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不同类型玉米籽粒建成相关理化特性研究

2020-12-07阅读(361)

不同类型玉米籽粒建成相关理化特性研究

论文摘要

本试验以普通玉米、糯玉米、甜玉米和爆裂玉米四种不同粒质类型玉米及三种不同产量类型（高产、中产和低产）普通玉米为材料,采用田间测定和室内生理、生化分析相结合的方法,对籽粒建成的胚乳细胞增殖、内源激素的调控、籽粒碳水化合物运转积累及相关酶活性、产量与品质形成等方面进行了系统的比较研究,主要研究结果如下:1不同粒质类型玉米籽粒胚乳细胞增殖与产量形成特点普、糯、甜、爆四种粒质类型玉米籽粒类型间的胚乳细胞数差异显著,类型间差异总体表现为普通玉米>甜玉米>糯玉米>爆裂玉米,而且这种差异主要表现在果穗的中部籽粒和下部籽粒;不同粒质类型玉米不同果穗部位籽粒的胚乳细胞数差异显著,即下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒;玉米籽粒胚乳细胞数达到最大值的时间存在类型间差异,普通玉米和甜玉米在授粉后第21天达最大值（31.04×105个/粒和28.61×105个/粒）,糯玉米在授粉后第20达到最大值（23.64×105个/粒）,爆裂玉米授粉后15天达到最大值（16.23×105个/粒）;籽粒胚乳细胞增殖与灌浆速率相关,普通玉米、糯玉米、甜玉米和爆裂玉米单籽粒胚乳细胞数与灌浆速率的相关系数分别是0.9592**、0.8336*、0.8251*和0.5865,表明籽粒胚乳细胞数是产量形成的重要影响因素。2不同粒质类型玉米籽粒内源激素含量及其对粒重形成的调控作用在普通玉米籽粒中,IAA和ZR含量与可溶性糖和蛋白质含量极显著正相关,ABA含量与灌浆速率和淀粉积累速率负相关,GA3含量与籽粒灌浆速率极显著正相关,与淀粉积累速率显著相关;在糯玉米籽粒中,IAA和ZR能有效提高淀粉的积累速率,ABA与可溶性糖含量极显著负相关;在甜玉米籽粒中,IAA和ZR含量与蔗糖和可溶性糖含量显著负相关,与淀粉积累速率显著相关,同时发现IAA和ZR能协同提高淀粉合成酶的活性,促进糖向淀粉等物质转化;在爆裂玉米籽粒中,IAA和ZR与胚乳细胞增殖和淀粉积累速度显著相关。3不同粒质类型玉米籽粒碳水化合物关键酶活性与籽粒淀粉等碳水化合物的积累在玉米籽粒发育过程中,不同粒质类型玉米籽粒发育过程中,淀粉积累速率、SS（降解方向）、SSS、GBSS、SBE、AGPase以及UGPase活性变化均呈为单峰曲线;AGPase活性平均表现为甜玉米>糯玉米>爆裂玉米>普通玉米,UGPase活性平均表现为甜玉米>爆裂玉米>糯玉米>普通玉米,SS平均活性表现为糯玉米>爆裂玉米>普通玉米>甜玉米,SSS活性表现为甜玉米>爆裂玉米>糯玉米>普通玉米,GBSS平均活性表现为爆裂玉米>普通玉米>糯玉米>甜玉米,SBE平均活性表现为爆裂玉米>甜玉米>糯玉米>普通玉米;SS、SSS、GBSS和SBE活性与淀粉积累关系密切;SS是淀粉合成限速酶;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SSS和SBE对支链淀粉积累起重要作用。籽粒蔗糖和可溶性糖含量均表现为甜玉米>糯玉米>普通玉米>爆裂玉米;籽粒淀粉含量在不同类型间差异显著,直链淀粉含量表现为普通玉米>爆裂玉米>甜玉米>糯玉米,支链淀粉则表现为糯玉米>爆裂玉米>普通玉米>甜玉米,总淀粉含量表现为糯玉米>普通玉米>爆裂玉米>甜玉米。4不同产量类型普通玉米品种籽粒库生理特性差异不同产量类型普通玉米籽粒胚乳细胞数差异显著,且胚乳细胞数与产量密切相关,具体表现为高产品种>中产品种>低产品种;籽粒IAA和ZR含量表现为高产品种>中产品种>低产品种,ABA和GA3则表现为低产品种>中产品种>高产品种;籽粒淀粉合成相关酶活性在生育期间变化复杂,在酶活性最高时SS、SSS、AGPase、UDPase和SBE活性均表现为低产品种>中产品种>高产品种,且与淀粉含量显著相关;籽粒直链淀粉含量类型间差异为高产品种>中产品种>低产品种;籽粒支链淀粉和总淀粉含量均表现为低产品种>中产品种>高产品种。5不同粒质类型玉米叶片光合特性的差别不同粒质类型玉米上部叶片和中部叶片的光合速率表现为普通玉米>糯玉米>甜玉米和爆裂玉米,下部叶片类型间差异不显著;不同粒质类型玉米叶片高值光合持续时间与最大光合速率存在差异,普通玉米、糯玉米、甜玉米和爆裂玉米的叶片最大光合速率分别为39.29μmol CO2·m-2 s-1、36.36μmol CO2·m-2·s-1、34.11μmol CO2·m-2·s-1和33.83μmol CO2·m-2·s-1;高值光合（75%Pnmax）持续时间依次为41天、32天、27天和27天;不同类型不同叶位叶片的叶片气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Ti）、叶绿素含量（CHL）和比叶重（SLW）在类型间差异显著,且都与光合速率（Pn）相关。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 英文缩略表
  • 1 前言
  • 1.1 研究的目的和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 籽粒库研究
  • 1.2.1.1 籽粒胚乳细胞增殖研究
  • 1.2.1.2 籽粒物质积累动态研究
  • 1.2.1.3 籽粒内源激素研究
  • 1.2.1.4 籽粒酶学研究
  • 1.2.2 叶片源光合特性研究
  • 2 材料与方法
  • 2.1 试材和试验设计
  • 2.2 测定项目和方法
  • 2.3 数据处理与分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 不同类型玉米产量构成和干物质积累
  • 3.1.1 不同粒质类型玉米产量构成和干物质积累
  • 3.1.1.1 玉米单株产量构成
  • 3.1.1.2 籽粒干物质积累
  • 3.1.1.3 籽粒增重Richards 方程模拟
  • 3.1.1.4 籽粒灌浆速率变化
  • 3.1.2 不同产量水平普通玉米的产量构成和干物质积累
  • 3.1.2.1 单株产量构成
  • 3.1.2.2 籽粒干物质积累
  • 3.1.2.3 籽粒灌浆速率
  • 3.1.2.4 籽粒增重Richards 方程模拟
  • 3.2 籽粒胚乳细胞增殖动态
  • 3.2.1 不同粒质类型玉米胚乳细胞增殖
  • 3.2.1.1 果穗上部籽粒
  • 3.2.1.2 果穗中部籽粒
  • 3.2.1.3 果穗下部籽粒
  • 3.2.1.4 果穗籽粒胚乳细胞增殖
  • 3.2.1.5 胚乳细胞增殖与灌浆速率关系
  • 3.2.2 不同产量水平普通玉米胚乳细胞增殖
  • 3.2.2.1 果穗上部籽粒
  • 3.2.2.2 果穗中部籽粒
  • 3.2.2.3 果穗下部籽粒
  • 3.2.2.4 籽粒胚乳细胞增殖动态模拟
  • 3.2.2.5 籽粒胚乳细胞增殖与籽粒灌浆速率关系
  • 3.3 不同类型玉米籽粒内源激素含量变化
  • 3.3.1 不同粒质类型玉米籽粒内源激素含量变化
  • 3.3.1.1 籽粒IAA 含量变化
  • 3.3.1.2 籽粒ZR 含量变化
  • 3.3.1.3 籽粒ABA 含量变化
  • 3.3.1.4 籽粒GA3 含量变化
  • 3.3.2 不同产量水平普通玉米品种籽粒内源激素含量变化
  • 3.3.2.1 籽粒IAA 含量变化
  • 3.3.2.2 籽粒ZR 含量变化
  • 3.3.2.3 籽粒ABA 含量变化
  • 3.3.2.4 籽粒GA3 含量变化
  • 3.4 籽粒发育过程中碳水化合物和蛋白质代谢特点
  • 3.4.1 不同粒质类型玉米籽粒碳水化合物代谢特点
  • 3.4.1.1 籽粒可溶性糖含量
  • 3.4.1.1.1 果穗上部籽粒
  • 3.4.1.1.2 果穗中部籽粒
  • 3.4.1.1.3 果穗下部籽粒
  • 3.4.1.2 籽粒蔗糖含量
  • 3.4.1.2.1 果穗上部籽粒
  • 3.4.1.2.2 果穗中部籽粒
  • 3.4.1.2.3 果穗下部籽粒
  • 3.4.1.3 籽粒中淀粉的积累
  • 3.4.1.3.1 直链淀粉
  • 3.4.1.3.2 支链淀粉
  • 3.4.1.3.3 总淀粉积累
  • 3.4.1.3.4 支/直比
  • 3.4.2 不同类型玉米籽粒蛋白质含量
  • 3.4.2.1 不同粒质类型玉米籽粒蛋白质积累差异
  • 3.4.2.2 不同产量类型普通玉米籽粒蛋白质积累
  • 3.4.3 不同粒质类型玉米籽粒内源激素与品质指标相关分析
  • 3.5 籽粒碳水化合物积累相关酶活性
  • 3.5.1 不同粒质类型玉米籽粒淀粉积累相关酶的特性
  • 3.5.1.1 蔗糖合成酶（降解方向）
  • 3.5.1.2 淀粉合成酶
  • 3.5.1.3 AGPase
  • 3.5.1.4 UGPase
  • 3.5.1.5 淀粉分支酶
  • 3.5.2 不同产量类型普通玉米品种籽粒的酶学调控
  • 3.5.2.1 蔗糖合成酶（降解方向）
  • 3.5.2.2 淀粉合成酶
  • 3.5.2.3 AGPase
  • 3.5.2.4 UGPase
  • 3.5.2.5 淀粉分支酶
  • 3.5.2.6 淀粉脱分支酶
  • 3.6 不同类型玉米叶片源光合特性比较
  • 3.6.1 叶片光合速率
  • 3.6.1.1 上部叶片光合速率
  • 3.6.1.2 中部叶片光合速率
  • 3.6.1.3 下部叶片光合速率
  • 3.6.1.4 不同叶位叶片平均光合速率比较
  • 3.6.2 叶片叶绿素含量
  • 3.6.3 叶片蒸腾速率、气孔导度和细胞间隙CO2 浓度
  • 3.6.3.1 蒸腾速率
  • 3.6.3.2 气孔导度
  • 3.6.3.3 细胞间隙CO2 浓度
  • 3.6.4 比叶重
  • 3.6.5 光合指标间相关分析
  • 3.6.6 光合速率与籽粒产量相关分析
  • 4 讨论
  • 4.1 胚乳细胞增殖对籽粒增重的影响
  • 4.2 内源激素对籽粒库形成和物质充实的影响
  • 4.3 淀粉合成相关酶与籽粒中淀粉的积累
  • 4.4 叶片光合效率对产量的影响
  • 5 结论
  • 5.1 不同粒质类型玉米籽粒胚乳细胞增殖与产量形成特点
  • 5.2 不同粒质类型玉米籽粒内源激素含量及其对粒重形成的调控作用
  • 5.3 不同粒质类型玉米籽粒碳水化合物关键酶活性与籽粒淀粉等碳水化合物的积累
  • 5.4 不同产量类型普通玉米品种籽粒库生理特性差异
  • 5.5 不同粒质类型玉米叶片光合特性的差别
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表论文情况和参加科研课题

    • 相关论文文献

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