玉米雌雄开花间隔天数、结穗率与产量的数量性状位点(QTL)分析(英文)

采用SSR标记连锁图谱和复合区间作图法在山西灌溉和干旱胁迫条件下,对玉米(Zea mays L.)自交系黄早四×掖107组合的F_3群体雌雄开花间隔天数(ASI)、结穗率和籽粒产量进行了数量性状位点(QTL)定位及基因效应分析。结果表明,在两种水分处理下,ASI、结穗率与籽粒产量的相关性均达到显著水平(P<0.05)。在灌溉和干旱胁迫卜,分别检测到3个和2个控制ASI的QTL,位于第1、2、3和第2、5染色体上。在灌溉条件下,在第3和第6染色体上各检测到1个控制结穗率的QTL,基因作用方式呈加性或部分显性,可解释19.9％的表型变异;在干旱条件下,在第3、7、10染色体上共检测到4个控制结穗率的QTL,基因作用方式为显性或部分显性,可解释60.4％的表型变异。在灌溉和干旱胁迫下,控制产量的QTL分别定位在第3、6、7和第1、2、4、8染色体上,基因作用方式均以加性或部分显性为主,可解释的表型变异为7.3％～22.0％。在干旱条件下,借助连锁分子标记和基因效应分析,可构建包含ASI、结穗率和产量QTL的选择指数,用于分子标记辅助育种。

水分胁迫后玉米雌雄穗开花间隔时间(ASI)与产量和抗旱性的关系研究

玉米开花期是对干旱最为敏感的时期。此时受到水分胁迫会导致玉米授粉不良进而影响到产量。通过对454份玉米自交系连续两年的研究,在开花期受到水分胁迫后,玉米雌穗生长减缓,吐丝期延迟,ASI增大,结穗率和籽粒产量严重下降,其中ASI、结穗率与籽粒产量均呈极显著相关。因此,在干旱胁迫条件下对产量进行间接选择时,ASI和结穗率是可供利用的重要耐旱指示性状。ASI可作为抗旱玉米种质筛选的主要指标之一。

玉米的雌雄穗开花间隔对产量的影响及其潜在原因研究

以 15个 CIM M Y T 选 育的 耐旱 品 系及 其与 津 巴布 韦耐 旱 玉米 种质 组 配的 不同 世 代 的 种质 为 材 料 ,采 用充足 灌水 与 水分 胁迫 相对 照 的方 法对 玉 米的 雌雄 穗 开花 间隔(ASI) 量 的关 系进 行 了研 究。结果 表 明:在水 分胁 迫与产条件 下 A SI与 产 量呈 显著 的负 相 关。 并对 影 响 A SI的 一些 因 素及 其影 响 产量 的潜 在 原因 进行 了 探讨 。

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。

不同遮荫时间下玉米雌雄开花间隔与产量的关系研究

雌雄穗开花间隔(ASI)是衡量玉米抗逆性的重要指标。在抽雄期对12个黄淮海地区推广种植面积较大玉米品种进行不同时间50%的遮光处理,以研究ASI与产量及其他相关性状的关系。研究表明:在7天的遮荫条件下,不同品种的抽雄期延迟,ASI延长、穗长变短、穗行数和行粒数减少,小区产量严重降低;遮荫对株高、穗位、穗粗和百粒重并没有显著的影响;在15天的遮荫条件下,不同品种ASI大幅度延长(‘豫禾988’除外),导致雌雄不协调,植株不能正常授粉结实;相关分析发现在7天遮荫条件下,品种ASI与小区产量呈显著负相关,以小区产量降低的百分率和ASI为衡量指标,将‘豫禾988’、‘武科2号’、‘蠡玉16’归为耐荫性较强的品种。

玉米雌雄穗开花间隔与产量关系研究

以 2个热带玉米群体 Pool16、Pool18的不同世代种质为材料 ,分别种植在开花期充足灌水、中度水分胁迫和严重水分胁迫 3种水分梯度条件下 ,研究玉米的雌雄穗开花间隔 (ASI)与产量及其其它性状间的关系。研究表明 ,随水分胁迫程度的加强 ,产量与 ASI间的相关性增强。在严重胁迫条件下 ,二者的相关系数 r=- 0 .5 2 9* * ;在胁迫条件下 ,产量与每株穗数呈极显著正相关。

玉米的雌雄穗开花间隔研究进展

在玉米开花期因受环境胁迫会导致果穗生长减缓 ,雄穗与雌穗的开花间隔加大。此现象称为雌雄穗开花间隔 (ASI) ,或吐丝延迟、同步性丧失、雄性先熟等。在胁迫条件下 ,玉米的产量与ASI呈显著的正相关。综述了前人在干旱、密植、低氮、及长光胁迫对玉米产量与ASI的影响。ASI的改变可能预示在开花期新形成的同化物在分配上的差异。ASI可作为抗逆玉米种质筛选的主要性状之一。

玉米自交系雌雄穗开花间隔与产量及抗旱性的相关性

玉米是我国主要的粮食作物和重要的饲料作物,在受到干旱胁迫后产量会大幅降低。针对玉米自交系的雌雄穗开花间隔(ASI)与产量相关性以及自交系的ASI与ASI延长时间(Dct)是否可以作为判定玉米自交系抗旱性的指标进行研究。结果表明:玉米自交系ASI与单株产量呈极显著负相关,ASI、Dct与DI(抗旱指数)的线性方程拟合优度分别为0.48、0.83,可以作为评价玉米自交系抗旱性的参数,且Dct比ASI判断玉米自交系抗旱性更加有效。

在干旱胁迫条件下玉米雌雄穗开花间隔时间(ASI)与产量关系的研究

干旱胁迫是影响玉米雌雄穗开花间隔时间(ASI)的主要因素之一,对玉米开花期的生殖生长影响较大,导致玉米不能正常授粉,进而影响到玉米产量。本研究在玉米开花期,干旱胁迫条件下对120份玉米自交系进行研究,玉米雌雄穗开花间隔时间(ASI)增大,雌穗生长减缓,吐丝期延迟,雄穗发育不良,花粉量减少。结穗率和籽粒产量严重下降,其中ASI、结穗率与籽粒产量均呈极显著相关。因此,在选择抗旱玉米种质资源时,可利用ASI作为重要的筛选指标之一。

不同行距配置对玉米雌雄开花间隔期和产量的影响

旨在为晋东南地区玉米主栽品种最佳行距配置提供理论依据。试验以‘大丰30’为材料,在相同密度下研究不同行距配置对雌雄穗开花间隔期(ASI)、千粒重、穗粒数、总穗数和产量的影响。结果表明不同行距配置下产量、千粒重、穗粒数和总穗数的变异系数均在5%以下,ASI的变异系数在4.33%~12.50%。各处理的ASI、穗粒数和产量差异呈极显著水平,但千粒重和总穗数差异不显著。多重比较表明行距配置为40 cm×80 cm时ASI最短,穗粒数较多,产量最高。因此在晋东南地区种植‘大丰30’采用40 cm×80 cm行距配置时,其ASI最短,可获得较高产量。

不同密度下玉米雌雄穗开花间隔与产量关系研究

以70年代以来我国大面积推广的杂交种为材料,在15 000(低)、45 000(中)、75 000(高)株/hm2密度下,研究不同密度对不同年代杂交种雌雄穗开花期间隔(ASI)、产量及相关性状的影响。结果表明,随着密度增加,ASI与产量关系更趋密切。高密度下,ASI与产量显著正相关;中、高密度下不同年代品种间ASI差异显著,且高密度下ASI、产量与年代呈显著直线回归关系。随密度增加,新品种ASI增加变化率减小,但产量增加变化率较大。ASI值可作为品种耐密性鉴定的重要参考指标,不同密度下新品种ASI更趋稳定,耐密性增强。

陆地棉开花成铃性状的遗传研究——开花规律及其影响因素

对四个陆地棉品种 (系 )双列杂交试验的两年观察资料进行了棉株开花规律及其影响因素的分析。结果表明 ,棉株依螺旋模式从下向上、从里到外开花 ,平均横向开花间隔期为 5.7d,纵向间隔期为2 .3d。环境对棉株纵、横开花间隔的影响较大。不同品种 (系 )类型的开花表现不同 ,受环境条件的影响也不同 ,早熟类型材料受环境影响最大 ,中熟品种次之 ,晚熟品种相对较稳定。 F1植株较其亲本 ,间隔期随果节位变化或季节推移变动较小 ,对环境变化较不敏感。

常用玉米杂交种的耐旱性研究

耐旱玉米种质的筛选是提高产量、保护自然资源及实现农业可持续发展的重要手段。以河北省生产上常用的14个玉米杂交种为材料,对各种质的子粒产量、干物量、雌雄穗开花间隔、穗位高/株高、叶片衰老指数等指标进行了综合考察,得出各种质的综合耐旱指数,对进一步筛选耐旱玉米种质有一定指导意义。

不同基因型玉米自交系的耐荫性评价

为研究玉米抽雄期遮荫对产量的影响,筛选抽雄期玉米耐荫性评价的次级指标,采用模拟遮荫的方法,在抽雄前5d,对30个玉米自交系进行50%的遮荫和自然光照(对照)处理。结果表明,在遮荫条件下,大部分的玉米自交系株高、穗位高增加,净光合速率下降,雌雄开花间隔(ASI)延长,导致产量大幅降低。以籽粒净质量作为主要选择指标,ASI为次级选择指标,对30个玉米自交系的耐荫性评价结果表明,B73、郑32、昌7-2、浚92-8自交系为遮荫钝感型,浚92-6、LX9801、吉853、旅28、郑36、齐319、丹599为遮荫中度敏感型,郑58、沈5003、掖478、铁7922、浚9058、PH6WC、Mo17、E28、沈137为遮荫高度敏感型。

水分亏缺对玉米籽粒形成的影响

在人工控水条件下,研究了不同时期水分亏缺后复水对玉米穗部性状及籽粒形成的影响。结果表明,不同时期水分亏缺对玉米穗行数和穗粗影响不显著,但对玉米秃尖长、瘪粒数、行粒数影响显著;4～9叶期水分亏缺对玉米穗部性状及籽粒形成影响不显著;随着土壤水分亏缺时间的延长,玉米雌雄穗开花间隔延长,花丝伸长速率降低,上部花丝抽出困难,籽粒灌浆速率降低,籽粒败育率显著提高。土壤水分亏缺对玉米穗上部籽粒发育的影响大于对中下部籽粒的影响。

干旱胁迫对玉米物候及产量组成的影响及模拟研究

为了研究产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估作物生长模型对干旱胁迫下玉米物候和产量模拟的效果,基于锦州农业气象试验站2011-2015年分期播种试验玉米产量和产量组成观测资料,尤其是2014年和2015年天然干旱胁迫试验数据和2015年玉米开花、吐丝物候加密观测资料,分析了产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估了CERES-Maize模型对不同降水年型玉米产量和产量组成的模拟效果,提出了模型改进的方向。结果表明,2014年和2015年辽宁省西部地区在玉米开花期前后经历了较严重的干旱胁迫过程,干旱胁迫导致玉米吐丝延迟程度大于开花, 90%以上的植株能到达开花阶段,但仅有45%~88%的植株能到达吐丝阶段,直接影响株籽粒数(不同播期下的玉米株籽粒数相差32%)及最终产量(产量下降33%~78%)。CERES-Maize模型对正常年玉米产量及产量组成的模拟效果较好,对干旱年的模拟效果较差,部分原因在于模型在模拟玉米物候时不对开花和吐丝期加以区别,只考虑了温度对花期的影响,而没有考虑干旱胁迫下玉米因开花–吐丝间隔增大、雌穗发育异常、物候期推迟而造成的减产作用。因此,玉米产量关键期干旱胁迫直接影响玉米物候(开花-吐丝期),进而影响玉米穗粒数及最终产量;为提高干旱胁迫下作物模型的模拟评估能力,亟待开展干旱胁迫下基于冠层吐丝动态的玉米产量模拟研究。

干旱对玉米穗发育及产量的影响

干旱作为影响玉米产量的环境因素之首,对玉米植株形态、物质积累、生理作用、性器官发育等方面产生影响,最终降低穗粒数、粒重,导致产量降低。以雌雄穗发育为研究重点,本文综述了不同时期干旱对雌雄穗性状及开花吐丝间隔期的影响。玉米开花前遭遇干旱,延缓雌雄穗发育进程,减少分化小花数,增加籽粒败育,导致穗粒数降低;抽雄吐丝期间遭遇干旱,导致雄穗抽出困难、吐丝延迟,使开花吐丝间隔期拉长,严重时导致花粉、花丝超微结构发生改变,影响玉米授粉、受精过程,最终导致秃尖形成,穗粒数降低;灌浆期遭遇干旱导致叶片早衰,光合产物积累不足,籽粒灌浆受阻,粒重降低,最终均会导致产量下降。从源库关系角度分析,玉米灌浆期前干旱导致玉米产量降低的主要原因是穗粒数降低导致的库强不足;而灌浆期干旱主要是叶片早衰等营养器官发育受阻,限制同化物的积累及转运,此时源不足限制了产量的增加。

干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响

玉米是需水量较大的粮食作物之一,拔节至开花的穗期是其一生中的需水临界期,研究玉米穗期对干旱胁迫的响应机制对提高玉米干旱适应性具有重要意义。以筛选后的干旱敏感自交系PH6WC(6WC)和抗旱自交系郑58(Z58)为试验材料,采用测坑控水试验,于穗期设置3个水分处理(正常灌水CK、轻度干旱LD、中度干旱MD),研究了穗期不同水分处理对雌雄穗发育特性、开花吐丝间隔以及穗位叶光合特性的影响。结果表明:LD对Z58的株高、雄穗生长特性、叶绿素相对含量和光系统II最大光化学效率没有显著影响,但雌穗长显著降低;MD显著降低了Z58的穗位叶光合特性、雌雄穗的穗长和干物质积累。对于6WC,LD抑制了其植株生长和穗的发育,使雌穗长、雌穗直径、雄穗长、干物质向穗的分配比率、穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和光合性能综合指数(PIABS)分别降低了35.3%、11.8%、20.6%、25%、21.1%、20%、23.8%;干旱胁迫程度越重对6WC雌雄穗的发育影响越大。此外,LD与MD分别延长6WC的开花吐丝间隔期(ASI)至5天、9天,LD和MD分别延长Z58的ASI 0、3天。综上所述:穗期的干旱胁迫在不同程度上影响了6WC和Z58穗位叶的光合特性,但是对干旱敏感自交系6WC雌雄穗的生长发育的抑制显著高于Z58,以至于降低了干物质向穗部的积累与分配。

耐旱性玉米筛选的形态指标研究

张风路等于1999～2000年在国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）利用CIMMYT选育的一耐旱种质DTPWC9的不同株系材料，对在充足灌水、中度水分胁迫和严重水分胁迫几种不同供水条件下，植株的一些形态指标与耐旱性的关系进行了研究。测定指标包括各小区50％植株雄穗开花期（AD）和50％植株雌穗吐丝期（SD），雌雄穗开花间隔期，抽雄期穗位叶的叶绿素相对含量（Spad），叶片衰老指数和叶片卷曲指数，收获前各小区的倒伏率、株高、穗位高、单株平均含1颗子粒以上的果穗个数（Epp．）等。结果表明，单株穗数、雌雄穗开花间隔、叶片衰老指数及叶片卷曲指数是耐早性筛选的重要性状指标。

干旱胁迫下春玉米冠层吐丝动态及籽粒数模拟研究

【目的】为实现干旱胁迫下玉米冠层吐丝动态的模拟,建立开花-吐丝间隔(anthesis−silking interval,ASI)和吐丝百分率与单位面积籽粒数的关系,改善干旱胁迫条件下玉米籽粒数的模拟效果。【方法】本研究基于锦州农业气象试验站干旱胁迫控制试验,测定了不同水分处理下玉米开花前后植株平均生长速率(PGR)、玉米冠层逐日吐丝百分率动态、ASI、开花后果穗生物量累积和株籽粒数等指标,利用上述数据确定了玉米冠层吐丝动态模型参数;进行了模拟吐丝百分率对植株生长速率平均值(PGR_(AVE))和标准差(PGR_(SD))两个输入参数的敏感性分析;基于果穗生物量累积过程,考虑干旱胁迫条件下冠层内植株个体间PGR的差异,开展开花前后不同干旱胁迫条件下冠层吐丝动态过程模拟;建立ASI与株结实率(株籽粒数占株最大潜在籽粒数的百分比)的定量关系;基于冠层吐丝动态模型模拟的开花后吐丝植株百分率、单株最大潜在籽粒数和株结实率,构建了基于冠层吐丝动态的籽粒数模型,进行了干旱胁迫下的籽粒数模拟与检验。【结果】冠层吐丝动态模型对PGR_(AVE)和PGR_(SD)的敏感性分析结果显示,与PGR_(SD)变化相比,PGR_(AVE)变化对吐丝百分率影响更大,PGR_(AVE)越大,PGR_(SD)越小,植株达到50%吐丝的时间越短。玉米冠层吐丝动态模型可以较准确地模拟开花后逐日吐丝百分率,花期干旱胁迫下观测值与模拟值的决定系数R^(2)为0.88-0.98,均方根误差RMSE为4%-12%,归一化均方根误差NRMSE为8%-27%;耦合冠层吐丝动态模拟结果,构建了基于冠层吐丝动态的籽粒数模型,该模型可以较准确地模拟干旱胁迫下玉米单位面积籽粒数,观测值与模拟值的R^(2)为0.85,RMSE为185粒/m^(2),NRMSE为10%。【结论】通过引入冠层吐丝动态模型,构建基于冠层吐丝动态的籽粒数模型,实现了干旱胁迫下玉米关键物候期(吐丝时间、开花-吐丝间隔和吐丝百分率)的模拟和籽粒数模拟,为实现干旱胁迫下基于冠层吐丝动态的产量模拟奠定基础。