UV-B辐射增强对不同基因型玉米生长发育及产量品质的影响

摘要

由于工业化、城镇化的快速发展，排入大气的消耗臭氧层物质愈来愈多，致使到达地表的紫外辐射逐渐增强。而中波紫外(UV-B)辐射对农作物的生长发育、产量品质有很大的影响。玉米是重要的粮食、饲料、工业原料三元作物，开展UV-B辐射增强对其生长发育及产量品质影响的研究，探讨不同基因型玉米抵御UV-B辐射的机制，发掘抗（耐）UV-B辐射的材料，提高玉米品种产量和品质，对于保障粮食安全及农业可持续发展具有重要意义。
　　本研究以73份玉米自交系为供试材料，分别于2013年和2014年，在自然光照条件下设置UV-B辐射增强处理，比较不同基因型自交系产量和品质的变化，筛选抗（耐）UV-B辐射增强的材料。以自交系NX59和NX240为供试材料，比较不同基因型的小孢子及其发育过程在自然光照和UV-B辐射增强胁迫下的异同。以玉米品种农大108和郑单958为供试材料，研究不同铁营养供应对UV-B辐射增强下玉米幼苗叶片中叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响。主要研究结果如下:
　　1、两年试验均显示UV-B辐射增强处理会降低玉米自交系的穗粒重和穗粒数，而对百粒重无显著影响。不同基因型自交系对UV-B辐射增强的反应在穗粒重、穗粒数和百粒重三个性状上表现出很大的差异，多数自交系单株籽粒产量的降低与穗粒数降低有关。UV-B辐射增强会显著增加玉米自交系的籽粒蛋白质含量，而脂肪含量存在着显著的基因型与光照的交互作用，淀粉和赖氨酸含量受影响较小。不同自交系的籽粒蛋白质、脂肪、淀粉和赖氨酸含量对UV-B辐射增强响应存在很大的基因型间差异。年际间的环境变化对玉米自交系籽粒产量性状和品质性状的表现具有很大的影响。
　　2、UV-B辐射增强使供试自交系NX59和NX240的花粉活力下降，异常花粉母细胞发生的频率显著增高;但对花药壁的显微结构和花粉粒的密度没有显著的影响。
　　3、UV-B辐射增强显著提高了农大108和郑单958的抗氧化酶SOD、POD和CAT酶的活性和丙二醛的含量，降低了叶片的叶绿素含量。增加铁营养供应有利于提高玉米叶片的抗氧化能力和叶绿素含量，降低叶片膜质过氧化水平。

目录

声明

摘要

本文所用缩略词及中文对照

1 引言

1．1 研究背景

1．2 UV-B辐射增强对玉米、水稻和小麦等作物产量性状影响的研究

1．2．1 UV-B辐射增强对玉米产量性状的影响

1．2．2 UV-B辐射增强对水稻产量性状的影响

1．2．3 UV-B辐射增强对小麦产量性状的影响

1．2．4 UV-B辐射增强对其他作物产量性状的影响

1．3 UV-B辐射增强对作物品质性状影响的研究

1．3．1 UV-B辐射增强对禾谷类作物品质性状的影响

1．3．2 UV-B辐射增强对其他作物品质性状的影响

1．4 UV-B辐射增强对作物生殖生物学影响的研究

1．4．1 UV-B辐射增强对作物花器官的影响

1．4．2 UV-B辐射增强对作物花粉的影响

1．5 UV-B辐射增强下矿质元素对作物生长的影响

1．6 研究目的、内容及技术路线

1．6．1 研究目的及研究内容

1．6．2 技术路线

2 材料和方法

2．1 试验材料

2．2 试验时间和地点

2．3 试验方法

2．3．1 田间试验

2．3．2 室内光照培养试验

2．4 测定项目和方法

2．4．1 产量性状

2．4．2 籽粒品质性状

2．4．3 小孢子发育的观察

2．4．4 叶绿素含量及抗氧化酶活性等性状的测定

2．5 统计分析

2．5．1 数据统计分析

2．5．2 相对变化率的计算

2．5．3 相对危险率的计算

3 结果与分析

3．1 UV-B辐射增强处理对不同基因型自交系籽粒产量性状的影响

3．1．1 UV-B辐射增强处理对不同基因型自交系穗粒重的影响

3．1．2 UV-B辐射增强处理对不同基因型自交系穗粒数的影响

3．1．3 UV-B辐射增强处理对不同基因型自交系百粒重的影响

3．2 UV-B辐射增强对不同基因型自交系籽粒品质性状的影响

3．2．1 UV-B辐射增强对不同基因型自交系籽粒蛋白质含量的影响

3．2．2 UV-B辐射增强对不同基因型自交系籽粒脂肪含量的影响

3．2．3 UV-B辐射增强对不同基因型自交系籽粒淀粉含量的影响

3．2．4 UV-B辐射增强对不同基因型自交系籽粒赖氨酸含量的影响

3．3 UV-B辐射增强处理对两个玉米自交系小孢子发育的影响

3．4 UV-B辐射增强下不同铁营养供应对玉米幼苗叶片的影响

3．4．1 UV-B辐射增强下不同铁营养供应对玉米叶片叶绿素含量的影响

3．4．2 UV-B辐射增强下不同铁营养供应对玉米叶片丙二醛含量的影响

3．4．3 UV-B辐射增强下不同铁营养供应对玉米叶片SOD酶活性的影响

3．4．4 UV-B辐射增强下不同铁营养供应对玉米叶片POD酶活性的影响

3．4．5 UV-B辐射增强下不同铁营养供应对玉米叶片CAT酶活性的影响

4 讨论

4．1 UV-B辐射增强对不同基因型自交系粒数和粒重的影响

4．2 UV-B辐射增强对不同基因型自交系籽粒蛋白质含量等的影响

4．3 不同基因型自交系在UV-B辐射增强下年际间的响应差异

4．4 UV-B辐射增强对玉米小孢子发育的影响

4．5 UV-B辐射增强下铁营养供应对玉米幼苗生长的影响

5 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢