新型植物生长调节剂对华北平原玉米生长与倒伏的调控机制

发布时间：2020-10-14 07:20

　　 春玉米取代部分冬小麦-夏玉米轮作体系,可以缓解华北平原水资源短缺问题,而春玉米产量增加的主要障碍是灌浆期高温胁迫,同时华北平原复杂的天气变化又增加了玉米倒伏的风险。施用植物生长调节剂是提高作物抗逆性和控制倒伏的有效措施。本研究于2015-2016年在田间条件下研究了新型植物生长调剂1-(2,4-二氯甲酰基环丙羧酸)B2缓解春玉米灌浆期高温胁迫的影响;于2016-2017年在田间条件下研究了冠菌素(COR)对玉米抗倒伏能力的影响及不同基因型玉米对COR的敏感性差异,在温室条件下研究了 COR对玉米节间生长相关基因的调控机制,以期为华北平原玉米高产高效抗逆减灾可持续栽培技术体系提供理论依据。主要研究结果如下:1.B2缓解春玉米灌浆期高温胁迫的效应机理。B2通过增加千粒重和减小秃尖长显著增加了春玉米产量,增产8.5%。B2显著增加了春玉米穗位叶SPAD值和ABA含量,提高了净光合速率和耐热性;B2显著提高了籽粒灌浆速率,增加了籽粒体积和籽粒干重,有利于促进产量的提高;此外,B2显著降低了株高和穗位高,而ABA对此无影响。B2与ABA具有相似的生物活性,有利于春玉米在高温胁迫下维持较高的光合能力、籽粒灌浆速率和耐热性,从而稳定地提高了产量。2.COR抗倒伏的效应机理。COR显著降低了先玉335和郑单958的株高、穗位高、单株叶面积、基部节间长度和节间干重,显著增加了基部节间直径、抗折断力、单位节间干重和结构物质含量,且随着COR浓度的增加效应越显著。COR促进玉米根系生长,随着COR浓度的增加,显著改善了根部性状。先玉335和郑单958对COR的敏感性不同,先玉335抗倒伏的最适浓度为10μmolL-1,郑单958抗倒伏的最适浓度为1μmolL-1。综合来看,在生产应用中既能延缓节间伸长、增强节间性能、提高植株抗倒伏性能,又能增加产量的COR最适浓度范围为 1-10 μmol L-1。3.不同基因型玉米对COR的敏感性差异及转录组分析。筛选出对COR敏感的自交系为:Mo17、B73、87-1和PH6WC,研究COR调控节间伸长效应机制的最适COR浓度为10μmol L-1。利用转录组测序技术获得了 COR调控玉米节间生长差异表达基因的图谱,发现在不同时间点和不同部位COR诱导的差异表达基因及参与的生长发育过程,为后续研究工作提供了依据。
【学位单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S513
【部分图文】：

抗逆境胁迫（Ｚｅｅｖａａｒｔｅｔａｌ．，?１９８８）。植物激素ＡＢＡ在细胞内的信号转导涉及信号的受体ｉＲ别、??第二信使传递、可逆蛋白磷酸化、逆境基因表达、ＲＮＡ代谢以及氧化还原调控等多种机制，是??一个复杂的信息传递网络（图１－２）。??Ｐｌａｓｍａ?ｍｏｍｉｘ，ｍｏ?Ｉ?ＡＡＡ??ＮＡＯＰＨ?????网视—??＼＼?－?－ＰＡ??峨５１?？［?ＡＢＡ?ＰＰ２Ｃ?，?＼｜?．Ｃ＾??他咖＊?＊?１?．?，?ＭＡＰＫ，?＼?＝??＇?急ｍ??—?…＾??二?礞４?Ｇｅｎｅ＾－－??Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ??—?ｍＲＮＡ??｜?Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ??＿输一妙??图１－２ＡＢＡ细胞内信号转导机制（Ｓａｇｉ?ｅｔａ丨．，２００２）??Ｆｉｇ．?１－２?Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＢＡ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｉｎｔｏ?ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｅｌｌｕｌａｒ?ＡＢＡ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?（Ｓａｇｉ?ｅｔ?ａｌ．，?２００２）??３??

?Ｓｅｐ?Ｏｃｔ??图２－３?（Ａ）?２０１５年吴桥春玉米季日平均气温（线）和日降雨量（柱）（Ｂ）?２０１６年吴桥春玉米季日平均气温（线）??和日降雨量（柱）??Ｆｉｇ．２－３?（Ａ）?Ｄａｉｌｙ?ｍｅａｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（Ｌｉｎｅ），?ａｎｄ?ｄａｉｌｙ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?（Ｂａｒ）?ｄｕｒｉｎｇ?ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉｚｅ?ｇｒｏｗｉｎｇ??ｓｅａｓｏｎｓ?ｉｎ?２０１５?ａｔ?Ｗｕｑｉａｏ．?（Ｂ）?Ｄａｉｌｙ?ｍｅａｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（Ｌｉｎｅ），?ａｎｄ?ｄａｉｌｙ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?（Ｂａｒ）?ｄｕｒｉｎｇ??ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉｚｅ?ｇｒｏｗｉｎｇ?

ｏｆ?ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉｚｅ?ｉｎ?２０１５?（Ｂ）?Ｓｕｐｅｒｉｏｒ?ｇｒａｉｎ?ｖｏｌｕｍｅ?ｏｆ?ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉｚｅ?ｉｎ?２０１５?（Ｃ）?Ｉｎｆｅｒｉｏｒ?ｇｒａｉｎ?ｖｏｌｕｍｅ?ｏｆ?ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉｚｅ??ｉｎ?２０１６?（Ｄ）?Ｓｕｐｅｒｉｏｒ?ｇｒａｉｎ?ｖｏｌｕｍｅ?ｏｆ?ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉ／ｃ?ｉｎ?２０１６??喷施Ｂ２和ＡＢＡ显著提高了高温胁迫下春玉米籽粒的体积，如图２－７所示，授粉后０－２８ｄ??籽粒体积快速增长，籽粒体积逐渐增大，授粉后３５ｄ籽粒体积增长缓慢，平均軒？粒体积均表现??为ＡＢＡ＞Ｂ２＞Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１５年与２０１６年籽粒体积变化趋势基本一致。高温胁迫下授粉后３５ｄ，??Ｂ２和ＡＢＡ处理弱势粒体积在２０１５年分别比对照增加了?６．９％和１２．０％，?２０１６年增加了?４．７％和??８．６％；?Ｂ２处理较对照强势粒体积２０１５年和２０１６年分别增加了?３．２％和丨．０％，?ＡＢＡ处理分别??增加了?６．８％和２．６％。说明喷施Ｂ２和ＡＢＡ能够增加玉米籽粒体积
【参考文献】

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3 TAO Zhi-qiang;CHEN Yuan-quan;LI Chao;ZOU Juan-xiu;YAN Peng;YUAN Shu-fen;WU Xia;SUI Peng;;The causes and impacts for heat stress in spring maize during grain filling in the North China Plain——A review[J];Journal of Integrative Agriculture;2016年12期

4 解美佳;殷丽华;刘涛;郑殿峰;周雅芳;冯乃杰;刘春娟;;植物生长调节剂对寒地春玉米形态指标和产量的影响[J];黑龙江八一农垦大学学报;2016年03期

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6 程云;王枟刘;杨静;张子学;刘正;李文阳;;种植密度对夏玉米基部节间性状与倒伏的影响[J];玉米科学;2015年05期

7 王庆燕;叶德练;张钰石;李建民;张明才;李召虎;;种植行向对玉米茎叶形态建成与产量的调控效应[J];作物学报;2015年09期

8 叶德练;王玉斌;周琳;李建民;段留生;张明才;李召虎;;乙烯利和氮肥对夏玉米氮素吸收与利用及产量的调控效应[J];作物学报;2015年11期

9 张倩;张明才;刘明;谭伟明;肖佳雷;来永才;李召虎;段留生;;氮肥-生长调节剂对寒地春玉米植株形态及产量的互作效应研究[J];中国农业大学学报;2014年05期

10 张倩;周繁;赵威;谭伟明;李炜;来永才;张明才;李召虎;段留生;;新型膦酸盐类化合物(DHEAP)对春玉米植株性状及产量的影响[J];农药学学报;2014年03期

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3 叶德练;乙烯利和氮肥运筹对玉米氮素吸收利用和基部节间生长的调控研究[D];中国农业大学;2015年

4 张倩;调节剂对不同密度和氮肥水平下寒地春玉米茎秆质量与产量形成的调控机制[D];中国农业大学;2014年

5 周于毅;冠菌素对小麦耐热性的调控效应及生理机制[D];中国农业大学;2013年

6 周繁;基于Pyrabactin的ABA功能类似物设计、合成及其生物活性[D];中国农业大学;2013年

本文编号：2840369