高油玉米花粉对普通玉米籽粒品质的影响及其生理生化基础

摘要

高油玉米是一种籽粒含油量高、品质优的高附加值玉米新型品种，由于其产量偏低，难以在生产中大面积推广应用，影响其优质特性的发挥。普通玉米高油化技术使用高油玉米花粉给普通玉米授粉，在不降低籽粒产量的前提下大幅度的提高籽粒品质，达到高产与优质的结合。本研究利用高油玉米花粉给普通玉米授粉，比较杂交和普通玉米自交籽粒中品质的变化，探讨了品质改变的生理生化机制。试验主要结果如下。 1、高油玉米与普通玉米杂交当代籽粒的含油量、胚重、胚粒重量比和体积比都显著提高，含油量的增幅平均达到35.41％。杂交的9个组合中籽粒产量提高的有5个，增幅为0.34％～10.70％，但差异不显著。说明高油玉米花粉的直感效应对当代籽粒产量无显著影响，因此可以在不降低产量的前期下明显的改善玉米的品质。 2、高油玉米花粉的直感效应对普通玉米籽粒的油分组成有显著影响。与普通玉米自交相比，授高油玉米花粉的普通玉米籽粒中油酸含量显著升高，硬脂酸、亚油酸和亚麻酸含量有所降低；在籽粒成熟时，杂交当代籽粒的总不饱和脂肪酸含量高于普通玉米自交的籽粒含量。不同处理在籽粒发育过程中各脂肪酸的含量变化趋势相似。随着籽粒的成熟，饱和脂肪酸(棕榈酸、硬脂酸)和亚麻酸的含量不断下降，油酸和总不饱和脂肪酸的含量不断升高。在玉米籽粒的形成过程中，棕榈酸．硬脂酸、棕榈酸．亚麻酸、硬脂酸．亚麻酸之间呈正相关，棕榈酸．油酸、硬脂酸．油酸、油酸．亚油酸、油酸．亚麻酸之间呈负相关。棕榈酸．亚麻酸之间正相关程度最高，达到极显著：棕榈酸．油酸、油酸．亚麻酸之间为极显著负相关。其余的脂肪酸之间的相关性因处理的不同而有所差异。 3、与普通玉米自交相比，授高油玉米花粉的普通玉米籽粒中的蛋白质含量增加。高油玉米花粉提高了普通玉米叶片硝酸还原酶和籽粒中谷氨酸脱氢酶的活性，对籽粒中谷胺酰胺合成酶和谷氨酸合成酶的酶活性也有不同程度的影响，直接导致了杂交植株与普通玉米自交植株之间蛋白质合成能力的不同。 4、与普通玉米自交相比，高油玉米和普通玉米杂交组合的籽粒中SOD酶活力降低，CAT的酶活力升高，同时籽粒中MDA的含量减少，可溶性蛋白质的含量增加。说明高油玉米花粉在一定程度上改变了籽粒中保护酶系统的活力，降低了对籽粒细胞膜脂的破坏作用，增加了细胞的总代谢能力。 5、通过对酯酶同工酶和可溶性蛋白质的电泳分析，发现授高油玉米花粉的普通玉米籽粒与其父本和母本相比，在谱带条数、谱带位置和谱带颜色上都有所差别，而且杂交种的谱带中除了包含有全部或部分亲本的谱带外，还存在特有的新谱带。反映了杂种内部遗传生理的深刻变化。

目录

论文说明：符号说明

声明

摘要

1引言

1.1目的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1高油玉米种质资源与研究概况

1.2.2高油玉米的油分形成及特点

1.2.3玉米籽粒中脂肪酸组分含量和相关性分析

1.2.4高油玉米中含油量与其它品质性状的遗传

1.2.5高油玉米生产和普通玉米高油化的生产模式

1.2.6玉米的花粉直感效应及其对品质的改良作用

2材料和方法

2.1试验材料

2.2试验方法

2.2.1田间处理

2.2.2取样与保存

2.2.3测定内容和方法

2.3数据处理和分析

3结果与分析

3.1不同处理籽粒性状的变化

3.1.1高油玉米花粉对普通玉米籽粒和胚产量的影响

3.1.2不同处理对胚粒比的影响

3.1.3不同处理籽粒中淀粉含量的变化

3.2不同处理对籽粒含油量和脂肪酸积累的影响

3.2.1高油玉米花粉对普通玉米籽粒含油量的影响

3.2.2玉米籽粒中含油量与籽粒其它性状间的相关性分析

3.2.3高油玉米花粉对普通玉米籽粒脂肪酸组分含量的影响

3.2.4籽粒中脂肪酸之间的相关性分析

3.2.5籽粒中脂肪酸和含油量之间的相关性

3.3籽粒中蛋白质积累及氮代谢关键酶的变化

3.3.1籽粒中蛋白质积累的变化

3.3.2氮代谢相关酶活性的变化

3.4不同处理玉米籽粒中保护性酶的活性变化

3.4.1超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化

3.4.2过氧化物酶(POD)活性的变化

3.4.3过氧化氢酶(CAT)活性的变化

3.4.4丙二醛(MDA)含量的变化

3.4.5可溶性蛋白含量的变化

3.5籽粒中同工酶及可溶性蛋白质的凝胶电泳分析

3.5.1不同处理籽粒中酯酶同工酶的电泳分析

3.5.2不同处理籽粒中可溶性蛋白质电泳

4讨论

4.1高油玉米花粉对普通玉米籽粒产量和含油量的影响

4.2高油玉米花粉对普通玉米籽粒中脂肪酸含量的影响

4.3高油玉米花粉对普通玉米籽粒中蛋白质代谢的影响

4.4高油玉米花粉对普通玉米籽粒中活性氧代谢和膜脂过氧化的影响

4.5籽粒中蛋白质电泳谱带的变化

5结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文