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安徽农业科学,Journal o Anhu Agri .Sci .2007 ,35( 22) :6713 - 6715
f i 责任编辑 陈娟 责任校对 俞洁
氮胁迫下高效玉米基因型的筛选研究
张俊 1 , 许永利 , 赵同 2 * , 李 1
英 1
科 富平
( 1 . 河北理工大学资源与环境学院, 河北唐山063009 ; 2 . 北京市农林科学院植物营养与资源研究所, 北京 100089)
摘要 [ 目的] 为了研究玉米杂交种在氮胁迫下的生长反应, 为玉米氮高效基因型的筛选提供一些参考。 方法] 以玉米 苗期地上部植株 [
干重的相对量( W- N W+ N 作为筛选氮素效率的标准, 相对干重大于0 .50 的玉米基因型称为氮高效基因型, 相对干重小于0 .10 的玉米基
/ )
因型称为低效基因型。通过水培法研究不同玉米基因型对氮素胁 迫的适 应性差 异。[ 结果] 氮高效 玉米基 因型、 低效玉 米基因 型在 氮
- N和+ N 处理下的平均株高、 根冠比分别为68 .4 c m 和83 .4 c m、 .6 c m 和88 .5 c m,0 .471 、.847 和0 .256 、.214 。在氮 磷钾正常供应条
48 0 0
件下, 氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量降低14 .69 % ; 在氮素缺乏条件下, 氮高效玉米基因型 比低效玉米 基因型的产 量提高
2 .26 % ; 在缺氮条件下, 高效玉米基因型比氮磷钾正常供应时增产7 .55 % , 而低效玉米基因型比氮磷钾正常供应时减产10 .28 % 。[ 结论 ]
苗期生物量可以作为高效玉米基因型筛选的指标之一。
关键词 玉米; 基因型; 生长; 氮效率
中图分类号 S513 .032 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611( 2007) 22 - 06713 - 03
Study on S creen ing M aize Gen otypes w H ith igh N E ien under N S ss
ffic cy tre
ZHANG Jun ing e a ( Co
-y t l llege of Resou rces and Environm t , Hebe U iversity of Sciences , T
en i n angshan , H ebei 063009)
Abstrac t [O bjective] T ai m w to study the grow reaction of m
he as th aize hybrid under Nstress and supp som references for screen m genotypes
ly e ing aize
w h
ith igh Nefficiency . [ M ethod] W the relative am t ( W- N W+ N) of p t dry w t of ground part in m seed
ith oun / lan eigh aize ling stage as standard for screen-
ing Nefficiency , the mize genotype w rela
a ith tive d w t over 0 .50 w nam as h Nefficiency genotype , w ile tha low 0 .10 w nam as low
ry eigh as ed igh h t er as ed
N efficiency genotype . The adaptability d ifference of differen m
t aize genotypes to Nstress w stud by w cultu m
as ied ater re ethod . [ Resu T average plant
lt] he
heigh and root - shoot ratio of m
t aize genotypes w h ith igh N efficiency and low N efficiency w 68 .4 and 83 .4 c m; 48 .6 and 88 .5 c m; 0 .471 and
ere
0 .847 , 0 .256 and 0 .214 resp . i n - Nand + Ntreatm ts . Under the cond
en ition of supplying N, P and K usually , the yield of m genotypes w high
aize ith
N efficiency decreased by 14 .69 % co m ng w m
pari ith aize geno types of low Nefficiency . U nder the condition of lack N, the yield increased by 2 .26 % .
ing
Under the cond ition o lack N, the yield o m genotypes w h Nefficiency increased by 7 .55 % com
f ing f aize ith igh paring w that under the cond
ith ition o sup-
f
plying N, P and K usually , bu that of m
t aize genotypes w ithlow Nefficiency decreased by 10 .28 % . [ Conclusion] The bio m i n seed ng stage cou be
ass li ld
one of the indexes in screen mize genotypes w h Nefficiency .
ing a ith igh
K words M
ey aize ; Genotype ; G th ; N efficiency
row
玉 米作 为 主要 粮食 和 饲用 作 物, 用途 广泛 , 在 我 国乃 至 纸上, 在黑暗处 催 芽。种 子 萌 发后 , 播 于 用 盐酸 泡 过 且 用 去
世界粮食 生产中占有 重要地位。 近年 来, 随 着玉 米产 量的 增 离子水 洗净的石英砂 中。待玉米 长至2 片 叶时 移入 pH 值 为
加, 施 肥量也逐年 增加。针对当 前氮 肥施用 过多 造成 的环 境 6 .20 ± .05 的营 养液中培养 。初始营养液 浓度为1/ 3 正 常浓
0
问 题 及 氮 肥利 用 效 率 低 的 问 题, 学 者 们 提出 不 同 的 解 决 方 度,3 d 后 更换正常浓 度。以后每隔2 d 更换一次 营养液。
法, 如 筛选氮高效 基因型等。由 于目 前对于 氮高 效基 因型 的 1 .4 小区试 验 试验设 无氮 和施 氮处 理。供 试玉 米品 种为
筛 选指 标尚 未 统一, 笔 者在 氮 素供 应 有限 的条 件 下, 研究 玉 低效11 号和高效15 号。小区面积为21 .8 m×7 .25 m。株距为
米杂交 种的生长反 应, 以期为 玉米氮 高效基 因型 的筛 选提 供 0 .3 c m, 行距为0 .5 cm。 次重复, 随机排列。玉米于6 月12 日
3
参考。 播种,10 月26 日收获。生长期间按一般方法进行田间管理。
1 材料与 方法 1 .5 测定 项目 水培玉米植 株培 养30 d 后收 获, 测 定株 高
1 .1 供试 品种 从华 北、华中 等地收集玉 米杂交品种66 个, 及植株 鲜重。样品经 过105 ℃杀青30 mn 后, 于60 ~70 ℃烘
i
编号1 ~ 。
66 干后称 重。
1 .2 试验 设计 试验 设无氮( - N) 和正 常 供氮( + N 2 个 处
) 2 结果与 分析
理。正 常 供 氮 处 理 氮 源 为 C ( NO3 ) 2 , 浓 度 为 2 .0 ×10 - 3
a 2 .1 不同 玉米 基因 型 干 物质 重 间 的差 异 水 培 条 件下 , 苗
m / L 。无氮处 理 用 CaC 2 代 替 C NO3) 2 , 浓 度 为2 .0 ×10 - 3
ol l a( 期不同 玉米基因型 地 上部 生物 量 如下( 表1) 。表 1 表 明, 在
m / L 。3 次 重复, 每 个重复种植3 株玉米 。
ol 无氮供 应条件下, 不同玉米基 因型间 的地上 部和 根系 干物 质
试验采用 水培方法, 营 养液 配 方如 下: K2SO4 0 .75 ×10 - 3 重差别较 大 。不 同 玉 米 基 因 型 苗 期 地 上 部 干 重 为0 .164 ~
m / L 、 gSO4 0 . 65 ×10 -
ol M 3
m / L 、 l 0 . 10 ×10 - 3 m / L 、
ol KC ol 1 .434 g/ 株, 最 大与最小值 之间相差7 .7 倍, 平均干重 为0 .578
KH2PO4 0 .25 ×10 - 3
m / L 、 3 BO3 0 . 10 ×10 -
ol H 4
m / L 、 nSO4
ol M g/ 株; 根系干重 为0 .110 ~0 .524 g/ 株 , 最 大与 最 小 值 之 间 相
差3 .8 倍, 平均 值达0 .283 g/ 株。正常供 应氮素条 件下 , 不 同
0 .10 × - 5 m / L 、
10 ol ZnSO4・ H2 O0 .10 ×10 - 5 m / L 、
7 ol CuSO4・ H2 O
5
玉米基 因型苗期地上 部干重为0 .812 ~6 .224 g/ 株 , 最 大与 最
0 .10 × - 6 m L、NH4) 6 M 7 O24・ H2 O 0 .25 × - 7
10 ol/ ( o 2 10 m / L。
ol
小值 之间 相 差 6 .7 倍, 平 均 干 重 为 2 .348 g/ 株; 根 系 干 重 为
试验容器 为容积1 .2 L 的 黑色塑料盆 。
0 .088 ~ .221 g/ 株, 最 大与 最 小 值之 间 相 差12 .9 倍, 平 均 值
1
1 .3 植株培 养 选 取 均匀 一 致的 玉米 种 子, 用10 % H2 O2 消
达0 .488 g/ 株。由此可 见, 不同 玉 米基 因型 对 氮素 缺乏 的 适
毒30 m , 用去离 子水冲净, 于饱和 C 4 浸泡4 h 后, 置 于滤
in aSO
应性存在 明显差异, 而这种差 异在玉 米生 长初 期( 苗期) 则 表
基金项目 河北 省自然科学基金( 300311) 资助 。 zycnzj.com/http://www.zycnzj.com/ 物 重变 化 较 大。造 成 这 种现 象 的 原因 可 能
现为地 上部的干
作者简介 张俊英( 1976 - ) , 女, 河北迁安人, 博士, 讲师, 从事植物营 养
是不同 玉米基因型之 间对氮素的 利用效率存 在差别。
遗传方 面的研究。* 通讯作 者。
收稿日期 2007- 06-09 作物的基 因型决定其 表现型, 决定其在 氮素 缺乏 条件 下