期刊,南方农业学报 2021年卷4期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

南方农业学报

广西壮族自治区农业科学院

主办单位：广西壮族自治区农业科学院

主　　编：李杨瑞

出版周期：月刊

国际刊号：2095-1191

电子邮箱：nfnyxb@163.com

电　　话：0771-3243905、3244920

邮政编码：530007

地　　址：广西南宁市大学东路174号

南方农业学报/Journal Journal of Southern AgricultureCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是由广西农业科学院主办的综合性农业科技期刊，主要报道农业科研新成果、新技术、新方法，农业生产新经验、新产业等。

正式出版

收录年代

基于转录组测序筛选影响从江香猪产仔数的候选基因

张福平唐靓婷王嘉福冉雪琴...

847-856页

查看更多>>摘要：[目的]筛选出影响从江香猪产仔性状的基因调控网络,揭示其繁殖分子机理,为后期开展从江香猪繁殖性能研究及良种选育提供理论依据.[方法]以高产仔家系(平均产仔数≥12头,遗传稳定)和低产仔家系(平均产仔数8～10头,遗传稳定)从江香猪为研究对象,选择初情期不同产仔家系从江香猪卵巢组织各3个,使用Illumina HiSeqTM 2000测序仪进行转录组测序(RNA-Seq),并对筛选获得的差异表达基因进行GO功能富集分析及KEGG信号通路富集分析,以寻找与从江香猪产仔数相关的基因调控网络.[结果]从高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织中测序获得的纯净序列(Clean reads)均超过5000万条,且有96.00％以上的Clean reads能比对上猪参考基因组.以|log2FC|≥1.0且P<0.01为标准,筛选获得高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织差异表达基因212个,其中上调表达基因138个、下调表达基因74个.采用实时荧光定量PCR对随机选择的10个差异表达基因进行定量分析,发现OSAP、MSMB、FGFBP1、RLN、HAS1和PLBD1基因在高产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于低产仔家系从江香猪(P<0.05,下同),而EDG7、PTX3、BSP1和MRO基因在低产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于高产仔家系从江香猪,与RNA-Seq测序结果一致.212个差异表达基因共富集在48个GO功能条目上,包含分子功能(Molecu-lar function)、生物学过程(Biological process)和细胞组分(Cellular component);经KEGG信号通路分析发现共有70个差异表达基因注释到特定的代谢信号通路上,其中显著性富集的KEGG信号通路有类固醇生物合成通路(Steroid biosynthesis)、钙信号通路(Calcium signaling pathway)、卵巢类固醇生成通路(Ovarian steroidogenesis)、心肌细胞肾上腺信号通路(Adrenergic signaling in cardiomyocytes)和肥厚型心肌病通路(Hypertrophic cardiomyopathy,HCM).在卵巢类固醇生成通路上发现SCARB1、STAR、COX2、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A等7个基因与从江香猪的繁殖性能存在密切联系.[结论]从江香猪卵巢类固醇生成通路上的STAR、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A基因与其发情排卵密切相关,于发情期上调表达能促进卵泡发育成熟及类固醇激素合成,通过增加排卵数量而促使从江香猪表现高产,故可作为从江香猪繁殖性状的候选基因.

关键词：

从江香猪卵巢产仔数候选基因转录组测序

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番茄Trihelix家族SIP1亚家族基因(SlGT-33)克隆表达分析及功能研究

崔宝禄陈国平

857-866页

查看更多>>摘要：[目的]对番茄三螺旋(Trihelix)家族SIP1亚家族基因(SlGT-33)进行克隆表达及功能研究,为深入解析SIP1亚家族成员调控植物生长发育机制及选育矮化番茄品种提供理论依据.[方法]以番茄品种AC++为材料,PCR扩增SlGT-33基因,对其进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SlGT-33基因在不同组织及外源激素和非生物胁迫下的表达模式,并利用RNAi技术鉴定SlGT-33基因的生物学功能.[结果]扩增获得的SlGT-33基因(GenBank登录号Solyc12g043090)开放阅读框(ORF)为1125 bp,编码374个氨基酸残基,与已知同源基因序列(GenBank登录号XP004252336.1)仅缺少3个碱基.SlGT-33与SlGT-17(GenBank登录号Solyc05g018350)位于同一分支,虽然二者的氨基酸序列相似性最高,但仅为45.8％.SlGT-33基因在茎和成熟叶中的相对表达量较高,显著高于其他组织(P<0.05,下同);经IAA、GA3和MeJA处理后,SlGT-33基因的相对表达量均与对照无显著差异(P>0.05,下同);SlGT-33基因经ABA处理2～24 h时相对表达量均显著高于对照.SlGT-33基因在高盐胁迫和机械损伤下的相对表达量与对照无显著差异;高温胁迫和低温胁迫下SlGT-33基因表达整体上均呈逐渐降低的变化趋势;在脱水胁迫下SlGT-33基因表达整体上均呈逐渐升高的变化趋势.通过农杆菌介导转化法获得6个SlGT-33-RNAi沉默株系,沉默效率为64％～83％.生长70 d的SlGT-33-RNAi沉默株系RNAi-4和RNAi-5幼苗株高和节间长度均为野生型的60％左右,且复叶结构尺寸明显变小,花序提前形成.茎尖组织中顶端分生组织关键转录因子基因KNOX2和WUS基因在SlGT-33-RNAi沉默株系的相对表达量均极显著(P<0.01)或显著高于野生型,腺苷酸异戊烯转移酶(CTK合成的关键酶)编码基因IPT2和茎尖生长点调控基因PHAN基因在2个SlGT-33-RNAi沉默株系的相对表达量均显著低于野生型.顶端分生组织关键转录因子基因KNOX1基因在2个SlGT-33-RNAi沉默株系的相对表达量与野生型无显著差异.SlGT-33-RNAi沉默株系茎尖组织的细胞分裂素(CTK)含量显著低于野生型.[结论]SlGT-33基因属于环境敏感型基因,其表达受ABA和脱水胁迫诱导,但受极端温度的抑制.抑制SlGT-33基因表达会导致了番茄植株矮化和生殖生长加速,其作用机制与顶端分生组织的CTK合成受抑制及茎尖组织调控基因KNOX2、PHAN和WUS的异常表达密切相关.

关键词：

番茄SlGT-33基因植株矮化表达分析功能研究

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玉米ZmEXO70s基因家族鉴定及苗期耐热性关联分析

冯信张春梅王宏伟

867-878页

查看更多>>摘要：[目的]鉴定玉米EXO70s(ZmEXO70s)基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为揭示其在玉米耐热方面的功能和分子机制打下基础.[方法]以拟南芥EXO70s(AtEXO70s)基因家族成员序列为参考,利用MaizeGDB和NCBI数据库从玉米全基因组中鉴定出ZmEXO70s基因家族成员,对其进行基因结构及系统进化分析,根据其在系统发育进化树上的位置对其进行系统命名,并基于转录组测序(RNA-Seq)数据分析ZmEXO70s基因家族成员在不同组织及非生物胁迫下的表达模式.最后,鉴定玉米自交群体AM368中ZmEXO70s基因SNP位点,结合玉米AM368群体苗期耐热存活率进行基因家族关联分析.[结果]从玉米全基因组序列中共鉴定出36个ZmEXO70s基因,分布在10条染色体上,长度为228～3726 bp,编码75～1241个氨基酸残基,蛋白分子量为8.6～136.6 kD,理论等电点(pI)介于4.5～9.9,大部分蛋白pI小于7.0.拟南芥、水稻和玉米的EXO70s蛋白被分为9组(A组～I组),其中ZmEXO70s蛋白在各组中均有分布.大多数ZmEXO70s基因不含内含子,只有少数基因含有内含子,且内含子数量不同.36个ZmEXO70s蛋白共含8种基序(Motif 1～Motif 8),主要集中在C端,说明这些蛋白端序列较保守,且Motif 1～Motif 8组成Exo70保守结构域.ZmEXO70s基因在不同组织中的表达水平均存在明显差异,其中ZmEXO70B3基因在雄穗、花药、叶片和花丝中高表达,ZmEXO70C1a基因只在雄穗和花药中高表达,ZmEXO70D2b基因在胚乳和萌发种子中低表达,ZmEXO70G1c基因在花丝和萌发种子中低表达.有23个ZmEXO70s基因至少可响应一种非生物胁迫,说明这些ZmEXO70s基因参与非生物胁迫响应过程.ZmEXO70D2a和ZmEXO70E1基因的遗传变异与玉米苗期耐热性具有显著相关性(P≤0.01).[结论]ZmEXO70s基因家族成员在系统发育进化上较保守,其基因组复制事件可能发生在禾本科植物分化后,且大多数ZmEXO70s基因被保留,仅部分基因被丢失.ZmEXO70s基因可能在非生物胁迫响应过程中发挥重要作用,ZmEXO70D2a和ZmEXO70E1基因可作为调控玉米苗期耐热性重要候选基因.

关键词：

玉米EXO70基因家族鉴定苗期耐热性关联性分析表达分析胞泌复合体

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玉米肌动蛋白解聚因子ZmADF4基因克隆、转录活性及表达分析

王欣黄君李高科

879-887页

查看更多>>摘要：[目的]克隆玉米肌动蛋白解聚因子4(ZmADF4)基因,并对其转录活性和表达模式进行分析,为探究玉米ADF家族基因的功能及调控机制提供参考依据,也为玉米抵抗逆境胁迫研究提供潜在的基因资源.[方法]采用同源克隆技术克隆玉米叶片ZmADF4基因,运用生物信息学软件分析其编码蛋白的理化性质、保守结构域及二、三级结构;通过原生质体瞬时转化进行亚细胞定位;利用酵母自激活分析该基因转录活性,下载RNA-Seq数据分析其在不同组织中的表达特性,并利用实时荧光定量PCR检测其在不同逆境胁迫下的表达情况.[结果]从玉米叶片克隆获得的ZmADF4基因,编码区(CDS)长度为420 bp,编码139个氨基酸残基,蛋白分子量为15.855 kD,理论等电点(pI)为7.66,属于亲水性蛋白,具有典型的植物ADF蛋白家族的保守结构域ADF_gelsolin,主要定位于细胞质中.ZmADF4基因不具有转录自激活效应,且在根、茎、叶、花丝、花药、胚、胚乳和果皮等组织中呈差异性表达,在茎、果皮和叶片中表达量较高.ZmADF4基因对高温胁迫、低温胁迫、高盐胁迫、干旱胁迫及脱落酸处理均有响应,其中高温胁迫下,整体呈上调表达趋势,而低温胁迫和脱落酸处理下,整体呈下调表达趋势,干旱和高盐胁迫下则呈先上调再下调表达的趋势.[结论]ZmADF4基因属于ADF基因家族成员,不仅参与玉米茎、果皮和叶片的生长发育调控,还参与低温、高温、干旱、脱落酸、盐胁迫等逆境响应调控.

关键词：

ZmADF4基因克隆亚细胞定位表达分析非生物胁迫

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黄淮海糯玉米品种基因型与环境互作效应分析

魏常敏许卫猛邢永锋宋万友...

888-896页

查看更多>>摘要：[目的]分析黄淮海地区糯玉米区域试验品种基因型与环境的互作效应,为黄淮海地区糯玉米品种选育提供理论参考.[方法]利用AMMI模型和GGE双标图对2018年黄淮海糯玉米区域试验中的18个糯玉米品种(g01～g18)在13个试点的农艺性状(鲜穗产量、穗长、鲜百粒重和出籽率)进行分析,以综合评价参试品种基因型与环境的互作效应.[结果]通过AMMI模型分析发现,鲜穗产量丰产性和稳产性均较好的品种为金跃糯58(g06)和景坡82(g07),苏玉糯2号(g15)是丰产性较差但稳产性最好的品种(对照);出籽率高且稳定性好的品种为斯达糯44(g18)和郑白甜糯3号(g05),对照是出籽率居中但稳定性差的品种;鲜百粒重较重且稳定性好的品种为万糯2018(g04)和金跃糯58(g06),而对照是鲜百粒重居中但稳定性好的品种;穗长较长且稳定性较好的品种为景坡82(g07)和花糯680(g11),对照是穗长较短但稳定性好的品种;鲜穗产量、出籽率和穗长的基因型、环境及基因型×环境互作效应均达极显著影响(P<0.01,下同),鲜百粒重的基因型和环境达极显著影响,基因型×环境互作效应达显著影响(P<0.05);4个农艺性状的3个主成分累计解释基因型和基因型×环境互作效应(G+GE)均达60.00％以上,说明AMMI模型可较好地解释基因型与环境的相互作用.通过GGE双标图分析发现,万糯158(g03)、金跃糯58(g06)和景坡82(g07)是鲜穗产量丰产性和稳产性均较好的品种,郑白甜糯1号(g02)是长穗丰产且稳定性最好的品种,万糯2018(g04)是鲜百粒重较高且稳定性好的品种,中糯336(g16)是出籽率高且稳定性好的品种.[结论]AMMI模型和GGE双标图的侧重点不同,可实现优势互补.基于二者分析结果,综合表现较好的品种为景坡82(g07)和金跃糯58(g06),可用于丰产稳产型糯玉米品种选育和推广.

关键词：

糯玉米黄淮海地区AMMI模型GGE双标图基因型环境互作效应

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长江中游春播与夏播玉米籽粒脱水及机收质量差异分析

梁如玉黄益勤展茗刘志辉...

897-907页

查看更多>>摘要：[目的]明确长江中游春播与夏播玉米机收质量、籽粒脱水的差异及其影响因素,为长江中游两熟制玉米机械化收获配套种植模式及农艺措施的优化提供参考依据.[方法]于2019年在长江中游(湖北省荆门市)选用3个当地的主栽玉米品种[登海618(DH618)、迪卡653(DK653)和豫单9953(YD9953)],设春播和夏播2个播种季,于生理成熟期(T1)、生理成熟后7 d(T2)及生理成熟后14 d(T3)分期进行籽粒机械收获,比较分析春播与夏播玉米的产量、籽粒脱水动态、机收质量及其对延迟收获的响应差异,并通过回归分析研究机收籽粒破碎率的主要影响因子及籽粒脱水与吐丝后活动积温(GDD≥10℃)的关系.[结果]春播与夏播玉米生长期间气象条件差异明显,春播玉米较夏播玉米生育期长、干物质积累多,3个品种的春播产量显著高于夏播产量(P<0.05,下同),平均提高64.6％.春播与夏播玉米的机收含杂率均低于3.00％,但机收籽粒破碎率与损失率偏高,是影响机收质量的主要原因.春播玉米收获时的籽粒含水量(15.7％～35.5％)高于夏播玉米(14.6％～21.5％),且均随收获期延迟而明显下降.春播玉米机收籽粒破碎率随籽粒含水量的增加而呈直线升高趋势(R2=0.543,P=0.024),夏播玉米机收籽粒破碎率与籽粒含水量则呈二次曲线关系(R2=0.509,P=0.118).春播玉米的籽粒体积(0.27～0.36 cm3/粒)明显大于夏播玉米(0.19～0.32 cm3/粒),玉米籽粒体积与机收籽粒破碎率存在显著的负二次曲线关系(R2=0.452,P=0.009).春播与夏播玉米的籽粒含水量与GDD≥10℃呈显著的Logistic曲线关系,不同播种季玉米籽粒脱水速率对GDD≥10℃的响应也存在明显差异,籽粒水分下降至相同水平时,春播玉米所需的GDD≥10℃均高于夏播玉米.[结论]长江中游春播与夏播玉米生长及收获期间的气象条件差异导致其机收产量、机收质量及籽粒脱水过程存在明显差异.与夏播玉米相比,春播玉米生育期更长,生物产量较高,机收籽粒破碎率较低,但二者的机收损失率相当.在长江中游延迟收获对夏播玉米机收质量影响不明显,但延迟7d收获可有效降低春播玉米机收籽粒破碎率与机收损失率.

关键词：

玉米春播夏播籽粒脱水机收质量长江中游

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利用分子标记辅助选择技术创制耐铝玉米种质

邓磊潘金卫杨文鹏任洪...

908-915页

查看更多>>摘要：[目的]将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,筛选出耐铝玉米株系,为拓宽玉米耐铝种质资源及耐铝育种提供理论参考.[方法]以玉米耐铝材料(CML530、CML532、CML533和CML534)和普通玉米自交系(西1、9058和LX9801)为材料,构建6个回交群体,基于分子标记辅助选择技术,利用与耐铝基因ZmM1、ZmM2、ZmASL和ZmALMT2紧密连锁的分子标记(umc1468、ZmMATE1、ZmMATE2、MateF2和ALMT93496)进行靶基因选择,将耐铝主效基因导入到普通玉米自交系,结合植株田间表现,筛选出耐铝的稳定株系,并对其进行耐铝鉴定.[结果]在分离世代(BC1F1/S1)苗期对6个回交群体共581个株系进行靶基因选择,结果有69个株系中选,结合植株田间表现,最终获得17个稳定株系.基于分子标记检测结果,17个稳定株系的遗传背景恢复率为73.9％～93.8％,平均为83.4％.0.2 mmol/L AlCl3溶液处理下17个稳定株系的根系生长均受到不同程度的抑制,根净增长度平均值为0.81 cm,极显著低于对照(0.5 mmol/L CaCl2溶液)(P<0.01,下同);稳定株系的根相对伸长率与轮回亲本差异达极显著水平;17个稳定株系的根相对伸长率为64.50％～83.33％,平均为74.74％,均为中等及以上耐铝株系,其中NS1、NS9、NS10、NS15和NS16为高耐铝株系.[结论]通过分子标记辅助选择技术可将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,且导入多个耐铝基因株系的耐铝性较同一群体中导入单个耐铝基因的株系均有不同程度提高,表明多个耐铝基因累加可提高耐铝性.可见,该技术可作为耐铝玉米种质创制的有效手段.

关键词：

玉米分子标记辅助选择酸性土壤耐铝性

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叶面喷施γ-氨基丁酸对糯玉米产量形成及光合特性的影响

李武涂攀峰李光玉蔡若琪...

916-923页

查看更多>>摘要：[目的]探明γ-氨基丁酸(GABA)对糯玉米产量形成及其光合生理的影响,为提高糯玉米产量的化控技术应用提供理论参考.[方法]以糯玉米品种粤彩糯2号、京科糯928和粤白甜糯7号为材料,以叶面喷施清水为对照(CK),设置糯玉米孕穗期叶面喷施GABA 5 mmol/L(FS)处理,观察记载田间糯玉米生育时期及植株农艺性状,测定分析糯玉米产量及灌浆期和成熟期叶片光合参数、叶绿素含量等指标,研究糯玉米产量和光合生理指标对孕穗期叶面喷施GABA的响应.[结果]与CK相比,FS处理一定程度上提高了供试糯玉米的鲜苞产量、净穗产量和鲜苞穗叶比,鲜苞产量和净穗产量分别较CK提高5.45％～11.08％和5.66％～14.23％.供试糯玉米在FS处理下的单穗总粒数、成熟期净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和株高均提高,提高幅度分别为6.28％～8.76％、14.01％～70.67％、14.60％～29.92％、8.94％～23.19％和3.35％～5.21％.FS处理对穗位高度、秃顶长、穗粗、灌浆期和成熟期叶片SPAD值及成熟期叶片老化指数的影响不显著(P>0.05).FS处理下供试糯玉米的抽穗期、散粉期和吐丝期均较CK提前1 d.糯玉米净穗产量与鲜苞产量、穗粗、穗行数和成熟期叶片蒸腾速率呈极显著正相关(P<0.01,下同),鲜苞产量与净穗产量、穗粗、成熟期叶片气孔导度和蒸腾速率呈极显著正相关.[结论]叶面喷施GABA处理下糯玉米产量的提高与提高单穗总粒数、叶片净光合速率和株高以及调控生育时期相关.

关键词：

糯玉米产量γ-氨基丁酸叶面喷施光合特性

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吐丝期干旱对夏玉米叶绿素荧光特性和产量的影响

张美微李志源鲁振乔江方...

924-930页

查看更多>>摘要：[目的]探讨吐丝期干旱胁迫造成夏玉米减产的叶绿素荧光生理机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据.[方法]以夏玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,利用具有遮雨棚的抗旱池,设充分灌水[CK,0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的(75±5)％]和吐丝期干旱胁迫[0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的(45±5)％]2个处理.测定吐丝期(0 d)及吐丝后10、20和40 d穗位叶叶片SPAD值及叶绿素荧光参数,调查成熟后穗部性状及产量.[结果]吐丝期干旱胁迫显著降低了夏玉米吐丝期及吐丝后的叶片SPAD值,以吐丝后20 d降幅最大,分别为15.38％(郑单958)和17.65％(先玉335).干旱胁迫下,2个夏玉米品种穗位叶光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均显著下降(P<0.05,下同),且随着干旱胁迫时间延长而加剧,以吐丝后20 d降幅最大,分别达0.036和0.574(郑单958)、0.039和0.593(先玉335).同时,干旱胁迫还降低了穗位叶光合性能综合指数(PIABS),影响程度随着干旱胁迫时间的延长而加剧,以吐丝后20 d胁迫强度最大,分别降低12.30％(郑单958)和16.87％(先玉335).此外,在干旱胁迫结束恢复供水后,干旱胁迫处理吐丝后40 d的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数仍低于CK,但与CK间差距缩小.干旱胁迫增加了2个夏玉米品种秃尖长,显著降低了穗粒数和千粒重,最终导致郑单958和先玉335分别显著减产10.29％和11.83％.[结论]吐丝期干旱胁迫对夏玉米穗位叶叶绿素造成了不可逆的损伤,导致叶片SPAD值、Fv/Fm、Fv/Fo和PIABS显著下降,限制叶片光合作用,造成减产.

关键词：

夏玉米吐丝期干旱叶绿素荧光特性产量

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花期干旱胁迫对不同夏玉米品种花后干物质积累运转及产量的影响

穆心愿夏来坤谷利敏张凤启...

931-941页

查看更多>>摘要：[目的]明确花期不同程度干旱胁迫对夏玉米花后干物质运转的影响机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据.[方法]于2018—2019年在人工控水条件下,以干旱敏感型品种伟科702(WK702)和耐旱型品种郑单958(ZD958)为供试材料,于玉米花期设4个干旱胁迫处理,分别为CK(对照,全生育期正常灌水)、T1(花前干旱胁迫)、T2(花后干旱胁迫)和T3(花期连续干旱胁迫),探究花期不同程度干旱胁迫对玉米植株形态、叶面积指数、花后干物质积累分配及运转和籽粒产量的影响.[结果]花前干旱胁迫能抑制株高、穗位高、茎粗和叶面积的生长,而花后干旱胁迫的影响较小,但生育后期叶面积指数下降幅度较大.花期干旱胁迫不仅显著降低夏玉米花后干物质积累量(P<0.05,下同),还抑制茎叶等营养器官干物质向籽粒的运转,降低干物质运转量、运转率及其对籽粒产量的贡献率,使成熟期干物质在籽粒中的分配比例减少.花前干旱胁迫对夏玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状的影响大于花后干旱胁迫.花期干旱胁迫导致夏玉米籽粒产量显著下降,其中花期连续干旱胁迫籽粒产量降幅最大,花前干旱胁迫籽粒产量降幅大于花后干旱胁迫;ZD958在T1、T2和T3处理下的籽粒产量分别比对照下降20.1％、15.6％和35.9％,WK702分别比对照降低32.3％、19.3％和51.3％.[结论]花期干旱胁迫在不同程度上影响夏玉米的植株形态、有效光合面积、花后干物质积累与运转等,导致夏玉米产量显著降低,对干旱敏感型品种WK702花后干物质积累与运转的抑制高于耐旱型品种ZD958.

关键词：

花期干旱胁迫夏玉米干物质积累、分配与运转产量

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