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不同株型玉米基因型对干旱胁迫的响应分析

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改良株型结构是挖掘玉米产区光、热、水潜力的重要途径,是玉米理想株型育种的基础.为了深入揭示玉米株型相关耐旱响应机理,研究在花期干旱胁迫下对株型差异较大的3份玉米基因型(廊黄、昌7-2和TS141)穗位叶的株型结构、气孔形态、生理代谢、光合特性及产量进行了研究.结果表明:1)干旱胁迫下,3份不同株型基因型的叶长、叶宽、叶面积及叶夹角均显著减少,叶形系数和叶向值均显著增大,平展株型基因型TS141的6个株型性状较紧凑株型基因型廊黄和昌7-2变化更大;2)干旱导致3份不同株型基因型的上/下表皮气孔个数趋于增多,上/下表皮气孔长度和宽度趋于缩短,TS141的上/下表皮气孔个数均有较大的增多,上/下表皮气孔长度和宽度均有较小的降低;3)干旱胁迫后,TS141的叶绿素a、b、(a+b)含量及叶绿素a/b均明显下降,廊黄和昌7-2的叶绿素a/b均有较小地上升,其余3个性状均有较小地下降;4)干旱条件下,3份不同株型基因型的气孔导度、净光合速率、叶片温度、蒸腾速率和RuBPCase活性均有不同程度地减少,胞间CO2浓度均有不同程度地升高,与TS141相比,廊黄和昌7-2变化的幅度更小;5)干旱处理后,3份不同株型基因型的单株产量、单穗重、穗粒重、百粒重、穗长及出籽率均显著下降,对TS141的影响程度远大于廊黄和昌7-2;6)主成分PCA分析和热图Hierarchical clustering分析表明,干旱胁迫下玉米这些性状间的关系较为复杂,彼此相互关联,这些性状能完全概括不同株型基因型的耐旱性差异.因此,推测玉米株型结构作为重要的干旱调节者,其可与气孔形态、生理代谢及光合特性相互调节共同构成玉米株型相关耐旱响应机制,且由于紧凑株型玉米对干旱胁迫的调节能力更强,其在今后育种中具有更好的抗旱潜能.
Response of maize genotypes with different plant architecture to drought stress

赵小强、陆晏天、白明兴、徐明霞、彭云玲、丁永福、庄泽龙、陈奋奇、张大志

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甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州 730070

甘肃省农业科学院黄羊麦类作物育种试验站,甘肃 武威 733000

玉米 株型结构 干旱胁迫 气孔形态 叶绿素 光合特性 产量

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GAU-KYQD-2018-192019A-052GSCS-2019-82018YFD0100203-418YF1NA07117ZD2NA0162018050418JR3RA1892018-1-103资助

2020

草业学报
中国草原学会 兰州大学草地农业科技学院

草业学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：4.082
ISSN：1004-5759
年,卷(期)：2020.29(2)
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