不同氮效率基因型玉米籽粒發育差異研究

《不同氮效率基因型玉米籽粒發育差異研究》是依託太原理工大學，由申麗霞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：不同氮效率基因型玉米籽粒發育差異研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：申麗霞
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

籽粒發育對玉米產量的形成至關重要，在現代玉米品種改良中，如何協調籽粒發育和氮素利用效率的相互關係，選育在低氮條件下能正常生長並獲得較高產量的氮高效型玉米品種，是促進玉米高產高效生產、減少氮肥投入、減輕環境污染的關鍵。針對不同氮效率基因型玉米品種而言，其籽粒發育尤其是頂部籽粒的早期發育（決定穗粒數的形成）有何差異？其籽粒發育與氮效率之間有何關係？在籽粒形成關鍵期其穗的碳氮代謝有何不同？對該類問題進行深入研究，對於選育、推廣氮高效型玉米新品種具有重要指導意義。本項目在大田條件下，對不同氮效率基因型玉米（雙高效型、高氮高效型和低氮高效型）在不同供氮水平下籽粒形成關鍵期穗的碳氮代謝、頂部和中下部籽粒在灌漿過程中的動態變化、內部物質代謝和相關酶狀況進行深入研究，揭示不同氮效率基因型玉米籽粒發育的差異及與氮效率之間的相互關係，以期為選育、推廣氮高效型玉米新品種提供理論依據。

結題摘要

不同基因型的玉米品種其氮素利用效率有所不同。在現代玉米生產中協調籽粒發育和氮素利用效率之間的相互關係尤為重要。本項目以不同氮效率基因型玉米（屯玉99、潞玉19、先玉335）為研究對象，在大田條件下設定不同的施氮水平，進行了不同年度的重複試驗，對玉米籽粒發育狀況進行了重點研究。內容包括：籽粒形成關鍵期穗的生長發育、碳氮代謝狀況，頂部和中下部籽粒的灌漿動態，頂部和中下部籽粒灌漿中的內部物質代謝和相關酶狀況，穗發育、籽粒發育狀況與氮素吸收利用的關係。研究表明：①不同氮效率基因型玉米對於氮素的回響度不同。屯玉99和先玉335對氮素的回響度較高，而潞玉19對氮素的回響度較低，合理施氮可以促進玉米籽粒形成關鍵期穗的生長發育和碳氮代謝，但對低氮高效型玉米而言，過量施氮反而會抑制穗的生長發育；②不同氮效率基因型玉米在不同施氮水平下籽粒的發育狀況有所不同。屯玉99為高氮＞低氮＞無氮，潞玉19為低氮＞高氮＞無氮，先玉335為高氮＞低氮＞無氮，但高氮和低氮之間的差別低於屯玉99高氮和低氮之間的差別；③施氮可促進玉米籽粒對氮的吸收，籽粒體積增長速率與全氮積累速率、澱粉積累速率趨勢一致，庫容增加可有效促進籽粒全氮積累，而氮營養的增強又可促進籽粒發育；④屯玉99作為高氮高效型玉米在高氮區間對氮的吸收較好，並且在高氮水平籽粒生長優勢明顯；潞玉19作為低氮高效型玉米在低氮區間對氮較為敏感，且低氮區間適當提高施氮水平可以增加產量，而在高氮水平下玉米產量優勢並不明顯，過高的氮肥可能會導致減產；先玉335作為雙高效型玉米在低氮和高氮區間籽粒發育良好，其中高氮區間的氮肥更能被高效吸收利用；⑤屯玉99適合在高氮條件下種植，潞玉19適合在低氮條件下種植，先玉335對氮的適應性高於其他兩個品種。玉米在不同氮素水平下籽粒的發育狀況與其氮效率狀況表現一致，以上研究結論可以為選育、推廣氮高效型玉米新品種、以及針對不同氮效率的玉米品種進行合理施氮提供理論依據。