我国玉米杂交种及其亲本更替过程中产量生理特性的演进_31_3

1、过量的苹果酸脱氢酶和适量稀释的PEPcase 酶液。混合均匀后，于340 nm 处测定光密度值，以加入4µmol PEP 为反应开始，以下操作同RuBPcase (Arnozis et al，1988.2.3.8 叶绿体超微结构测定 2.3.8.1 半薄切片用ZEISS HM360 切片机切12 m 切片，用镊子将其移至事先滴有一滴蒸馏水的载玻片上，置于6080 条件下干燥，使切片展平并粘牢。用锡夫试剂和TBO （甲苯胺蓝，pH5.5）对染，BX-51 型OLYMPUS 荧光显微镜观察并数码照相。 2.3.8.2 透射电镜用双面刀将玉米果穗叶中部距离叶片中脉2cm 处，切成2-3mm

2、 2的小块，用3.5%的戊二醛（2mol L-1的磷酸缓冲液配制，PH=7.2），4下固定6h ，同时抽气直至切块沉下为止。用1mol L-1的磷酸缓冲液冲洗后，4下经系列乙醇脱水，纯丙酮过度，Spurr （Dow chemica CO., USA）包埋，在70下聚合8h ，用LKB-7800 型超薄切片机切片，醋酸双氧铀-柠檬酸铅双染色，日本JEOL-1200 EX 型透射电镜观察叶绿体超微结构，对叶绿体细胞器进行计数、照相。2.4 数据分析每个处理的光合与荧光数据重复数为5，其它各指标的重复数都为3，在EXCELL 中计算植物种各参数的最后平均数和标准误用于折线图的绘制。植株种间或处理间的

3、差异用Duncan 单因子方差分析(One-way Repeated Measures ANOVA ，以95%可信度水平上的最小显著差异为差异显著性。指标间的相关性分析和回归分析，采用SPSS 10.0进行(SPSS 10.0 for Windows，Chicago ，USA 。3 结果与分析3.1.1 产量性状由表3可知，当代杂交种及其亲本的籽粒产量显著高于1980s 和1960s 品系（P 27.3%，而其亲本提高5.6%、27.8%；0.05），其中低密度下，F 1杂交种分别提高23.4%、高密度下，F 1杂交种提高28.1%、44.4%，而其亲本提高9.7%、26.1%，各品系的生物产

4、量、收获指数和群体产量与其籽粒产量具类似的变化趋势，说明当代杂交种在产量性状方面具有相对较高的杂种优势。与低密度相比，高密度条件下各品系的籽粒产量、生物产量和收获指数均明显下降，而群体产量却显著提高。表3不同年代玉米杂交种及其亲本的产量性状Table3 Yield characters of maize hybrids and their parents released in different years种植密度 Density(plant·666.7m -2年代 Times产量Grain yield(g·plant-1生物量Biomass(g·plant-1

5、收获指数 Harvest indexF 1 P F1 P F 1 P F 1 P*相同密度条件下同列数据后不同字母表示差异达显著水平(P <0.05 。Values followed by different letters are significant at 5% level at the same plant density. F1: F1 hybrids; P: their parents.3.1.2 穗部性状随年代更替，F 1杂交种的穗长呈逐渐升高趋势，而其亲本的穗长变化规律不明显；各品系的穗粗均呈逐渐升高的趋势，1980s 杂交种及其亲本具有较高的穗行数、行粒数和穗粒数，而2

6、000s 杂交种及其亲本的百粒重显著高于1980s 和1960s 品系（P 0.05），而低密度条件下分别提高8.8%、23.1%和8.2%、15.0%，而高密度下提高23.7%、34.8%和10.0%、13.6%。与低密度相比，高密度条件下品系穗长、穗粗均有所降低，穗行数变化不明显，而行粒数和穗粒数均显著降低，其中以1960s 品系降幅最大；各年代杂交种及其亲本的百粒重均有所下降，其中当代杂交种降幅较小，而1980s 和1960s 都显著降低，各亲本的百粒重降幅差异不明显（表4）。表4不同年代玉米杂交种及其亲本的穗部性状Table4 Ear characters of maize hybri

7、ds and their parents released in different years种植密度 Density (plant· 666.7m -2年代穗长(cm Ear length穗粗 (cm Ear diameter穗行数Kernel rows per ear行粒数 Kernel Numberper row穗粒数 Kernel Number per ear百粒重(g 100-kernel weightTimes F1 P F 1 P F 1 P F 1 P F 1 P F 1 P3500 1980s 19.31a 15.65a 4.04b 3.54b 16.3a 13.

8、2a 40.0a 22.1a 635.8a 291.7a 36.70b 30.29b 1960s 17.69b 13.50b 3.82c 3.75c 13.8c 13.0a 38.5c 20.5c 534.8c 266.0c 32.44c 28.50c 5000*相同密度条件下同列数据后不同字母表示差异达显著水平(P <0.05 。Values followed by different letters are significant at 5% level at the same plant density. F1: F1 hybrids; P: their parents.3.1.3

9、 植株性状表5不同年代玉米杂交种及其亲本的植株性状Table5 Plant characters of maize hybrids and their parents released in different years种植密度 Density (plant· 666.7m -2年代 Times株高(cm Plant height穗位高(cm Ear height茎粗(cm Stem diameter雄穗分枝数 Tassel branches穗上茎叶夹角 Stem and leaf angle叶向值 LOVF 1 P F 1 P F1 P F 1 P F 1 P F 1 P2000

10、s 248.0a 188.8a 95.3a 69.9a 25.72a 22.11b 16.5c 12.4c 3500 1980s 242.3a 183.3a 84.5b 62.4b 25.33b 23.74a 18.7b 13.5b 1960s 246.3a 167.8b 93.0 a 56.6c 24.26c 21.82c 18.9a 14.2a 2000s 251.0a 192.6a 103.3a 72.5a 23.12a 20.51b 18.7b 12.7b 5000*相同密度条件下同列数据后不同字母表示差异达显著水平(P <0.05 。Values followed by dif

11、ferent letters are significant at 5% level at the same plant density. F1: F1 hybrids; P: their parents.由表5可知，随年代更替，两密度条件下F 1杂交种的株高和穗位高1980s 较低，2000s 和1960s 差异不显著，而其亲本的株高和穗位高呈不断升高的趋势。不同年代杂交种及其亲本的茎粗不断增加，雄穗分枝数明显减少，穗上平均茎叶夹角变小，而叶向值显著升高（P 0.05），其中低密度条件下，2000s 杂交种及其亲本比1980s 和1960s 分别提高68.3%、72.1%和75.2%、79.

12、5%，而高密度条件下提高则67.5%、72.9%和72.9%、80.1%。与低密度条件相比，高密度条件下各年代杂交种及其亲本的株高和穗位高均有所升高，茎粗和雄穗分枝数均明显降低，穗上茎叶夹角和叶向值变化不明显。3.1.4 叶源特性由表6可知，当代杂交种及其各亲本的植株叶片数明显提高，花后平均叶面积、叶面积指数、花后光合势和平均净光合速率均显著高于1980s 和1960s 品系（P 0.05），其中低密度条件下，F 1杂交种的平均叶面积、花后光合势和平均净光合速率分别提高的17.1%、30.2%，12.8%、20.9%和12.3%、28.0%，而其亲本则提高19.8%、57.4%，17.2%、2

13、4.6%，12.5%、18.3%51.8%和17.6%、35.1%；高密度条件下，F 1杂交种分别提高15.2%、和10.0%、38.1% ，而其亲本则提高3.9%、29.0%，13.6%、73.7%和20.2%、60.0%。与低密度条件相比，高密度条件下各年代杂交种及其亲本的植株叶片数、花后平均叶面积和平均净光合速率均下降，而叶面积指数和花后光合势却明显升高，且当代品系表现出更大的优势。表6不同年代玉米杂交种及其亲本的叶源特性Table6 Leaf source characters of hybrids and their parents released in different yea

14、rs种植密度 Density (plant· 666.7m -2 3500 5000年代 Times叶片数叶面积(m2叶面积指数 Leaf area index花后光合势净光合速率Leaf number·plant-1 Leaf area·plant-1Leaf area duration Net photosynthetic rate(×105 m 2·d·hm-2 (µmolCO2·m-2·s-1F 1 P F 1 P F 1 P F 1 P F 1 P*相同密度条件下同列数据后不同字母表示差异达显著水平(P <0.05 。Values followed by different letters are significant at 5% level at the same plant density. F1: F1 hybrids; P: their parents.3.1.5 主要农艺性状与产量的关系各年代杂交种及其亲本的主要农艺性状与产量的相关性分析表明（表7），各品系的子粒产量与穗长相关性不显著（P 0.05），而与穗粗、穗粒数、百粒重都呈极显著正相关（P 0.01）；子粒产量与株高、穗位高和茎叶夹角呈不同程度负相关，而单株叶片数、叶面