茎秆倒伏严重影响玉米产量、品质和机械化收获,是当前玉米生产和育种亟待解决的主要问题之一。加强对玉米茎秆抗倒伏性的研究,对提高品种抗倒伏能力具有重要意义。本文综述了玉米茎秆倒伏的主要影响因素及其遗传特征。茎秆倒伏与茎秆自身的强度密切相关。茎秆强度越高,抗倒伏性越强。茎秆强度受茎秆所处的发育阶段、茎秆内部结构和外部形态,及其细胞壁成分等影响。处于分生组织的茎秆细胞分裂旺盛,较易折断,而进入生殖生长后,茎秆表皮、厚壁组织增厚,维管束发育成熟,对茎秆的支撑作用增强。茎秆细胞壁的主要成分——纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖、无机物等均可提升茎秆强度。目前,研究者借助高通量表型平台,利用玉米连锁群体和自交系群体,采用各种定位方法,鉴定到一系列影响茎秆形态、强度、细胞壁成分的相关QTL和候选基因。研究表明,基于单倍型的QTL定位方法比基于单个SNP的定位效果好。一致性QTL分析将不同遗传群体的研究整合到一起,能够提高QTL结果的通用性。茎秆强度的遗传基础复杂,受微效多基因控制,位点间具有加性效应。茎秆成分QTL中的候选基因涉及细胞壁代谢、转录因子、蛋白激酶等。MAIZEWALL是玉米细胞壁相关基因的重要数据库。目前该数据库包含1 156个玉米细胞壁生物学相关的候选基因,为该领域的深入研究提供强大的资源。已鉴定到一系列影响玉米茎秆细胞壁成分、茎秆形态和强度的基因,其功能涉及纤维素合成路径,如纤维素合成酶类、Cobra类、糖基转移酶和核糖转运蛋白类;苯丙烷路径基因,如控制bm1—bm5的相关基因;植物激素类,如赤霉素、生长素、油菜素甾醇相关基因;转录因子如NAC、MYB;miRNA(ZmmiR528)以及F-box基因(stiff1)等。今后应积极探索不同发育时期玉米茎秆倒伏的力学机制;广泛发展自然群体或育种群体进行遗传分析;采取多种定位策略,提高抗倒伏相关基因鉴定的功效;针对优良等位基因,开发各类分子标记,加强抗倒伏分子标记辅助选择。本文将为玉米茎秆抗倒伏遗传机制解析及抗倒伏玉米品种的分子育种提供参考。

【目的】研究施氮对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其与茎秆形态性状和力学性状的关系及其作用机理,为水稻抗倒高产栽培调控提供依据。【方法】以常规籼稻银晶软占为材料,设置4个氮水平,进行大田试验,研究施氮对水稻茎秆基部节间形态和力学性状的影响及其与倒伏指数的关系。【结果】施氮影响水稻茎秆的形态和力学性状。随着施氮量的增加,株高增加,重心上移,基部节间长度增加,节间充实度下降,抗折力和弹性模量减小,茎秆倒伏指数增加,抗倒伏能力下降。倒伏指数与株高、重心高度及基部节间长度呈正相关,而与基部节间充实度、抗折力及弹性模量呈负相关,且相关系数大多达到显著或极显著水平。倒伏指数与单位面积有效穗数和每穗总粒数呈显著或...

【目的】研究弱光胁迫下外源喷施烯效唑对杂交籼稻植株内源激素、茎秆解剖和形态特征及抗倒伏性的调控效应，为四川盆地弱光环境下杂交籼稻丰产稳产及应急化控栽培提供理论依据和技术支撑。【方法】于2018—2019年，以四川盆地主推品种渝香203（三系杂交籼稻）和C两优华占（两系杂交籼稻）为材料，设置光照、烯效唑和品种的三因子互作大田裂裂区试验，遮阴为主区，设置正常光照（NL）和遮阴处理（S，遮光率为50%）；以叶面喷施烯效唑为副区，设置烯效唑溶液梯度分别为0（U₀）、40 mg·L^-1(U₄₀)和80 mg·L^-1(U₈₀)，以品种为副副区，分别为渝香203和C两优华占，比较不同处理茎秆倒伏指数，并从茎秆形态、解剖结构和内源激素等方面剖析植株抗倒伏性差异的原因。【结果】遮阴和烯效唑对两杂交籼稻品种茎秆形态解剖结构、内源激素和抗倒伏性均具有显著的调控作用。较正常光照，遮阴处理显著提高杂交籼稻茎秆倒伏指数，归因于折断弯矩显著降低，尽管弯曲力矩亦显著降低，品种渝香203差异较明显。基节横切面茎秆机械组织、大小维管束面积显著降低，纵切面茎秆细胞宽度减小，导致细胞长宽比增加，茎壁厚度减小，从而显著降低了遮阴胁迫下茎秆机械强度。遮阴下，烯效唑处理显著降低杂交籼稻茎秆倒伏指数，归因于弯矩力矩显著降低及折断弯矩显著提高，渝香203变幅较大。一方面，烯效唑处理通过缩短基部节间长度，进而降低株高和重心高，使得弯曲力矩降低；节间形态建成期内源GA₁₊₃和IAA含量减少，使得细胞长度和长宽比降低，是基部节间长度缩短的重要原因。另一方面，烯效唑提高了内源Z+ZR和IP+IPA含量，细胞变小且排列致密，机械组织细胞层数和维管束鞘细胞数量增加，使得大、小维管束数目和面积、机械组织厚度增大，进而提高了茎秆折断弯矩。相关分析表明，细胞长度、细胞长宽比、机械组织厚度和大、小维管束面积与倒伏指数显著负相关，与折断弯矩显著正相关，两品种趋势一致。【结论】遮阴下，烯效唑通过降低内源生长素和赤霉素，使得基部节间长度缩短，提高内源细胞分裂素，减小细胞大小和长宽比，增加细胞致密程度，机械组织细胞层数和维管束鞘细胞数目，大、小维管束数目和面积、机械组织厚度相应增加，从而改善了弱光胁迫下杂交籼稻茎秆机械强度和抗倒伏性。

【目的】研究不同抗倒伏能力甜荞品种在不同生育时期茎秆木质素、总木质素单体及G型、S型和H型木质素单体含量的变化,探讨甜荞茎秆木质素及其单体合成特征。【方法】选用酉荞2号(高抗倒伏、YQ2)、信农1号(中抗倒伏、XN1)和乌克兰大粒荞(易倒伏、UD)为试验材料,试验采用随机区组设计,3次重复。分别于分枝期、盛花期和乳熟期测定其茎秆抗折力、倒伏指数、木质素含量(溴乙酰法)、总木质素单体及S型、G型和H型木质素单体含量(GC-MS法)。【结果】相同生育时期,与XN1和UD相比,YQ2茎秆抗折力大、倒伏指数小;分

为探索密植玉米群体茎秆质量改善，抗倒伏能力提高的技术途径和措施，大田滴灌条件下研究了不同肥料配施对夏玉米生长发育及与茎秆质量、抗倒伏相关的农学性状和力学性状的影响。试验设置５个肥料配施处理：仅施氮肥（Ｎ）、氮配施磷肥（Ｎ＋Ｐ）、氮配施钾肥（Ｎ＋Ｋ）、氮配施４种微肥（Ｎ＋４Ｍ）、氮配施磷钾和４种微肥（Ｎ＋Ｐ＋Ｋ＋４Ｍ），并以传统施肥方式（全部肥料一次性底施）为对照（ＣＫ）。结果表明，与传统施肥相比，滴灌配施钾肥显著增加了玉米干物质积累量和籽粒产量，各器官干物质积累分配模式也得以优化，同时控制株高和重心高度、缩短基部节间、增加基部节间的直径、干质量从而使单位长度干质量显著增加。玉米茎秆的抗弯曲力、．．．

针对河北省高产夏玉米倒伏问题,选用不同抗倒性品种XY335、XD20和JD28,设置旋耕直播、免耕直播、旋耕直播+培土和免耕直播+培土4个处理,并分析了不同耕作措施下玉米茎秆形态特征、机械强度和产量变化。结果表明,旋耕处理能明显降低株高、穗位、重心和基部节间长粗比,显著增强茎秆抗拉力和基部节间机械强度,倒伏率最低,但穗粒数较少,粒质量与产量较低;免耕直播处理JD28、XY335和XD20的倒伏率分别为0,11.2%,10.6%,抗倒伏能力仅次于旋耕,穗粒数、粒质量及产量最高;拔节期培土明显增加株高、穗位、重心和基部节间长粗比,降低茎秆抗拉力和基部节间机械强度,其中,免耕直播+培土下XY335和...

抗倒伏能力的合理评价在玉米生产中非常重要。为了解当前国内外玉米抗倒伏能力常用的评价方法（茎秆质量评价、根系评价、田间风洞测试和田间原位测试）及其相关仪器设备的研究进展，基于中国知识资源数据库（CNKI）和国家知识产权局专利检索数据库，以“玉米”、“抗倒伏”为关键词，检索了1990—2020年文献资料，进行归纳和总计，并比较分析了不同评价方法的相对优势和改进方向。结果表明：1）田间原位无损测试能够模拟不同风速下的植株受力情况，测试效率高且使用成本低，在玉米抗倒伏能力评价中具有较好的应用前景；2）明确单株与群体、生物力学与实际风速的关系，通过单株的抗倒伏力的实时动态变化去反映群体抗倒伏力，是未来玉米抗倒伏能力评价的发展方向；3）研制田间原位无损测试专用仪器，结合多年、多点、多生态区、多气候条件田间测试，建立原位无损定量评价指标体系，制定技术标准，是未来玉米抗倒伏能力无损评价的重要研究内容。本研究进展综述可为玉米抗倒伏能力的合理评价及为田间原位无损测试植株抗倒伏仪器的研制和应用提供依据。

【目的】倒伏是玉米高产的重要限制因素之一。本研究旨在探讨大田淹水对夏玉米抗倒伏性能的影响。【方法】以登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为试验材料,设置大田淹水时期(三叶期、拔节期、开花后10 d)和淹水持续时间(淹水3 d和6 d)处理,研究淹水对夏玉米茎秆形态、穿刺强度、弯曲性能及其显微结构的影响。【结果】淹水后夏玉米基部第3茎节变细,茎秆穿刺强度降低,三叶期淹水6 d造成的影响最大,DH605和ZD958的穿刺强度分别较CK下降32.53%和42.73%;茎秆的皮层厚度和维管束内部厚壁细胞厚度变薄,维管束数目减少。三叶期和拔节期淹水对其影响大于开花后10 d淹水,淹水持续时...

为明确小麦茎秆基部第2节形态及结构特征与抗倒伏关系，发掘抗倒伏关键茎秆形态指标及数量性状基因座位点(QTL)。以120份RILs家系为研究材料，分别测定2020,2021年茎秆强度及基部第2节间长度、茎粗、壁厚、纤维素含量和木质素含量等指标，开展多元回归分析，并结合55K SNP芯片进行QTL定位分析。结果表明，茎秆强度与基部第2节间茎粗和壁厚呈显著或极显著(P<0.01)正相关(P<0.05),与基部第2节间纤维素含量和木质素含量呈极显著正相关(P<0.01)。多元回归分析表明，基部第2节间纤维素含量是影响小麦茎秆强度的关键指标。基于55K芯片关联分析结果，在1A、1D、2B、2D、4D、5A、5B、5D和7B等染色体上共检测到19个与茎秆性状相关的QTLs,解释了7.67%～65.33%的表型变异。在1D染色体上，与标记AX-110771095和AX-109431570连锁的QTL位点同时控制基部第2节间长、壁厚及纤维素含量3个性状，解释了7.96%～10.76%的表型贡献率。

针对河北省高产夏玉米倒伏问题,以先玉335(XY335)和金海5号(JH5)为试验材料,通过设置6.75万,8.25万,9.75万株/hm2这3个密度梯度,研究了化学调控对玉米植株农艺性状、基部节间形态特征、力学性状、化学组分及产量的影响。结果表明,化学调控能显著降低植株高度、穗位、重心高度,缩短节间长度,增加节间粗度、降低长粗比值,显著增加茎秆可溶性糖含量、粗纤维含量和含钾量,同时基部节间硬度、抗折力和植株抗拉力值也显著提高,最终明显降低倒伏率。化控处理明显提高了高密条件下夏玉米产量。

【目的】针对黄淮海平原区夏玉米倒伏严重的问题,探讨不同施氮时期对夏玉米茎秆发育及倒伏情况的影响,以期为黄淮海平原区高产夏玉米氮素管理、提高夏玉米植株抗茎倒伏能力提供理论依据。【方法】以不同植株形态的玉米品种先玉335(XY,高秆低穗位型)、浚单20(XD,中秆高穗位型)和京单28(JD,中秆低穗位型)为试验材料,每个品种设种肥(N1)、苗肥(N2)、拔节肥(N3)、大喇叭口肥(N4)和抽雄肥(N5)5个施氮时期处理,以不施氮肥(N0)为对照,研究施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学和机械力学特征以及田间倒伏

【目的】研究群体密度对玉米茎秆强度及相关生理指标的影响,以揭示玉米倒伏机制,为玉米抗倒伏高产栽培和育种提供理论依据。【方法】以抗倒伏性能不同的2个玉米品种先玉420(抗倒伏性能差)和益丰29(抗倒伏性能好)为试验材料,设定5,6,7,8,9,10和11万株/hm2 7个群体密度处理,分别在抽雄期(07-23)和灌浆初期(08-05),测定玉米基部向上第3,4和5节间木质素含量及关键合成酶活性和茎秆强度,同时分析茎秆强度与各项生理指标的相关性。【结果】随着群体密度的增加,2个玉米品种第3到第5节各项指标均呈现先增加后降低的变化,第3和第4节各项指标随群体密度的变化较第5节敏感;益丰29各节位茎秆...

为了解不同种植行向玉米对遮荫的反应，设置东西行向和南北行向２种种植方式对郑单９５８在１２展叶（大喇叭口）－抽雄期前遮荫的反应进行了初步研究。结果表明：不同行向下玉米对遮荫反应趋势一致，玉米的穗长、穗粗和行粒数降低，但东西行向处理秃尖长度高于南北行向；玉米遮荫期间发育的叶片比叶面积提高，抽雄吐丝时间延迟，灌浆速率下降，最终导致千粒质量下降，产量降低，但不同行向玉米以南北行向较东西行向对光照反应较为敏感，自然光照下南北行向产量高于东西行向，但遮荫后却显著低于东西行向，这主要源于遮荫后玉米正值发育阶段的叶片叶面积下降，比叶面积提高，用于籽粒产量提高的光合产物减少而影响了产量增加，因此，采用东西行向种．．．