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作物杂志,2019, 第3期: 118–125 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.03.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

穗期高温对玉米子粒灌浆生理及产量的影响

付景1,2,孙宁宁1,刘天学1,马俊峰1,杨豫龙1,赵霞2,穆心愿2,李潮海1   

  1. 1 河南农业大学农学院/河南粮食作物协同创新中心/小麦玉米作物学国家重点实验室,450002,河南郑州
    2 河南省农业科学院粮食作物研究所,450002,河南郑州
  • 收稿日期:2018-10-31 修回日期:2019-01-30 出版日期:2019-06-15 发布日期:2019-06-12
  • 通讯作者: 刘天学
  • 作者简介:付景,助理研究员,主要从事作物栽培生理与生理生态研究;
  • 基金资助:
    公益性行业(农业科研专项201203029);国家重点研发计划(2017YFD0301101)

The Effects of High Temperature at Spike Stage on Grain-Filling Physiology and Yield of Maize

Fu Jing1,2,Sun Ningning1,Liu Tianxue1,Ma Junfeng1,Yang Yulong1,Zhao Xia2,Mu Xinyuan2,Li Chaohai1   

  1. 1 College of Agronomy, Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops/State Key Laboratory of Wheat and Maize Crop Science, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2 Cereal Research Institute,Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, Henan, China
  • Received:2018-10-31 Revised:2019-01-30 Online:2019-06-15 Published:2019-06-12
  • Contact: Tianxue Liu

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416

摘要：

为揭示玉米穗期高温胁迫对子粒灌浆生理及产量的影响,以耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种先玉335为试验材料,研究了第9片叶完全展开至抽雄期高温对玉米子粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、激素含量和产量的影响。结果表明,穗期高温处理,郑单958和先玉335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%;2个品种的粒重和灌浆前期的灌浆速率降低,到达最大灌浆速率的时间延迟,灌浆速率最大时的生长量减小,活跃灌浆期延长;灌浆前期子粒淀粉合成酶活性降低;高温对先玉335的影响明显高于对郑单958。高温处理后,2个品种子粒中的生长素、玉米素核苷和赤霉素含量变化趋势一致,均表现为灌浆初期降低,灌浆后期升高,脱落酸含量表现则相反。

关键词: 玉米, 高温胁迫, 子粒灌浆, 酶活性, 激素含量

Abstract:

To reveal the effects of high temperature stress at spike stage on grain-filling physiology and yield of maize, the temperature non-sensitive variety Zhengdan 958 and temperature sensitive variety Xianyu 335 were used as the experimental materials in this study. The results showed that the grain yields of Zhengdan 958 and Xianyu 335 decreased by 11.14% and 25.40%, respectively, compared with the control under high temperature at spike stage. High temperature treatment reduced the grain weight and the grain-filling rate at the early filling stage, delayed the time to reach the maximum filling rate, reduced growth of the maximum filling rate, increased the active filling period and reduced starch synthase activity at the early grain-filling stage of two maize varieties. The effects of high temperature treatment on Xianyu 335 was significantly higher than that of Zhengdan 958. The contents of auxin (IAA), zeatin riboside (ZR) and gibberellin (GA) in two maize varieties showed the same trend after high temperature treatment, which showed that the contents of IAA, ZR and GA decreased at the early filling stage and increased at the late filling stage, while the abscisic acid content followed the opposite trend.

Key words: Maize, High temperature stress, Grain filling, Enzyme activity, Hormone content

图1

平均日温度及相对湿度 CK：自然温度（对照）;T：高温处理。下同"

表1

高温胁迫对玉米产量及相关性状的影响"

品种
Variety		 处理
Treatment		 穗粗(cm)
Ear
diameter		 穗长(cm)
Ear length		 秃尖长(cm)
Bare
tip length		 穗行数
Number of
ear rows		 行粒数
Number of
row grains		 穗粒数
Kernels
per ear		 百粒重(g)
100-kernel
weight		 产量
(t/hm2)
Yield
郑单958 Zhengdan 958 CK 5.10a 19.16a 0.12c 15.61a 36.24a 564.75a 34.98b 11.85b
T 4.99a 18.64a 0.20c 15.17a 35.47b 534.56b 32.84c 10.53c
先玉335 Xianyu 335 CK 4.93a 18.61a 1.06b 15.70a 34.23c 536.92b 38.61a 12.44a
T 4.35b 16.58b 2.56a 14.22b 31.91d 453.07c 34.15b 9.28d

表2

高温胁迫条件下子粒灌浆特征参数"

品种Variety 处理Treatment 决定系数Coefficient of determination Tmax(d) Wmax (mg/粒) Wmax(mg/grain) Gmax [mg/(粒·d)] Gmax[mg/(grain·d)] P (d)
郑单958 Zhengdan 958 CK 0.9945 18.13b 149.30b 12.90b 34.72c
T 0.9973 20.06a 140.36c 11.44c 36.81b
先玉335 Xianyu 335 CK 0.9969 16.93c 162.95a 15.21a 32.13d
T 0.9939 19.77ab 143.53c 11.27c 38.20a

图2

高温胁迫下玉米子粒增重动态和子粒灌浆速率"

图3

高温胁迫对子粒淀粉合成相关酶活性的影响"

表3

子粒淀粉合成相关酶活性与灌浆速率的相关性"

品种
Variety		 处理
Treatment		 淀粉合成相关酶活性Activities of related enzymes to starch synthesis
结合态淀粉合酶GBSS 可溶性淀粉合酶SSS 蔗糖合酶SS 蔗糖磷酸合酶SPS
郑单958 CK 0.891** 0.939** 0.892** 0.890**
Zhengdan 958 T 0.977** 0.948** 0.998** 0.972**
先玉335 CK 0.883** 0.964** 0.938** 0.948**
Xianyu 335 T 0.922** 0.985** 0.963** 0.958**

图4

高温胁迫对玉米子粒激素含量的影响"

表4

子粒中激素含量与2个玉米品种子粒灌浆速率的相关性"

品种Variety 处理Treatment 生长素IAA 玉米素核苷ZR 赤霉素GA 脱落酸ABA
郑单958 Zhengdan 958 CK 0.957** 0.953** 0.959** -0.953**
T 0.955** 0.949** 0.914** -0.896**
先玉335 Xianyu 335 CK 0.982** 0.950** 0.976** -0.935**
T 0.970** 0.945** 0.985** -0.893**
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