【目的】为明确南疆地区复种早熟粮饲兼用玉米品种最佳种植密度以及不同密度下叶绿素荧光特征参数变化规律及其与产量形成的关系，为南疆地区复播玉米种植技术的提升提供参考依据。【方法】本研究以自育早熟粮饲兼用玉米杂交种新品种XL1822和XL1903为材料，设置高、低两种密度（9×10~(4)株/hm~(2)和11.25×10~(4)株/ hm~(2)），研究两个玉米品种高、低密度下叶片叶绿素荧光特征参数，主要农艺性状、干物质积累及产量结构等的差异。【结果】XL1822低密度处理在拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期叶片实际光量子产量[Y(II)]、光化学淬灭系数(qL)、PSⅡ反应中心活性较高；XL1903高密度处理在拔节期、大喇叭口期、吐丝期Y(II)、qL较高。XL1822低密度处理在吐丝期、灌浆期、成熟期SPAD略高于高密度。XL1903高密度处理全生育期叶片的SPAD较高。XL1822低密度籽率产量为9250 kg/hm~(2)、干物质积累量为15 590 kg/ hm~(2)，显著高于高密度处理。XL1903高密度籽率产量为9065 kg/hm~(2)、干物质积累量为19 095 kg/ hm~(2)，显著高于低密度处理。【结论】较高的叶绿素荧光特征参数和SAPD值为玉米产量形成和干物质积累奠定基础。极早熟品种XL1822低密度处理、早熟玉米品种XL1903高密度处理在关键生育时期植株Y(II)值、qL、PSⅡ反应中心活性较高，因此XL1822种植密度为9×10~(4)株/hm~(2)，XL1903种植密度为11.25×10~(4)株/ hm~(2)在南疆地区可获得较高产量。

以郑单958和农大364两个玉米品种为研究材料,对大田条件下不同生育时期玉米苞叶的叶绿素含量和叶绿素荧光动力学进行了比较分析。结果表明,不同生育时期玉米苞叶叶绿素含量呈先升后降的变化趋势,并在灌浆期达到最高值,且农大364苞叶的叶绿素降低速率要低于郑单958,这样有利于其保持更为持久的光合能力。不同生育时期玉米品种间苞叶叶绿素荧光参数(Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo等)的变化规律基本一致,郑单958高于农大364,说明郑单958苞叶反应中心活性较高,具有较高的电子传递速率,并且苞叶叶片开放的PSⅡ反应中心捕获激发能的效率高于后者。

1、我国饲用玉米的消费将持续增长玉米是人类肉蛋奶的重要来源,人均占有玉米的数量被视为衡量一个国家或一个地区畜牧业的发展和人民生活水平的重要标志之一。玉米作为重要的饲料粮,是发展现代饲

研究内蒙古农牧交错带不同施肥处理对粮饲兼用玉米品质及产量的影响,对该区域生态农业建设具有重要的意义。试验于2006年在内蒙古呼和浩特市园艺中心试验地进行,设6种不同施肥处理方式,种植作物为玉米(承3359),观测了全生育期不同处理下玉米的粗脂肪、粗蛋白和粗纤维,并进行鲜、干质量及产量的测定。结果表明:有机肥与无机肥配施处理能够提高玉米的粗脂肪含量,完熟时叶、茎、穗分别较不施肥处理提高了19.0%,15.6%,17.4%。有机肥与无机肥配施处理能够提高玉米的粗蛋白含量,完熟时叶、茎、穗分别较不施肥处理提高了16.1%,16.3%,17.8%。有机肥与无机肥配施处理降低了玉米的粗纤维含量,完熟时叶...

为了比较不同种植方式下酿饲兼用高粱和粮饲兼用玉米的饲用价值,本研究以陇东旱塬露地种植的酿饲兼用高粱(Sorghum bicolor)和全膜双垄沟播种植的粮饲兼用玉米(Zea mays)为研究材料,进行了两者饲用物质产量的比较试验和经济效益分析,测定了其乳熟期全株和成熟期秸秆的营养成分和饲用价值,并从营养成分、饲用品质、和饲用能量等方面进行统计分析。结果表明:种植露地酿饲兼用高粱的经济效益高于全膜粮饲兼用玉米;乳熟期,露地酿饲兼用高粱饲用营养成分、饲用品质和饲用净能等大部分指标低于全膜粮饲兼用玉米,存在显著差异(P 0.05);露地酿饲兼用高粱每公顷的粗蛋白产量、总可消化养分、干物质产奶净能高于粮饲兼用玉米,差异极显著(P <0.01)。露地种植酿饲兼用高粱的经济效益和成熟期秸秆饲用价值优于全膜玉米,建议在西北旱作区露地种植酿饲兼用高粱代替全膜粮饲兼用玉米。

以吉单261和京单28两个玉米品种为试验材料,研究水分胁迫对玉米叶片光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:水分胁迫下玉米叶片的最大净光合速率、光补偿点、光饱和点和表观量子效率均显著下降;基础荧光显著增加,最大荧光、可变荧光和PSⅡ光化学效率显著降低;随着光强增加,水分胁迫条件下的光化学猝灭系数和实际光化学效率下降幅度明显加剧;非光化学猝灭系数和表观电子传递速率增加幅度则明显减缓。表明水分胁迫使玉米叶片光合性能减弱,PSⅡ反应中心开放部分的比例减少,光合电子传递能力下降,PSⅡ潜在活性受到抑制,过多的光能多是以非光化学猝灭等其他形式耗散掉,从而保护光合机构免受伤害。

为了揭示玉米生态适应性,研究了不同光照时间、不同光照强度、不同二氧化碳浓度和不同水分等环境因子对玉米叶片叶绿素荧光特性的影响。荧光动力学曲线表明,随着光照时间的延长,荧光参数ETR、PhiPSⅡ、qP、NPQ等值逐渐上升并在20 min左右达到稳定,与光合同步。荧光光响应曲线表明,光照强度大于500μmol/(m2.s)时,PhiPSⅡ与PhiCO2均与光照强度呈线性负相关关系,而当光照强度小于500μmol/(m2.s)时,PhiPSⅡ与光照强度呈线性负相关关系,PhiCO2与光照强度呈线性正相关关系。说明在强光下PhiPS II所吸收的光能用于光化学反应的比例较少,而过剩的光能较多的以热的...

以抗旱性不同的3个玉米品种京单28、郑单958、京科25为试材,研究干旱胁迫下玉米的叶绿素荧光参数及质膜透性的变化。结果表明:干旱胁迫对叶绿素荧光参数的影响非常显著,干旱胁迫会降低玉米PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm),使PSⅡ反应中心开放部分比例(qP)降低,用于光合作用电子传递的份额(qP)减少,而以热能的形式耗散,过量的光能不及时耗散会使光合器官受到损伤,导致玉米叶片原生质膜结构伤害,从而引起膜的透性增大,玉米叶片中丙二醛、脯氨酸含量变化。

【目的】叶绿素含量与作物产量呈正相关。通过提高叶绿素含量来提高作物产量是作物育种的方向之一。因此,利用全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)解析玉米叶绿素含量的遗传基础,可为玉米高光效理想株型设计育种提供理论指导。【方法】以538份玉米自交系构成的关联群体为研究对象,在5个环境下,通过对其授粉后5 d的棒三叶(穗位叶、穗上叶、穗下叶)叶绿素含量进行测定,并借助覆盖玉米全基因组的558 629个单核苷酸多态性标记(SNPs),利用3种模型(Q、K和Q+K)对叶绿素含量进行全基因组关联分析,随后选择最优模型的GWAS结果并结合eQTL(expression quantitative trait loci)分析对叶绿素含量的自然变异进行解析。【结果】5个环境下,棒三叶叶绿素含量均遵从正态分布且叶绿素含量间呈正相关;方差分析表明棒三叶叶绿素含量的环境效应、基因型效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平;此外,穗上叶、穗位叶和穗下叶叶绿素含量的遗传力分别为0.66、0.66和0.67。比较3种模型发现K模型对假阳性(I型错误)控制最好,在此模型下共检测到29个与棒三叶叶绿素含量显著关联的SNP(P≤3.99×10-6),涉及到18个位点,共有76个候选基因落在这18个位点内,其中85.5%(65/76)的候选基因具有eQTL,11.8%(9/76)的候选基因与对应表型显著相关(P<0.05),说明这9个基因可能是通过表达量变化来调控表型变异。在这76个基因中,60个候选基因有功能注释,功能涉及到能量代谢、物质输送代谢途径和生物合成调节等过程。此外还发现2个可以在不同环境或不同叶片共定位的位点,其中,共定位位点内的基因GRMZM2G074759编码一种与AAE3高度相似的酰基活化酶,该基因通过提高α-酮戊二酸(ALA)和草酰乙酸含量进而影响氨基酸生物合成,提高籽粒赖氨酸含量,改善玉米品质。此外,ALA的合成会促使叶绿素含量升高,进而提高作物产量,推测该基因为最可能的候选基因。【结论】K模型对假阳性的控制效果最好,基于K模型,共检测到18个玉米叶绿素含量显著关联位点,发现多个参与叶绿素合成途径相关基因。

以玉米幼苗刚好完全展开的1～5叶位叶片为材料,通过检测叶绿素含量和荧光参数特性,研究玉米不同叶位叶片的光化学活性。结果表明:随着叶位的上升,叶绿素含量逐渐增加;与第1,2位叶比,第4,5位叶具有更高的Fv/Fm和ETo/RC,即第4,5位叶具有更强的光化学活性。

以玉米农大108为试验材料,在温室和盆栽条件下,研究叶面喷施叔胺类活物质DCPTA和DTA-6对玉米苗期叶片光合特性、光合关键酶以及叶绿素荧光特性的调控机制。结果表明,DCPTA和DTA-6处理显著提高了玉米株高和生物量;显著提高了玉米叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量,降低了细胞间隙CO2浓度,但不改变叶绿素a/b值;显著提高了PEPC羧化酶和RuBP羧化酶活性;显著提高了玉米叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效电子产量(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP),降低了非光化学淬灭系数qN;DCPTA和DTA-6处理的适宜浓度分别为50和20 mg/L。

采用朱军包括基因型×环境互作效应的加性-显性-母体效应遗传模型(ADM模型)分析方法,研究了不同环境条件下玉米吐丝期叶片叶绿素含量性状的遗传主效应及其与环境互作效应。结果表明,玉米叶片叶绿素含量的遗传表现除了受制于基因的加性效应、显性效应及母体效应等遗传主效应外,还会明显受到遗传主效应与环境互作效应的影响。遗传主效应中以显性效应(VD)为主,加性效应(VA)次之。互作效应中以显性效应×环境互作效应(VDE)为主,其次为母体效应×环境互作效应(VME)。叶片叶绿素含量性状在早代不同环境中选择均具有一定的成效。在遗传育种中需要注意各种基因效应在不同环境中的差异,根据各亲本的遗传效应预测值,选用遗传...

【目的】叶绿素是参与光合途径最为重要的光合色素。叶绿体的发育及叶绿素的合成在很大程度上依赖于质体基因组与核基因组之间的双向信号传导来精确协调基因表达。通过对白化表型的CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因阳性纯合突变材料进行RNA-seq研究,筛选和鉴定参与叶绿素合成的相关基因,为明确叶绿素的合成途径奠定基础。【方法】以CRISPR/Cas9-ZmpTAC2玉米转基因编辑纯合突变株系为研究材料,使用透射电镜观察叶绿体超微结构和分光光度法测定叶片叶绿素含量,确定叶绿体发育状态及叶绿素合成情况。对转基因阴性材料(CK)和CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因纯合编辑材料(zmptac2)苗期叶片取样进行转录组测序。通过生物信息学分析,寻找CK与zmptac2间差异表达的基因;qRT-PCR对差异表达基因进行验证。通过酵母双杂交筛选与玉米pTAC2互作的蛋白质。【结果】共获得15株T0转基因植株,包括绿色植株(7株)和白色植株(8株)。绿色幼苗中3株为转基因阴性材料,4株为转基因阳性(2株为未编辑,2株为杂合编辑突变),白色植株(8株)均为转基因阳性纯合编辑。与CK相比,突变体(zmptac2)叶绿体发异常,叶绿素含量显著降低。RNA-seq的结果显示,CK与zmptac2之间共检测到1 367个基因差异表达,其中618个基因上调表达(zmptac2/CK),749个基因下调表达(zmptac2/CK)。GO富集分析显示,下调基因显著富集到叶绿体和质体中。KEGG分析表明下调表达基因显著富集在苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢和异喹啉生物碱生物合成等途径。选取的15个差异基因表达模式均与测序数据相一致,表明测序结果是可靠的。与CK相比,zmptac2中依赖PEP(plastid-encoded RNA polymerase)转录的基因表达量显著降低,而依赖NEP(nuclear gene-encoded RNA polymerase)转录的基因表达量则显著上升。通过对玉米cDNA文库筛选和互作验证,鉴定出ZmpTAC3与ZmpTAC2存在互作。【结论】ZmpTAC2突变会导致叶绿体早期生物合成受阻,该基因参与叶绿体发育及叶绿素合成,且该种作用是由ZmpTAC2调控PEP相关基因表达而实现的。

为了揭示干旱半干旱区夏玉米品种对干旱胁迫的光合生理响应机制,以3个常用夏玉米品种(浚单20、津北288和迪卡667)为研究对象,分别对其实施不同程度的干旱胁迫处理(对照CK,轻度胁迫LD和重度胁迫HD),利用便携式光合作用系统Li-6400测定了叶片净光合速率-光合有效辐射强度响应(Pn-PAR)和净光合速率-细胞间隙二氧化碳浓度响应(A-Ci),并利用便携调制叶绿素荧光仪MINI-PAM测定了叶绿素荧光参数对光合有效辐射强度的响应。结果发现:3个玉米品种,Pn与气孔导度(Gs)随光合有效辐射强度增加的变化规律相似,干旱胁迫程度的增加,Pn-Gs响应关系左移;无论何种处理,Pn下降的同时Ci值不变或升高;重度胁迫(HD)显著降低了3个品种的初始羧化效率(CE)和光合能力(Amax);与对照相比,干旱胁迫(包括LD和HD)降低了浚单20和迪卡667 2个品种的非光化学淬灭系数(qN)和调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))2个指标的响应,增大了非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))的响应值;仅在重度胁迫(HD)下,津北288的光化学淬灭系数(qP)降低;与对照相比,在轻度胁迫(LD)下,津北288的最大净光合速率(Pmax)和初始量子效率(AQY)有少许提高。相对于其他2个品种,津北288在轻度干旱胁迫条件下可降低qQ,增大Y(NO)来维持高的Pmax和AQY,这些结果不仅表明津北288具有较强的干旱胁迫耐受性,且能为作物耐旱性品系的筛选提供技术参考。