玉米籽粒脱水速率分析种质改良策略,这是一篇与种质论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
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摘 要：玉米生理成熟后籽粒脱水速率对中国北方玉米的品质、产量及储藏加工都具有显著影响,脱水速率也是宜机收品种选育上的重要目标性状.从不同品种间籽粒脱水速率的差异分析、农艺、品质等性状和籽粒脱水速率相关性分析以及玉米籽粒脱水速率遗传研究及QTL定位研究进展3个方面总结了玉米籽粒脱水速率的整体研究情况.结合玉米籽粒脱水速率研究规律,提出了玉米种质改良选育方向.研究结果为高产、优质、脱水速率快玉米杂交种选育提供综合的参考依据.
关键词：玉米；脱水速率；QTL；SSR标记
中图分类号：S513,S330 文献标志码：A 论文编号：2014-0940
引言
作为重要的粮、经、饲兼用作物,玉米在中国经济发展中占有重要的地位.玉米成熟后玉米籽粒成为营养物质积累的主要器官,也是玉米生产利用的主要部分.玉米籽粒发育可分为干物质不断积累的灌浆过程和水分不断减少的脱水过程2个阶段.灌浆时间的长短和灌浆速率2方面影响了玉米灌浆时期的干物质积累,籽粒生理成熟后含水量不断降低的过程即为脱水,脱水是籽粒不同成熟阶段的重要标志.一般认为,玉米籽粒完全成熟收获时的含水量降到23%-24%较为适宜,较高的含水量不但严重影响籽粒产量和品质,而且还在一定程度上增加玉米采收和储存成本.李凤海等分析了玉米不同生育期品种的籽粒脱水速率变化规律,王铁固等研究了不同种植密度对玉米籽粒脱水速率的影响,丁佳琦首次将玉米种质类群和籽粒脱水速率进行相关性分析,Zuber等首次研究了玉米主要农艺性状及穗部性状和籽粒脱水速率的关系,王俊强等进一步将穗部相关性状分解研究和籽粒脱水速率的关系,张立国等首次较全面地分析了玉米品质性状和籽粒脱水速率的关系,向葵嘲、刘显君等深入分析了玉米籽粒脱水速率的遗传规律,利用构建的作图群体定位了自然脱水速率QTL.为了进一步较全面分析影响玉米籽粒脱水速率因素,笔者着重从不同品种间籽粒脱水速率的差异深入分析、籽粒脱水速率和农艺、品质等性状相关性分析以及玉米籽粒脱水速率QTL定位3个方面综述其研究进展,进而提出在玉米高产、优质、脱水速率快品种选育中的利用对策.
1.不同品种间脱水速率的差异
1.1不同熟期玉米品种及品种亲本自交系对籽粒脱水速率的研究
对于不同熟期玉米品种,极早熟玉米品种及生理成熟前后籽粒的脱水速率在品种间存在显著差异,中晚熟材料的平均脱水速率要高于晚熟品种,生理成熟后籽粒脱水速率在杂交种父本间差异极显著,在母本间无差异.但有研究表明杂交种和母本的相关程度大于其和父本的相关程度,存在正反交的差异,和生理成熟早晚无明显相关,受生理成熟时含水量影响较大.玉米自交系间籽粒自然脱水速率存在显著差异,变幅为0.326%-1.371%.玉米不同熟期种质材料在脱水速率上存在显著差异,表现为母本效应和父本效应的差异,和自交系不同类群间有一定联系,筛选出快速脱水材料自交系,可应用于籽粒脱水速率快的品种选育过程中.
1.2玉米生理期、种植密度及种质类群对籽粒脱水速率的影响
在玉米收获期和后期,针对单粒播夏玉米品种脱水速率,鉴定出脱水速率快的玉米品种,可为机械化精密播种技术的研究推广和玉米生产打下基础.种植密度对玉米籽粒含水量和含水率的影响不明显,但不同密度间生理成熟后籽粒平均脱水速率差异显著,通过品种水平上对脱水速率进行选择是有效的.卫勇强等、赵霞等研究表明不同品种的脱水速率在黑色层出现前后有差异,黑色层出现前比黑色层出现后品种间的脱水速率差异大,蜡熟期结束时,玉米的生理活动基本停止,此后作为籽粒在田间的自然脱水干燥主要因素是物理过程,内部结构对脱水速率影响较大.丁佳琦嗍研究了中国不同年代具有代表性的20个玉米单交种及其32份亲本自交系脱水速率相关性状,种植密度对脱水速率影响差异较小,自交系的含水量和干物质积累在不同类群间有明显的差别,唐四平头和兰卡斯特脱水程度高于其他群.种植密度对于玉米不同类群种质材料脱水速率的影响有可能是通过环境因素间接作用表现出来的,对于不同年份、不同试验中所得出的结论有差异,而玉米在生理后期脱水速率显著加快是植物生长后期源库协调主要以生殖发育为中心的结果.
2.玉米籽粒脱水速率和主要农艺性状、籽粒品质性状的关系
2.1玉米籽粒脱水速率和主要农艺性状、穗部性状显著相关
玉米籽粒脱水速率和苞叶性状、穗部性状等相关性较强.玉米较小的果穗有利于快速脱水,和穗长呈显著或极显著相关,苞叶厚度、紧实度、叶片脱落、果皮的渗透性以及籽粒渗透压,都会影响玉米的脱水速率,白色胚乳的杂交种在籽粒含水量上稍高于 胚乳的玉米杂交种.进一步研究表明籽粒脱水速率还和苞叶数量、长短、水分含量、重量、紧实度呈负相关,籽粒类型及大小、果皮透性、穗位高度、叶片伸展速率、籽粒油分含量、生理成熟时籽粒的含水量等对于籽粒的脱水速率也都直接或间接相关.其中,苞叶的含水量和脱水速率为籽粒含水量下降的主要制约因素,穗粗、轴粗、籽粒类型3个性状对玉米籽粒含水量影响较大,同时籽粒脱水速率和穗轴脱水速率呈正相关,和穗轴粗、穗粗、穗长、灌浆持续期、行粒数呈显著负相关.穗粗、轴粗的增加、硬粒型到马齿型,籽粒含水量都会增加,但是判断玉米籽粒快速干燥的能力时,硬粒型和马齿型玉米还尚无一定的结论,但很多人认为生理成熟后马齿型要比硬粒型脱水快,玉米籽粒的灌浆和脱水速率存在正相关关系,选育灌浆速率和脱水速率均高的玉米品种是可以得到的.另外,植株性状影响玉米田间果穗脱水速率,同时果穗脱水速率还和穗行数呈极显著负相关㈣,但生育期、轴粗、百粒重、穗粗对籽粒脱水速率影响的相关性由大变小.玉米株高、穗位高等主要农艺性状影响玉米籽粒脱水速率,但最直接影响籽粒脱水速率还在于其穗部性状的差异.
2.2玉米籽粒脱水速率和主要籽粒品质性状相关
玉米品质性状影响玉米籽粒脱水速率.粗蛋白、淀粉和生理成熟后籽粒脱水速率之间均呈极显著正相关,其中相关系数最大为淀粉和籽粒脱水速率；谷蛋白、清蛋白、胚占体积、脂肪和生理成熟后籽粒脱水速率之间均表现为极显著或显著的负相关,其中脂肪和生理成熟后籽粒脱水速率相关系数最大.Misevie等研究由于控制含油率的基因具有多效性,含油率高的玉米品种生理成熟后籽粒脱水速率一般较慢.
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