高油玉米花粉對(duì)普通玉米產(chǎn)量影響的生理機(jī)制.pdf

1、高油玉米“三利用”模式將高油玉米作為授粉者，與雄性不育型普通玉米混合種植來生產(chǎn)商品高油玉米，授高油玉米花粉后普通玉米含油量因花粉直感效應(yīng)而提高，因雜種優(yōu)勢(shì)產(chǎn)量也可能提高。此項(xiàng)技術(shù)在美國已有大面積應(yīng)用于生產(chǎn)，并被杜邦公司注冊(cè)為TC-Blend體系。研究利用此技術(shù)對(duì)提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。本研究以生產(chǎn)上大面積種植的三個(gè)普通玉米品種，以及三個(gè)高油玉米品種為試驗(yàn)材料，深入研究授高油玉米花粉后普通玉米產(chǎn)量的變化，探討高產(chǎn)雜交組合產(chǎn)量提高的

2、生理生化原因及其氮素高效利用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下： 1、授高油玉米花粉后普通玉米產(chǎn)量的變化授高油玉米花粉后，普通玉米雜交當(dāng)代的籽粒產(chǎn)量與普通玉米自交相比，9個(gè)雜交組合中產(chǎn)量提高的組合有4個(gè)，增幅為2.2％～10.9％，其中2個(gè)達(dá)顯著水平(農(nóng)大108×HOM202，農(nóng)大108×HOM115)；產(chǎn)量降低的組合5個(gè)降幅為1％～13％，其中3個(gè)達(dá)顯著水平(農(nóng)大108×HOM4515，SCF03-62×HOM202，SCF03-62×H

3、OM115)。農(nóng)大108接受三個(gè)品種高油玉米花粉后，籽粒產(chǎn)量增減均達(dá)顯著水平。 授高油玉米花粉后，普通玉米生物產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量的變化趨勢(shì)基本一致。從經(jīng)濟(jì)系數(shù)的變化來看，各雜交組合與自交組合間無顯著性差異，同時(shí)相關(guān)性分析表明，籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)(r<'2>=0.998，P=0.0014)大于與經(jīng)濟(jì)系數(shù)的相關(guān)系數(shù)(r<'2>=0.904,P>0.05)，說明授高油玉米花粉后普通玉米籽粒產(chǎn)量的差異主要是由生物產(chǎn)量的差異決定的。

4、 2、授高油玉米花粉后普通玉米含油量與淀粉含量的變化與普通玉米自交組合相比，授高油玉米花粉后普通玉米籽粒含油量顯著提高。普通玉米自交含油量平均為42.0 g·kg<'-1>，雜交授粉組合含油量提高到51.8 g·kg<'-1>～61.2 g·kg<'-1>，平均達(dá)到57.4 g·kg<'-1>。授高油玉米花粉后普通玉米籽粒胚體積增大，胚重增加，這是籽粒胚中含油量增加的主要原因。 授高油玉米花粉后普通玉米的籽粒直鏈淀粉含量

5、下降5.1％～20.9％，支鏈淀粉含量提高0.5％～9.5％。淀粉總量與普通玉米自交相比變化不大。 3、授高油玉米花粉后普通玉米光合特性的變化增產(chǎn)雜交組合果穗葉凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(gs)高于普通玉米自交株，從日變化的情況來看，增產(chǎn)雜交組合的Pn在8：00點(diǎn)之前與16：00之后與普通玉米自交相比差別不大，而光照強(qiáng)度最強(qiáng)的中午前后Pn明顯大于普通玉米自交。 增產(chǎn)雜交組合葉片生理活性較高，表現(xiàn)在：增產(chǎn)雜交組合后期葉面

6、積下降緩慢，葉綠素a+b含量、可溶性蛋白含量提高，PEP羧化酶活性增加；而減產(chǎn)組合的葉片生理特性表現(xiàn)則相反。 4、授高油玉米花粉后普通玉米的根系特性氮虧缺條件下，授高油玉米粉后普通玉米根系干重、根系總體積的下降比例大于自交授粉組合，其中增產(chǎn)組合的根系干重、根系總體積對(duì)缺N的反映小于減產(chǎn)組合。同時(shí)，增產(chǎn)組合的氯化三苯基四氮唑(TTC)還原量下降幅度(9.2％～17.7％)低于減產(chǎn)組合下降幅度(11.5％～26.3％)。說明缺N對(duì)增

7、產(chǎn)組合根系活力的影響小于減產(chǎn)組合。 5、授高油玉米花粉后普通玉米的氮素高效利用機(jī)制授高油玉米花粉后增產(chǎn)雜交組合的氮素農(nóng)學(xué)效率、氮素生理效率、氮收獲指數(shù)和土壤氮依存率均提高，而減產(chǎn)組合的氮素農(nóng)學(xué)效率低于農(nóng)大108自交，氮素生理效率、氮收獲指數(shù)和土壤氮依存率稍高于農(nóng)大108自交。 增產(chǎn)雜交組合產(chǎn)量的提高與葉片光合生理活性的增加、氮素高效利用機(jī)制密切相關(guān)，產(chǎn)量提高的組合其葉片具有較高的光合生理質(zhì)量和氮素利用效率，生物產(chǎn)量提高，