廣適性玉米雜交種抗逆穩(wěn)產(chǎn)生理機制研究.pdf

1、廣適性玉米雜交種的主要特點是產(chǎn)量水平高且穩(wěn)產(chǎn)性好、年際間變化小，適宜種植區(qū)域廣、年種植面積大、甚至能夠跨生態(tài)區(qū)種植。它們是推動玉米品種更新?lián)Q代的主力，是提高玉米單產(chǎn)水平的最有效途徑。品種的適應性比雜種優(yōu)勢更重要，玉米品種的產(chǎn)量高低取決于對當?shù)厣鷳B(tài)條件的適應能力。干旱、肥力不足、花期陰雨是是黃淮海地區(qū)影響玉米產(chǎn)量的重要非生物逆境因子。本研究在人工控制條件下，選用適應性不同的玉米品種，研究了干旱、低肥、花期遮陰等3個脅迫因子單一及兩、三重復

2、合脅迫(共7種逆境)對玉米生長發(fā)育的影響，以探索廣適性品種抗逆穩(wěn)產(chǎn)的生理機制。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.多脅迫因子間存在明顯的交互作用，不是單因子效應的累加。低肥、干旱和花期遮陰等因子對產(chǎn)量影響存在交互作用。在兩因素的交互作用中，肥力、干旱、遮陰等三者間的交互作用均達到顯著或極顯著水平。
　　 2.花期遮陰對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響大于低肥和干旱?；ㄆ谡陉?、低肥和干旱單一脅迫造成玉米產(chǎn)量的損失分別為84.48％、51

3、.23％和18.26％。本研究中，7種逆境脅迫降低了13.62％～91.55％的玉米產(chǎn)量。玉米產(chǎn)量在7種逆境脅迫下依次表現(xiàn)為干旱>低肥>低肥干旱>遮陰>干旱遮陰>低肥遮陰>低肥干旱遮陰。復合脅迫對產(chǎn)量的影響大于單一逆境脅迫。
　　 3.廣適性玉米雜交品種對多種逆境具有較高的抗性，沒有明顯的缺陷。對照處理ZD958(鄭單958)的單株產(chǎn)量最高，且在7種脅迫條件下的平均單株產(chǎn)量最高，變異系數(shù)最小，穩(wěn)產(chǎn)性最好；ND108(農(nóng)大108)

4、的變異系數(shù)居第二位，YY22(豫玉22)和ZY9(張玉9號)的變異系數(shù)最大。品種的穩(wěn)產(chǎn)性與它們的抗逆性密切相關。ZD958和ND108對低肥、干旱和遮陰脅迫均具有較好的抗性，因此，產(chǎn)量在不同脅迫間波動小。YY22對遮陰脅迫敏感，ZY9對遮陰和低肥脅迫都較敏感，故產(chǎn)量在不同脅迫間波動大。因此，廣適性玉米雜交種對逆境脅迫沒有明顯的敏感性，表現(xiàn)出廣泛的適應性。
　　 4.廣適性玉米雜交種器官發(fā)育受脅迫影響小。雌雄穗?yún)f(xié)調(diào)發(fā)育是完成受精、

5、籽粒建成的前提。逆境脅迫對不同適應性品種散粉時間的影響很小，對花絲抽出時間的影響大。廣適性玉米雜交種品種ZD958受逆境脅迫花絲抽出時間推遲0.75～7.95d，雌雄穗開花間隔(ASI)增加了1.15～6.60d，在7種逆境脅迫間變異系數(shù)最小，分別為28.13％和22.89％。穗發(fā)育也表現(xiàn)相同的特點，吐絲后2周時7種脅迫條件下ZD958果穗占穗部總鮮重(果穗+苞葉)的平均比例為34.66％，居第三位，脅迫間的變異系數(shù)僅高于ND108。第

6、五次取樣時，ZD958果穗占穗部總鮮重的平均比例最高，為42.87％，變異系數(shù)仍然較小，居第二位。
　　 5.廣適性玉米雜交種的葉綠素含量高且脅迫處理間波動小。逆境脅迫下，5個玉米品種的葉綠素含量降低了11.82％～48.99％，葉綠素a含量變化小于葉綠素b。逆境脅迫解除后，葉綠素含量略有回升。葉綠素含量的降低主要在于葉綠素b含量下降。這也導致逆境脅迫處理后葉綠素a/b值顯著升高。低肥、干旱、遮陰等3種逆境因子及其交互作用對玉米

7、葉片中葉綠素含量的影響基本一致。ZD958的葉綠素含量高且脅迫處理間波動小。
　　 6.廣適性玉米雜交種物質(zhì)積累快、籽粒形成關鍵期的植株生長率高。干物質(zhì)積累和植株生長速率是植株個體生理功能的最終體現(xiàn)。對照處理ZD958的單株干物質(zhì)積累量最大，收獲時較其它品種高10.4％～17.3％，籽粒形成關鍵期的植株生長率最高，為3.32g/(株·d)，高于其它品種4.75％～15.15％，且穗物質(zhì)分配指數(shù)高。逆境脅迫期間(吐絲期)和逆境脅迫

8、處理后(成熟期)廣適性玉米雜交種ZD958的單株干物質(zhì)在7種逆境條件下的變異系數(shù)均為最小，分別為3.94％和8.34％。脅迫處理后各品種穗物質(zhì)分配指數(shù)減小了7.53％～79.0％，ZD958的穗物質(zhì)分配指數(shù)在7種脅迫處理間波動最小。
　　 7.廣適性玉米雜交種物質(zhì)轉(zhuǎn)運調(diào)控能力強。逆境脅迫處理后，莖、葉貯存物質(zhì)都向穗部轉(zhuǎn)運。莖中物質(zhì)轉(zhuǎn)運晚于葉片，且葉片在8種環(huán)境條件下均存在物質(zhì)轉(zhuǎn)運，而莖中的物質(zhì)只有在對照、干旱、低肥和低肥干旱4種

9、環(huán)境條件下存在物質(zhì)轉(zhuǎn)運。廣適性玉米雜交種ZD958葉片對照處理僅有6.52％的物質(zhì)轉(zhuǎn)運，而其它4個品種葉片物質(zhì)的轉(zhuǎn)運率達18.73％～30.58％。逆境條件下，ZD958最多可調(diào)控葉片32.27％的物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，調(diào)控能力大高于其它4個品種。
　　 8.廣適性玉米雜交種的碳氮代謝協(xié)調(diào)。莖、葉、穗中C/N的變化可以反映脅迫對碳氮代謝的影響。莖C/N在低肥遮陰、低肥干旱遮陰、干旱脅迫吐絲期以及遮陰和干旱遮陰脅迫吐絲期和吐絲后3周時降低，