鲜食糯玉米杂交种对花粒期高温的响应及耐高温性评价

探究花粒期高温胁迫对鲜食糯玉米杂交种花期、植株和产量等相关指标的影响,并对杂交种的耐高温性进行评价,筛选出耐高温能力强的品种,为保障生产安全提供品种支撑。以12个鲜食糯玉米杂交种为试验材料,花粒期避开高温(4月3日,对照)和花粒期处于高温(6月7日,高温处理)2个时间播种,在大田自然环境下进行耐高温性鉴定。调查记载杂交种的生育时期,成熟后用直尺测定株高与穗位高,测量穗长、穗粗、穗行数、行粒数、鲜百粒质量、秃尖长度和小区产量。根据产量性状的耐高温系数,采用主成分分析法、隶属函数分析法、聚类分析法评价鲜食糯玉米品种的耐高温性。结果表明,高温胁迫造成鲜食糯玉米杂交种的散粉期、吐丝期和采收期提前,平均提前2.25、1.08、3.59 d;散粉—吐丝间隔期变长,平均延长1.17 d;吐丝—采收间隔期变短,平均缩短2.50 d。高温胁迫造成株高和穗位高降低,耐高温系数均低于100%,品种之间存在差异。天贵糯932株高和穗位高的耐高温系数最大,分别为94.75%和89.07%;万糯2000株高的耐高温系数最小,苏科糯1702穗位高的耐高温系数最小,分别为86.62%和79.32%。高温胁迫导致小区产量下降,穗长、穗粗、鲜百粒质量降低,穗行数和行粒数减小,秃尖长度增加,耐高温系数由大到小为秃尖长度>穗粗>穗长>穗行数>行粒数>鲜百粒质量>小区产量,品种之间存在明显差异。苏科糯1801的耐高温性最强,耐高温性综合评价值(D值)为0.915;万糯2000的耐高温性最差,D值为0.130;耐高温能力由强到弱为苏科糯1801>农科糯336>苏科糯1902>苏玉糯5号>苏科糯1704>苏科糯1701>苏科糯1803>苏科糯1901>天贵糯932>苏科糯1702>彩甜糯6号>万糯2000。根据D值进行聚类分析,将12个杂交种分为耐高温型、中间型和高温敏感型。其中,苏科糯1801、农科糯336、苏科糯1902是耐高温型品种,万糯2000、苏科糯1702、彩甜糯6号是高温敏感型品种。高温胁迫环境下,耐高温型品种的产量性状优于中间型和高温敏感型品种,且变化幅度较小。

氮肥对夏玉米花粒期叶片衰老、氮素运移效率及碳氮比的影响

探明不同氮肥水平对夏玉米花粒期叶片衰老过程、氮素运移效率及碳氮比(C/N)的影响,有助于理解不同氮肥水平叶片衰老差异产生的机制,为玉米叶片衰老调控提供理论依据。通过裂区试验设计,设置品种和氮肥2个因素,4个氮肥水平为N_(0)(0 kg/hm~2)、N_(1)(150 kg/hm~2)、N_(2)(250 kg/hm~2)、N_(3)(300 kg/hm~2),研究不同氮肥水平对相对持绿叶面积、最大叶片衰老速率及其出现时间、叶片氮素累积量、氮素运移效率及碳氮比(C/N)的影响。结果表明,N_(2)施氮量(250 kg/hm~2)提高了相对持绿叶面积,延缓了叶片衰老,降低了叶片的最大衰老速率,延长了最大衰老速率出现的时间。随生育进程的推进叶片氮素累积量不施氮处理呈单调递减趋势,施氮处理呈现先升高后下降趋势,随施氮量的增加叶片氮素累积量有升高趋势。施氮显著提高了叶片氮素运移效率,随施氮量的增加郑单958呈先上升后下降趋势,庐玉9105基本呈单调递增趋势。叶片C/N随着玉米生育进程的推进呈现单调递增趋势,随施氮量的增加呈降低趋势。Spearman相关性分析结果表明,叶片氮素运移效率与叶片氮素累积量、相对持绿叶面积、叶片C/N、T_(max)呈正相关性,而叶片氮素累积量、相对持绿叶面积与V_(max)、叶片C/N呈负相关关系。从整体看,施氮量250 kg/hm~2可维持较高的相对持绿叶面积,降低叶片最大衰老速率及延长其出现的时间,提高叶片氮素累积量及运移效率,协调碳氮代谢使碳氮比(C/N)维持在合理区间内。

玉米花粒期群体光合性能与高产潜力研究

对两个高产潜力不同的玉米品种,在两种肥力条件下的研究表明:高产潜力大的玉米品种和高肥处理的植株,花粒期(开花—成熟)群体光合速率下降慢,高值持续期长。高产品种群体呼吸速率亦高,但群体呼吸占群体光合的百分数低,群体干物质净积累率高。花粒期冠层气孔导度和蒸腾速率以及根伤流量、叶绿素含量等主要生理指标,高产品种和高肥处理显著优于低产品种和低肥处理。高产潜力大的品种开花30天后,籽粒生长率高,有效灌浆期长。延长灌浆期的群体光合速率高值持续期和籽粒有效灌浆期是玉米高产的潜力所在。

玉米花粒期不同阶段遮光对籽粒品质的影响

选用高淀粉玉米费玉3号和普通玉水泰玉2号，大田条件下分别于花粒前期（授粉后1～14d），中期（15～28d）和后期（29～42d）遮光（透光率45％）处理，研究丁对籽粒品质和籽粒中蛋白质、淀粉合成关键酶活性的影响，以及影响品质的关键时期。结果表明，花粒期遮光显著降低了籽粒产量、容重、淀粉直／支比、淀粉及其组分含量，遮光后淀粉RVA谱特征值峰值黏度（PV）、热浆黏度（HV）及崩解值（BD）下降，而籽粒含水率、粗蛋白及其各组分含量、谷／醇比、粗脂肪含量、亚油酸含量、亚麻酸含量、亚油酸／亚麻酸比值以及不饱和脂肪酸含量均升高；遮光显著降低了籽粒蛋白质和淀粉合成关键酶活性，腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、尿营二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDPGPPase）、淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）活性与籽粒淀粉含量、容重、峰值黏度和崩解值呈显著正相关，谷氨酰胺合酶（GS）和谷氨酸合酶（GOGAT）活性与蛋白质含量和谷／醇比也呈显著正相关。不同时期遮光对两品种玉米品质性状的影响基本一致，前期遮光处理对籽粒商品品质（容重，含水率）影响大，而中期遮光对籽粒营养品质影响大。可见花粒中前期的光照强度对籽粒品质形成具有关键作用，后期光强对其影响较小。

玉米自交系响应花粒期高温胁迫差异表达基因的分析

为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异,发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质,明确高温胁迫引起玉米减产的机理,从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先,利用Ampha^(TM)Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA,利用Illumina Hiseq2000^(TM)高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序,序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图(VENN图)重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析,获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示,高温胁迫后和正常生长条件下,昌7-2花粉活性分别为24. 37%,42. 89%,郑58花粉活性分别为35. 57%,64. 83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因,郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示,高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上,昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明,共获得55个转录因子家族,其中,有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明,通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息,昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异,热激蛋白(Hsps)、热激转录因子(Hsfs)、生长素(IAA)基因和磷脂酰基醇-4,5-二磷酸基因家族(PIP2)在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。

转录组及代谢组联合解析玉米响应花粒期高温胁迫机制

为了探明我国玉米主要推广品种郑单958、先玉335花粒期高温胁迫下基因表达及代谢物差异,挖掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物,利用Illumina HiSeq^TM 2500高通量测序技术分别对郑单958、先玉335高温胁迫7,14 d的穗位叶及对照叶进行高通量转录组测序,利用广泛靶向代谢组测序技术对样品进行高通量代谢物测序。转录组测序共获得214.81 Gb干净序列。郑单958高温胁迫7 d后检测到49个差异表达基因,其中24个为上调基因。继续高温胁迫14 d共检测到306个差异表达基因,其中130个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中检测到1462个差异表达基因,其中647个为上调基因。先玉335高温胁迫7 d后共检测到381个差异表达基因,164个上调基因。继续高温胁迫14 d后共检测到299个差异表达基因,226个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中共检测到2481个差异表达基因,其中1275个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫7 d后对比组中检测到6646个差异表达基因,其中3253个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫14 d对比组中检测到5958个差异表达基因,其中3110个上调基因。代谢物测序共检测到654个代谢物,郑单958高温胁迫7 d后共检测出28个差异代谢物,共注释到5个代谢通路中。高温胁迫14 d后共检测出54个差异代谢物,共注释到13个代谢通路中,其中9个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫7 d后检测出98个差异代谢物,共注释到24个代谢通路中,其中43个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫14 d后共检测出38个差异代谢物,共注释到13个代谢通路中,其中14个上调表达。郑单958高温胁迫7 d与先玉335高温胁迫7 d对比组共检测出144个差异代谢物,共注释到36个代谢通路中,其中81个差异代谢物呈上调表达。郑单958高温胁迫14 d与先玉335高温胁迫14 d对比组共检测出158个差异代谢物,共注释到40个代谢通路中,其中81个差异代谢物呈上调表达。

转录组及代谢组联合解析郑单309响应花粒期高温胁迫的机制

利用Illumina HiSeqTM2500高通量转录组测序技术及广泛靶向代谢组测序技术对玉米新品种郑单309高温胁迫7、14 d及正常生长条件下材料的穗位叶进行高通量测序,从而分析高温胁迫相关差异表达基因、差异表达代谢物,以期发掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物。转录组测序结果显示,郑单309高温胁迫7 d与正常生长条件材料对比组中共检测到515个差异表达基因,其中75个为上调表达基因,440个为下调表达基因;高温胁迫14 d与正常生长条件材料对比组中共检测到506个差异表达基因,其中114个为上调表达基因,392个为下调表达基因;高温胁迫7 d与14 d对比组中检测到2050个差异表达基因,其中790个为上调表达基因,1260个为下调表达基因。郑单309高温胁迫7 d与正常生长条件材料对比组中差异表达基因主要富集于细胞外区、分子功能调控等GO分类。郑单309高温胁迫14 d与正常生长条件材料对比组中差异表达基因主要富集于节奏过程、细胞外区等GO分类。郑单309高温胁迫7 d与14 d对比组中差异表达基因主要富集于单个有机体进程、细胞成分等GO分类。郑单309高温胁迫7 d与正常生长条件材料对比组、高温胁迫14 d与正常生长条件材料对比组、高温胁迫7 d与14 d对比组中差异表达基因分别主要分布于5、7、15个KOG/COG分类,主要注释到6、7、20个KEGG代谢途经。代谢组学分析共检测到654个代谢物,郑单309高温胁迫7 d与正常生长条件材料对比组中检测到40个差异表达代谢物,其中8个上调表达,32个下调表达;郑单309高温胁迫14 d与正常生长条件材料对比组中检测到40个差异表达代谢物,其中4个上调表达,36个下调表达;郑单309高温胁迫7 d与14 d对比组中检测到46个差异表达代谢物,其中17个上调表达,29个下调表达。郑单309高温胁迫7 d与正常生长条件材料对比组中的40个差异表达代谢物主要富集于次生代谢产物生物合成、精氨酸及脯氨酸代谢等KEGG通路。郑单309高温胁迫14 d与正常生长条件材料对比组中的40个差异表达代谢物主要富集于次生代谢产物生物合成、类黄酮生物合成等KEGG通路。郑单309高温胁迫7 d与14 d对比组中的46个差异表达代谢物主要富集于氨酰tRNA生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等KEGG通路。

施氮量对超高产春玉米花粒期叶片衰老及产量的影响

以内单314为材料,研究了施氮量对超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老过程及产量的影响。结果表明,在0 kg.hm-2-439.8kg.hm-2施氮量范围内,随着施氮量的增加,花粒期玉米各层位叶片保护酶(POD、CAT、SOD)活性明显提高,相对电导率和MDA含量显著降低,较高的群体叶面积指数和叶干重得到维持。施氮量超过439.8kg.hm-2时,各层位叶片的上述参数出现相反趋势,且叶位越低越显著。当施氮量为439.8kg.hm-2时,超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老得到延缓,利于其花粒期干物质积累和产量形成,是实现超高产的重要基础。

玉米花粒期干旱胁迫对植株矿质灰分的影响研究

采用水分池模拟试验研究花粒期干旱胁迫对不同土层、不同品种玉米根系、绿叶、子粒矿质灰分的影响。结果表明:干旱胁迫导致根系、绿叶、子粒矿质灰分显著增加,解除干旱后复水矿质灰分显著下降,并随生育进程逐步增加。干旱胁迫期根系和子粒矿质灰分试验品种之间差异显著,表现为成单19大于成单202和成单14,绿叶矿质灰分不同土层差异显著,表现为40cm大于70cm和100cm,成熟期各器官的矿质灰分变化趋势与花粒期一致。根系、绿叶、子粒矿质灰分与土壤含水量、伤流量、冠层温差等水分胁迫指标典型相关分析还表明,主要器官的矿质灰分可以作为植株水分盈亏的诊断指标之一。

玉米花粒期对环境条件的要求及田间管理措施

玉米花粒期是由穗期的营养生长和生殖生长并进，转为以开花散粉、受精结实为中心的生殖生长时期，是形成产量、决定穗粒数和粒重的关键时期，子粒产量的85％～90％来自抽雄灌浆后绿叶的光合作用。现就玉米花粒期对外界环境主要因素温度、光照、水分、养分的要求及田间管理措施简述如下。

夏玉米花粒期管理技术

花粒期是夏玉米抽雄、吐丝、灌浆、产量形成的关键时期，田间管理的中心任务是为授粉结实创造良好的环境条件，提高光合效率、防止早衰，促进玉米光合产物向籽粒转移，达到争穗大、促粒多、增粒重、创高产的目的。在生产实践中，根据苗情和天气、因地制宜，抓好以下几项关键技术：

不同氮效率玉米品种亲本自交系花粒期氮素转运特性

【目的】为明确不同氮效率玉米品种亲本自交系花粒期氮转运与代谢特性,从溯源的角度探析不同氮效率玉米品种亲本自交系花粒期的氮素吸收、转运与利用特性。【方法】以氮高效型玉米品种‘鲁单818’的亲本自交系(母本Qx508,父本Qxh0121)和氮低效型玉米品种‘鲁单981’亲本自交系(母本Q319,父本Lx9801)为供试材料,盆栽条件下研究不同氮素供应水平(N 0 g/盆、7.1 g/盆和14.2 g/盆,记作N0、N1和N2)对4个不同氮效率玉米亲本自交系花粒期干物质积累、氮素积累、氮素分配与利用效率以及叶片氮代谢关键酶硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量变化的影响,并探讨分析不同氮效率玉米品种氮素利用的生理机制与遗传特性。【结果】吐丝后各自交系干物质由营养器官向生殖器官转移,表现为茎叶干物重显著降低,穗和粒的干物重显著增加,且Qxh0121和Q319的干物质重均显著高于其另一亲本。从吐丝到成熟,茎鞘和叶的氮含量均呈降低的趋势,穗和粒的氮含量显著增加,且Qxh0121和Q319自交系叶片、茎鞘、籽粒氮含量均显著高于其另一亲本自交系。花后氮吸收量均表现为Qxh0121显著高于Qx508,Q319显著高于Lx9801。且在低氮(N1)和高氮(N2)处理下,Qxh0121氮转运效率较Qx508分别高29.2%和14.3%,花后氮转运对籽粒贡献率较Qx508分别高74.0%和17.4%。Q319氮转运效率较Lx9801分别高43.4%和24.7%,花后氮转运对籽粒贡献率较Lx9801分别高75.3%和39.6%。Qxh0121和Q319的产量和氮肥利用效率也高于对应的自交系。在N1和N2水平下,Qxh0121的产量比Qx508分别高43.3%和42.5%,Q319的产量比Lx9801分别高20.2%和10.5%。吐丝至成熟期叶片硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白含量的变化均呈单峰曲线,高峰期在吐丝后10 d左右。Qxh0121和Q319的NR活性和可溶性蛋白含量在各时期均高于其另一亲本,表现出较强的氮素吸收和同化能力。【结论】氮高效型玉米品种‘鲁单818’表现为父本高效,氮低效型玉米品种‘鲁单981’表现为母本高效。因此,未来育种应充分挖掘‘鲁单818’的父本Qxh0121及‘鲁单981’的母本Q319的氮高效潜力,提高其花前氮的转移效率以及花后氮向籽粒的分配能力,是其对应杂交种进一步实现高产并增加籽粒氮浓度、减少秸秆氮素残留的关键。

双辽市玉米花粒期促早熟技术

总结了双辽市玉米花粒期促早熟技术,包括人工辅助授粉、掰除无效小穗、割除空秆和病株、加强肥水管理、防治病虫草害、防早霜、晚收获等内容,以期为双辽市玉米管理提供参考。

夏玉米花粒期管理五要点

夏玉米生育期短而集中，自身调节能力差，要夺取夏玉米高产、稳产，必须加强田间管理，尤其是花粒期管理。一般根据苗情长相和气候特点重点抓好以下几个关键环节。

基于高分辨率遥感影像的花粒期玉米叶面积指数估算方法

以花粒期玉米为研究对象,利用美国PL高分辨率卫星遥感数据,对比6种常用植被指数与叶面积指数(LAI)的相关性,最终选取EVI、SAVI这两种植被指数,采用线性和非线性共6种回归模型,分别与实测玉米花粒期叶面积指数建立估算模型;通过判定系数(R2)筛选出最佳模型,并以均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)作为验证指标判断所建模型的适用性。结果表明:利用SAVI植被指数所建立的二次曲线回归模型估算花粒期玉米叶面积指数的效果最佳。

玉米花粒期管理技术

玉米花粒期是玉米的生殖生长阶段，包括开花、散粉、吐丝、受精及籽粒形成到成熟等过程，此期的首要管理任务就是为授粉结实创造良好的生长环境，提高植株光合效率，延长根和叶的生理活性，防止早衰及倒伏，以达到粒重、粒饱满和高产的目的。玉米花粒期管理技术主要包括以下4个方面：

春玉米穗期和花粒期的管理技术

1．春玉米穗期管理技术 1．1重施攻穗肥，及时浇水春玉米生长进入孕穗期即抽穗前20～25天，雌穗分化已进入小穗、小花分化期，这时外部形态正处于12～14展开叶龄，应重施攻穗肥。追肥量约占总施肥量的2／3。此时春玉米产区正处于干旱少雨季节，浇水不及时常受“卡脖旱”的危害，应结合追肥培土及时浇水，以后根据降水量多少，在抽穗至灌浆期再浇2～3次水，经常保持土壤潮湿状态，即土壤持水量维持在70％～80％左右。在春玉米生产上，许多地块没施拔节肥，在孕穗前土壤墒情差、肥力低时，玉米植株瘦弱，应早追肥早浇水，攻秆与攻穗肥同时兼顾。

夏玉米花粒期管理技术探讨

从介绍玉米花粒期生育特点出发,阐述了玉米花粒期田间管理技术,包括追施攻粒肥、人工辅助授粉及病虫害防治等方面,并提出了采收适期。