硝酸盐供应对玉米侧根生长的影响

以两个玉米(Zea mays L.)自交系478和Wu312为研究材料,采用琼脂培养方法,研究不同浓度NO-3对侧根生长的影响.结果表明,在外部浓度0.01～1.0mmol/L范围内,NO-3供应能显著增加侧根的长度及根生物量.但当NO-3供应超过1.0 mmo1/L后,侧根长度开始下降.当NO-3供应分别在超过5.0(Wu312)与10(478)mmol/L后,侧根密度显著下降.在10 mmol/LNO-3下,Wu312的侧根生长几乎完全被抑制.而478在20 mmol/L时,侧根密度仍可达到其最大值的30%(主根)～50%(胚根).植株地上部全氮及硝酸盐含量随NO-3供应的增加而升高,二者与侧根长度、侧根密度及冠根比的数学函数关系相同.     

1973-2009年中国玉米品种演替过程中根系性状及其对氮的响应的变化

根系在氮素高效吸收过程中起重要作用,但人们对玉米育种过程中不同年代杂交种的根系生长特性及其对氮素供应的响应了解较少．选用中国1973．2009年育成的11个代表性玉米品种,在水培体系下研究了正常供氮（4retool／L）和低氮（0．04mmol／L）下根系与地上部生长差异．结果表明,与低氮处理相比,正常供氮降低根干重、根冠比和根系相对生长速率,但增加总根长和侧根长．对于20世纪90年代之前育成品种,供氮还降低总轴根长．氮处理不影响种子根数．随育种年代演进,地上部相对生长速率表现明显增加,不同氮水平下表现一致．但是,根系相对生长速率仅在正常供氮条件下表现出与育成年代线性相关．相应地,只在正常供氮条件下玉米总根长、侧根长、轴根长表现为随育成年代增加而明显增加．因此,在过去36年的玉米育种进程中,玉米地上部生长势在不同氮供应水平下均得到提高,而根系生长则只在正常供氮条件下得到提高．进一步改良根系在低氮环境下的生长能力可能提高现代玉米品种的氨吸收效率．     

玉米幼苗地上部/根间氮的循环及其基因型差异

以两个玉米（ZeamaysL.）自交系原引1号（YY1）和综31（Z31）为研究材料,采用盆栽土培的培养方法,在正常供氮（HN,0.15gN/kg干土）和低氮量供应（LN,0.038gN/kg干土）培养条件下对玉米幼苗植株体内氮的循环量及其在地上部/根间的分配量进行了定量地测定、计算。结果表明,在玉米幼苗地上部/根间氮的循环量很高。低氮量供应使玉米幼苗植株吸氮量下降,根中氮的分配比例增加,同时地上部/根间氮的循环量也随之减少。与氮低效自交系Z31相比,氮高效自交系YY1幼苗中地上部/根间的氮循环量大、氮向根的分配量高,因而有利于其根系的生长,表现为根/地上部之比和总根长较高。这可能有利于其中后期对氮素的高效吸收与利用。     

玉米SSR连锁图谱构建及叶面积的QTL定位

叶片是玉米进行光合作用的主要器官,叶面积的大小(尤其是穗三叶面积)对于玉米干物质的积累及产量形成起着至关重要的作用。研究玉米叶面积的遗传基础对于指导玉米高产育种具有理论意义。文章以两个叶面积差异显著的亲本478×武312为基础材料所构建的218个F8代的重组自交系为作图群体,构建了一张包含184个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为2084.1cM,平均图距为11.3cM。通过两年的田间试验对玉米叶面积(穗三叶)进行了QTL定位分析。两年共定位到7个和叶面积相关的QTL位点,2006年定位到4个QTL位点;2007年定位到3个QTL位点。在第2染色体umc1542-umc1518标记区间发现一个主效QTL位点,该位点可以在两年同时检测到,两年分别解释12.5%和17.3%的表型变异。该位点能稳定地检测到且具有较大的贡献率,可能会在玉米叶面积分子标记辅助选择上有所应用。     

玉米氮素吸收的基因型差异及其与根系形态的相关性

采用溶液培养的方法,选用在田间、土培试验中对氮反应有典型差异的玉米自交系：478、H21、Wu312、Zong31、Baici,在4个供N水平（0.04、0.4、2.4mmol/L）下,研究了玉米苗期氮素吸收、分配的基因差异以及与根系形态之间的相关关系,结果表明：在一定的NO3^-浓度范围内（0.04-2mmol/L）,根系生物量随N水平的提高而增加,而高N不同程度地降低了5个自交系根系干重。低N下（0.04mmol/L）,与其它自交系相比,N高效基因型478具有较大的根系生物量,其根系干重分别为H21、Wu312、Zong31、Baici的1.1、1.74、1.6、1.18倍,并往根系分配了较大比例的N素,根系N累积占总N量的百分率比Wu312、Zong31分别高18.34％、17.08％,而N低效基因型Wu312、Zong31则往地上部分配了较大比例的氮素。随N水平的增加,显著促进了地上部的生长,并在地上部分配了较大比例的N素。当N水平增至4mmol/L时,地上部N素分配的基因型差异减小。低N下,5个自交系根系干重、总根长、根轴总长与总吸N量显著线性相关,而高N下不表现相关关系,说明在N素胁迫的条件下,根系形态对N吸收效率起重要作用。     

玉米高效吸收氮素的理想根构型

氮肥投入是保证世界粮食总产量不断增加的重要因素. 如何在高投入集约化生产条件下, 提高氮肥利用效率、减少氮肥损失及其带来的环境问题, 是当前作物生产中面临的重要课题. 高产高投入玉米生产体系中, 硝酸盐淋失是氮肥损失的重要途径之一. 本文论述了土壤硝态氮运移特点、玉米吸氮规律及土壤氮素有效性对根系生长的调节作用, 提出了玉米氮高效理想根系构型. 通过改良根系构型、增加深层土壤中根系分布, 有可能减少氮素向深层的淋失, 从而提高氮肥利用率, 同步实现玉米高产与氮高效利用.     

植物激素在氮磷养分调节根形态建成中的作用

本文介绍植物激素在氮磷养分调节根形态建成中的作用研究进展。