不同类型玉米灌浆过程中籽粒内源激素含量的变化动态

1、不同类型玉米灌浆过程中籽粒内源激素含量的变化动态摘要：选用两个普通玉米（农大108和聊玉20）和两个高油玉米品种（高油202和高油115）为试验材料，对其籽粒发育过程中的内源激素含量变化动态进行了研究。结果表明：HO202的zR和IPA含量的峰值最高，在整个籽粒灌浆前期HO202的GA3含量均低于其它3个品种，灌浆后期含量有所升高。HO202霍浆前期的IAA含量很高，7天左右即达高峰，LY20高峰出现在30天左右，而HO115的IAA含量一直处于逐渐下降趋势；HO202在籽粒灌浆前期的ABA含量较低，但在后期的含量有所升高。玉米高产是单位面积穗数、穗粒数和粒重协调发展的结果，其中粒重是决定产量

2、的最后一个因素。由于其降低无法得到其他产量因素的补偿，因此在高产栽培中粒重就成为影响产量的主要矛盾。在适宜的条件下，籽粒库容建成及充实主要受遗传控制，但在大田条件下，各种环境因素（如温度、水分、光照等）和栽培措施（营养元素、植物生长调节剂、密度、播期等）对粒重的增加也起着调控作用。植物激素作为信息传递物质，在作物的生长发育过程中，尤其是籽粒灌浆过程中，有重要的调控作用。在籽粒发育的不同阶段，内源激素的平衡比例关系都在不断进行着调整，以保证籽粒的正常发育。而且，玉米籽粒品质的形成在很大程度上决定于籽粒中内源激素的平衡和调节。有关水稻、小麦等作物籽粒发育过程中的内源激素含量变化研究较多。而以玉米为

3、材料的研究却鲜有报道。本研究以高油和普通型玉米为材料，比较其在籽粒发育期间内源激素含量的动态变化，并从内源激素含量变化角度来探讨两种类型玉米在籽粒发育期间的生理差异，以期能为玉米的优质育种和超高产栽培提供参考。1 材料与方法1.1 试验设计试验于20072008年在黄淮海区域玉米技术创新中心和作物生物学国家重点实验室进行。选用两个普通玉米(农大108和聊玉20)和两个高油玉米品种(高油115和高油202)，部分性状见表1。6月6日播种，种植密度60000彬hm2每个小区面积144m2(30mx4.8m),随机区组排列，重复3次。于开花期选取果穗发育同步的同一品种玉米进行人工饱和授粉。田间管理保

4、证生育期内良好的肥水供应，共施N540kghm2，P2O5490kghm2，K2O575kghm21.2 测定项目及方法自授粉之日起，分别在5、10、20、30、40、50天时取果穗的中部籽粒，液氮速冻后保存于70超低温冰箱内，用于植物内源激素的分析。籽粒中。IAA、ABA、GAs；ZR、IPA的提取参照何钟佩的酶联免疫法(ELISA)，酶联免疫试剂盒由中国农业大学作物化控实验室提供。同一样品重复5次。激素含量的计算按Weiler等的方法。成熟期考种，测定不同处理产量。1.3 数据处理和分析采用Excel2003进行数据处理和图像制作，用DPSI1.0统计软件进行统计分析。2 结果与分析2.1

5、 籽粒发育期间细胞分裂素含量的变化2.1.1 籽粒发育期间ZR含量的变化由图1可见，4个品种授粉后籽粒中ZR含量变化均呈单峰趋势，授粉10天内ZR含量迅速增加，第10天达最高值，授粉后20天含量明显下降，至授粉后40天达到最低，而后趋于平缓。授粉直至成熟，高油品种H0202的ZR含量均高于HO115ffi两个普通玉米品种。灌浆前期，高油品种HO115WZR含量低于HO202但高于两个普通品种，而灌浆后期则呈现迅速下降趋势，其籽粒ZR含量低于普通玉米品种LY20，30天后与普通品种趋于一致。两个普通品种相比，LY20授粉后的ZR含量一直高于ND103直到25天后两品种趋于一致。4个品种的峰值高低

6、顺序为：HO202>H0115>ND108LY20o图1不同类型玉米灌浆过程中籽粒zR含量的变化2.1.2 籽粒发育期间IPA含量的变化由图1、图2可见，4品种授粉后ZR和IPA两种细胞分裂素的变化趋势相对一致。IPA也是第10天达最高值，授粉后20天明显下降，之后HO11诉口ND108含量又上升，授粉后30天4个品种均呈缓慢下降趋势。4个品种的峰值高低顺序为：HO202AH0115>LY20>ND108如图3所示，授粉后除了HO11矽卜其它3个品种籽粒中GA3含量的变化总趋势大致相同，即在授粉后5天左右含量几乎相同，灌浆始期含量缓慢上升，到授粉后10天左右开始下降，2

7、0天左右达最低后又上升，到30天左右又下降，40天除HO115g慢上升外，其它3个品种均迅速上升，仅H0202在授粉后20天前GAs含量处于下降趋势。各取样时期，4个品种的GA3含量变化表现出明显的差异：在灌浆前期始终是HO11舜口LY20的CA3含量最高，ND108次之，HO202含量最低；灌浆中期仍然以HO115含量最多，HO20才口LY20次之，ND108较少，但品种之间相差不大。2.3籽粒发育期间IAA含量的变化图4表明，玉米籽粒灌浆过程中，4个品种中除HO11解灌浆始期IAA含量较高，之后随灌浆进行含量逐渐降低外，其它3个品种籽粒中IAA含量的变化总趋势都表现为单峰曲线，但杂交种之间

8、存在明显差异。HO20才口ND108两个品种的IAA含量授粉后即急剧上升，其含量高峰几乎同时出现在授粉后10天左右，但HO202的变化比ND10秋，高峰也最高，20天后变化不太明显。LY20从授粉后到10天左右L4A含量变化不太明显，10天后开始急剧升高，30天左右达最高峰，峰值出现最晚。40天后4个品种的IAA含量趋于平缓。2.4 籽粒发育期间ABA含量的变化如图5所示，在整个灌浆过程中，4个品种玉米籽粒中ABA含量变化的差异为：HO202的ABA含量在灌浆始期含量较高，随着灌浆的进程，含量逐渐降低，40天左右后又逐渐升高。ND108和H0115两个品种籽粒中ABA含量的变化总趋势都表现为单

9、峰曲线，即授粉后ABA含量急剧升高，10天左右达到高峰，后迅速下降，到20天左右变化趋于平缓，HO115的峰彳1比ND108高。LY20在籽粒灌浆过程中籽粒ABA含量的变化趋势表现为双峰曲线，授粉后到20天左右ABA含量的变化几乎同ND10J样，20天后下降，到30天左右再次升高，40天左右达到第二个高峰后下降，第二个峰值远小于第一个。2.5不同玉米品种的产量由图6所示，不同玉米品种产量高低为HO202>ND108>LY20>H01153结论与讨论3.1 HO202的ZR和IPA含量的峰值最高，在整个籽粒灌浆前期HO202的GA3含量均低于其它3个品种，灌浆后期含量有所升高。HO2021浆前期的IAA含量很高，7天左右即达高峰，LY20高峰出现在30天左右，而H0115的IAA含量一直处于逐渐下降趋势；HO202在籽粒灌前期的ABA含量较低，但在后期的含量有所升高。3.2 内源激素不仅影响谷类作物开花后籽粒灌浆速率和最终粒重的高低，而且在品质形成上也有较大的调控作用。ZR是细胞分裂素的一种，其主要的生理作用是促进细胞的分裂与分化。本试验结果表明，玉米授粉后10天以内，籽粒ZR含量逐渐增加，10天以后下降；品种之间比较，授粉后5天直到成熟，HO202含量最高，而籽粒脂肪含量HO20漏近最高，可以推测,灌浆期间，籽粒ZR含