模型得出的结论一致。