灌漿期高溫干旱脅迫影響糯玉米籽粒產(chǎn)量形成的生理機(jī)制.pdf

1、高溫干旱是南方玉米生產(chǎn)易遭遇的主要非生物逆境。本文以國家南方糯玉米區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種蘇玉糯5號(hào)和渝糯7號(hào)為材料，研究了灌漿期高溫與高溫干旱脅迫對(duì)糯玉米植株物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)，葉片光合、衰老與抗氧化酶活性，籽粒灌漿，可溶性糖、淀粉和蛋白質(zhì)積累與相關(guān)酶活性以及內(nèi)源激素含量的影響。主要結(jié)論如下:
　　1干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)和籽粒灌漿
　　灌漿期高溫和高溫干旱脅迫顯著降低每穗粒數(shù)、粒重和產(chǎn)量，蘇玉糯5號(hào)和渝糯7號(hào)高溫下分別降低了15.0％、19

2、.4％、40.1％和15.9％、8.2％、26.8％，高溫干旱下分別降低了29.8％、30.7％、53.0％和28.2％、23.0％、47.4％，表明蘇玉糯5號(hào)較渝糯7號(hào)對(duì)逆境脅迫敏感。灌漿期高溫脅迫減少了花后干物質(zhì)積累量、花后營養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)運(yùn)量及其對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率，增加了花前營養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率及其對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率，且高溫干旱下脅迫加劇。灌漿期高溫與高溫干旱脅迫降低了籽粒干重、鮮重、鮮籽粒體積和籽粒含水率，表明灌漿進(jìn)程受抑，灌漿期

3、縮短，且高溫干旱脅迫效應(yīng)較大。
　　2葉片光合特性
　　灌漿期高溫脅迫降低了葉片SPAD值、含水率、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和核酮糖二磷酸羧化酶活性，進(jìn)而導(dǎo)致葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、PSⅡ潛在光化學(xué)效率和PSⅡ原初最大光能利用效率降低，胞間CO2濃度和初始熒光上升。高溫干旱脅迫對(duì)葉片光合特征參數(shù)影響大于高溫脅迫。
　　3葉片衰老
　　葉片衰老過程中，可溶性蛋白、葉綠素和類胡蘿卜素含量，抗氧化酶（過氧化氫酶

4、、過氧化物酶和超氧化物歧化酶）活性先升后降，丙二醛含量逐漸升高。灌漿期高溫與高溫干旱降低葉片可溶性蛋白、葉綠素和類胡蘿卜、素含量及抗氧化酶活性，增加葉片丙二醛含量。高溫干旱對(duì)葉片衰老相關(guān)參數(shù)影響大于高溫脅迫。
　　4籽粒組分積累與相關(guān)酶活性
　　灌漿期高溫脅迫下籽?？扇苄蕴呛?-15DAP升高、20DAP降低，25-30DAP與常溫相似，高溫干旱脅迫下糖分積累顯著受抑。高溫脅迫下籽粒淀粉積累15DAP前較快，高溫干旱脅迫下

5、10DAP前淀粉積累較快，之后顯著受抑。蛋白質(zhì)含量10-15DAP前脅迫條件下較低，后期脅迫條件下增加且高溫干旱脅迫下增幅較大。灌漿期高溫與高溫干旱脅迫顯著影響籽粒組分合成相關(guān)酶活性。蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合酶（合成方向）活性在脅迫條件下顯著降低且高溫干旱下降幅較大，而蔗糖合酶（分解方向）活性15DAP前脅迫條件下升高，升幅渝糯7號(hào)高溫干旱下較大，蘇玉糯5號(hào)高溫下較大，20DAP后各處理間無顯著差異。ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分

6、支酶活性在脅迫條件下均顯著降低，且高溫干旱脅迫下降幅較大。谷氨酰胺合成酶活性脅迫條件下顯著降低且高溫干旱下降幅較大。谷氨酸合酶活性各時(shí)期高溫下顯著升高，且5-10DAP高溫干旱下升幅較大，后期表現(xiàn)因品種和年度而異。
　　5籽粒內(nèi)源激素含量
　　灌漿期高溫和高溫干旱脅迫使籽粒中生長素、細(xì)胞分裂素和玉米素前期升高，后期降低。生長素前期升幅2014年度高溫下較高，2015年度高溫干旱下較高，后期降幅高溫干旱下較大。細(xì)胞分裂素前期高

7、溫下升幅較大，后期降幅渝糯7號(hào)高溫下較大，蘇玉糯5號(hào)高溫干旱下較大。玉米素前期升幅高溫下較大，后期降幅高溫干旱下較大。脫落酸含量脅迫條件下顯著增加且高溫干旱下增幅較大。赤霉素含量在各時(shí)期脅迫條件下亦顯著升高，渝糯7號(hào)升幅前期高溫下較大，后期高溫干旱下較大，蘇玉糯5號(hào)年度間表現(xiàn)不一。乙烯含量?jī)善贩N高溫干旱下各時(shí)期顯著降低，高溫下5-25DAP時(shí)高于對(duì)照。
　　綜上，灌漿期高溫和高溫干旱脅迫增加了籽粒敗育數(shù)量，抑制了籽粒生長，縮短了籽

8、粒灌漿期并降低粒重，進(jìn)而降低籽粒產(chǎn)量。灌漿期高溫和高溫干旱脅迫通過降低葉片含水率、SPAD值、光合酶和抗氧化酶活性，抑制葉片光合作用，加快葉片衰老，減少光合同化物供應(yīng)。灌漿期高溫和高溫干旱降低了淀粉合成相關(guān)酶，谷氨酰胺合成酶，蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合酶（合成方向）活性，增加了蔗糖合酶（分解方向）和谷氨酸合酶活性;生長素、細(xì)胞分裂素和玉米素含量前期脅迫條件下顯著升高，后期降低;而赤霉素和脫落酸含量脅迫條件下顯著升高，乙烯含量高溫干旱脅迫下顯