海南南繁生态区玉米自交系雄穗发育动态研究.pdf
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1、陕西农业科学():./.海南南繁生态区玉米自交系雄穗发育动态研究许海涛彭舜磊王文文冯晓曦郭海斌张军刚许 波王成业(.驻马店市农业科学院/河南省玉米产业技术体系驻马店综合试验站河南 驻马店.许昌学院 城市与环境学院河南 许昌.平舆县农业科学技术试验站河南 平舆)摘 要:为探明海南南繁生态区玉米自交系雄穗发育动态以 个不同类型玉米自交系、为试验材料研究了玉米自交系雄穗鲜重、雄穗体积发育动态雄穗逐日开花与逐时开花规律及雄穗逐日散粉特点 结果表明:雄穗鲜重发育呈现先上升后下降趋势雄穗发育第 鲜重变化不大第 天鲜重迅速增加第 天稍有下降玉米自交系雄穗鲜重与发育日数间经拟合附合二次多项式数量关系雄穗体积与
2、雄穗鲜重变化趋势不同随雄穗发育进程的推进呈先升高后下降最后又升高的变化趋势雄穗开花可持续 第 为盛花期超过开花总量 第 开花较少第 天开花数急剧增加第 天开花数显著降低、雄穗开花数量较少、雄穗开花数量迅速增加其开花数超过当日总开花数 开花数有所下降 之后开花数显著减少逐日散粉量随散粉日数的推进呈现先升高后下降趋势散粉后 达最大峰值散粉持续 与逐日开花规律基本一致 雄穗鲜重第 天增加快雄穗体积与雄穗鲜重变化趋势不同开花可持续 第 天为盛花期:、:开花数量较多逐日散粉量随散粉日数的推进呈现先升高后下降趋势散粉后 达最大峰值散粉持续 与逐日开花规律相同关键词:玉米自交系雄穗雄穗鲜重雄穗体积逐日开花逐
3、日散粉中图分类号:.文献标识码:文章编号:()收稿日期:修回日期:基金项目:河南省科技攻关计划项目()河南省重大科技专项()河南玉米产业技术体系驻马店综合试验站建设项目()第一作者简介:许海涛()男河南上蔡人副研究员主要从事玉米遗传育种与栽培技术研究王文文同为本文第 作者通信作者:彭舜磊 (.):.:.:玉米(.)为雌雄同株异位、异花授粉作物也是杂种优势利用的典型作物雄穗着生于玉米植株顶端风媒传粉自然异交率高 雄穗散粉期间其开花时期长短、每天开花时长以及花粉量的多少直接决定玉米产量的高低 而花粉活力的高低又直接决定玉米授粉受精过程对穗粒数产生重要影响进而影响到最终产量 雄穗花粉授粉与花丝受精能
4、力自交系间存在差异同一自交系雌穗受精能力与雄穗授粉能力呈现正相关关系 玉米雄穗具有特殊的分化生长发育规律雄穗发育的优劣受多种因素的影响同进对籽粒的形成起决定性作用 近年来气候变暖发生高温极端天气的频率显著增加高温阻碍玉米雄穗发育进程 延迟了雄穗散粉 授粉过程受阻开花期高温显著降低了雄穗分枝、主轴小花数分枝的小花密度减少日散粉量显著下降缩短了散粉时期花粉活力急剧下降结实的穗粒数减少 玉米雄穗受遗传因素以及温度、光照、水分、种植群体等环境因素的综合影响影响到雄穗发育速率和进程 霍仕平研究表明同一环境下不同熟期玉米品种雄穗的分化发育速率也不相同早熟型品种雄穗分化快于晚熟型品种雄穗分枝数与种子繁殖特性
5、有关 徐洪文等指出雄穗分枝的数量决定了雄穗大小及花粉量与产量呈现负相关性雄穗过大则会消耗过多营养而且严重遮荫低层群体通风透光能力降低 张芳魁等研究发现雄穗主轴长度对茎秆抗折断力呈现较大正向的直接作用效应与茎秆抗折断力呈现极显著正相关性 冀华等研究认为在一定适宜温度范围内玉米雄穗才能分化发育当天平均温度超过雄穗分化开始温度相对越高分化速率越快温度过高则会限制雄穗分化与散粉性冯晔等也发现高温对雄穗分化发育进程产生影响当温度持续大于 时导致雄穗分枝变短、数量降低、小花出现退化、花药瘪瘦、部分花药不开裂 前人研究主要侧重于我国大陆生态区温度、水分等环境条件对玉米雄穗分化发育、花粉活力的影响而在海南南繁
6、生态区有关玉米自交系雄穗发育尚未见报道 当前我国玉米育种工作中为加快育种进程在海南三亚、乐东、陵水、崖州、南滨、梅山、九所、利国、黄流、乐罗等地进行二环系材料加代、自交系繁育、种质改良、杂交制种已成常态化但至今还未见南繁生态区玉米自交系雄穗发育特征方面的研究 本研究旨在探明海南南繁生态区不同基因型玉米自交系雄穗鲜重、雄穗体积、雄穗开花、雄穗散粉等典型特征的发育规律明确雄穗与雌穗协调发育的合理结构深入探讨雄穗逐日开花、逐日散粉的变化特点以期为解决杂交制种花期不遇、打破父母间的空间和时间隔离提供技术支撑 材料与方法.试验地概况试验于 年 月至 年 月、年 月至 年 月在海南省乐东黎族自治县九所镇南
7、繁基地进行(乐东九所 )海拔高度 该区位于海南岛的西南部属于热带季风型气候热量丰富光照充足冬春季节干旱且无有效降雨土壤质地为砂质陕西农业科学 年第 卷第 期壤土砂质含量.试验材料供试 个玉米自交系材料分别为 、包含四大类群的 类、类、塘四平头类、旅大红骨类其中 属于 类种群、属于 类种群 属于 类种群 属于塘四平头类种群 属于旅大红骨类种群均有驻马店市农业科学院玉米研究所提供.试验设计 个自交系材料采取随机区组试验排列参照当地起垄栽培模式试验地旋耕后牛工犁起垄增厚耕作层提高地温利于排水同时防止风蚀先用牛工犁开 行沟复合肥()/作为基肥集中施于沟内再于沟两侧向沟内翻犁 犁形成垄用钉耙整平垄面垄间
8、距 垄高 试验分别于 年 月 日、年 月 人工播种 分别于 月 日、月 日出苗密度为.株/次重复南北行向种植行长 行距.行区小区 面 积 周 围 设 行 保 护 行 试 验于追施尿素()/追施复合肥()/全生育期干旱无有效降水以人工喷灌为主其它管理同当地生产.测定项目与方法.雄穗发育动态的测定 各处理选取雄穗长势基本一致的植株 株于:对雄穗进行剥离迅速放入洁净干燥的自封袋中并快速置于冰盒内以备测定雄穗鲜重、体积每隔 测定 次用排水法测定雄穗体积.雄穗逐日开花动态的测定 各处理选取雄穗长势大小基本相同的植株 株雄穗开花始日每天 调查小花开花数当日调查之后用镊子剔除开过的小花避免影响第 天调查直至
9、开花终日为止.雄穗逐时开花动态 各处理选取雄穗有代表性的植株 株去除前 开过小花开花始第天从 开始每隔 调查每株雄穗开过的小花数量直到 结束.雄穗逐日散粉量 各处理雄穗开花前 选取生长一致的植株 株用羊皮纸袋套取雄穗把纸袋开口端包紧雄穗的主轴用曲别针固牢防止花粉泄露次日 收集纸袋内花粉并更换新的纸袋花粉混合物过筛除去杂物过筛后花粉放入洁净自封袋内干燥后称重(.天平)每 取样至散粉终止.数据分析采用 对数据进行统计分析.进行作图 结果与分析.玉米自交系雄穗鲜重发育动态由图 可见雄穗鲜重发育呈现先上升后下降趋势 雄穗发育第 天鲜重变化不大第 天鲜重迅速增加第 天稍有下降这与开花后期花粉飘散、颖片脱
10、落有关 不同自交系间雄穗鲜重发育差异显著(表)第 天雄穗鲜重逐渐增加第 天达到峰值之后显著降低其发育时长显著高于其它玉米自交系、雄穗发育第 天其鲜重达到最大值第 天显著下降 、雄穗鲜重第 天逐渐增加第 天达到最高峰第 天缓慢下降 玉米自交系雄穗鲜重与发育日数间经拟合附合二次多项式数量关系 其中式中、为常数 为发育日数自交系雄穗鲜重与发育日数间的数学模型见表 、附合二次多项式数量关系图 玉米自交系雄穗鲜重发育动态许海涛等:海南南繁生态区玉米自交系雄穗发育动态研究表 雄穗鲜重数据方差分析年份变异来源截距自交系生育日数自交系 生育日数误差总变异自由度 年均方差 .检验值 .显著性.自由度 年均方差
11、.检验值 .显著性.注:表示差异达显著水平(.)表示差异达极显著水平(.)下同表 玉米自交系雄穗鲜重和生育日数间拟合数学模型自交系 年 年拟合方程拟合方程 .玉米自交系雄穗体积发育动态图 玉米自交系雄穗体积发育动态表 雄穗体积数据方差分析年份变异来源截距自交系生育日数自交系 生育日数误差总变异自由度 年均方差 .检验值 .显著性.自由度 年均方差 .检验值 .显著性.陕西农业科学 年第 卷第 期 由图 可知不同自交系间雄穗体积发育差异显著(表)雄穗体积与雄穗鲜重变化趋势不同随雄穗发育进程的推进呈先升高后略有降低最后又有所升高的变化趋势.第 随雄穗发育逐渐增大第 达到最大值后又显著下降 雄穗体积
12、呈现典型抛物线型变化趋势第 雄穗体积逐渐上升第 又缓慢 降 低 后 期 显 著 低 于 其 它 自 交 系、与 雄穗体积分别于第 、第 随雄穗发育逐渐上升、雄穗体积第 达到顶峰 雄穗体积第 达到顶峰之后略有降低 雄穗体积第 相近变化不大与其鲜重变化相同但三者第 雄穗体积又略高于前期 雄穗体积第 达到最大值显著低于其它时期.玉米自交系雄穗逐日开花动态图 玉米自交系雄穗逐日开花动态表 雄穗逐日开花数据方差分析年份变异来源截距自交系生育日数自交系 生育日数误差总变异自由度 年均方差 .检验值 .显著性.自由度 年均方差 .检验值.显著性.由图 可知不同玉米自交系雄穗开花差异显著(表)呈先增加后降低趋
13、势每日开花量存在一定差异雄穗持续开花 第 天为其盛花期 超过开花总量 自 交 系、雄穗开花数峰值出现开花后第 、则出现开花后第 、出现在开花后第 天 第 天开花数远大于其它自交系 、开花后第 天显著降低第 天则降到 朵以下 开花后第 天开花数显著降低第 天则降到 朵以下第 天平均不到 朵 不同玉米自交系间日开花数差异显著 开花较快但开花持续时间最短为 开花数集中第 天前期开花数较少但开花持续时间最长为 、开花持续时间一致均为 .玉米自交系雄穗逐时开花动态由图 可知玉米自交系雄穗逐时开花动态表明自交系间存在显著差异(表)不同自交系雄穗逐时开花数呈先上升后下降的动态变化趋势、雄穗开花数量较少均在
14、朵上下、雄穗开花数量迅速增加其开花数超过当日总开花数 开花数有所下降 之后开花数显著减少 之后开花数均在 朵上下 自交系 、在 、雄穗开花数变化不大自交系 、雄 穗 开 花 主 要 集 中 在 、开花数最大值出现在 而、开花数虽集中在 、而峰值则出现在 各自交系雄穗开花数均在 之后逐渐减少许海涛等:海南南繁生态区玉米自交系雄穗发育动态研究图 玉米自交系雄穗逐时开花动态表 雄穗逐时开花数据方差分析年份变异来源截距自交系生育日数自交系 生育日数误差总变异自由度 年均方差 .检验值 .显著性.自由度 年均方差 .检验值 .显著性.玉米自交系雄穗逐日散粉动态图 玉米自交系雄穗逐日散粉动态表 雄穗逐逐日
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