本研究包含以下4方面的研究内容1. 玉米穗轴形态及子粒发育动态研究。对玉米穗轴进行解剖观察,研究穗轴内大维管束及小穗柄维管束的发育状况。对穗轴及子粒的各物质累积动态进行比较研究;2. 小穗柄端同化物卸载能力与子粒发育关系研究。采用对小穗柄部位酶类生化测试和"种子杯"技术相结合的方法,研究不同粒位与同化物卸载密切相关的酶活性变化及同化物被动卸出的速度,以期明确粒位间供源能力的差异;3. 同化物在穗轴与子粒间分配规律研究。采用常规研究与示踪技术相结合的方法,研究光合同化物在穗轴与子粒间分配规律;4. 不同穗轴节块载粒量与子粒发育关系研究。采用大田活体和室内离体培养相结合的方法研究不同穗轴节片和子粒数的比例与子粒发育的关系。本研究通过综合分析穗轴与子粒间的相互关系,对探明限制玉米子粒生长发育的关键因子,进而从栽培管理和遗传改良角度加以改进,服务于生产实践、丰富源库理论具有重要意义。
以玉米杂交种农单5号和农大108为材料,在田间和室内离体培养条件下对玉米穗轴及籽粒的发育的关系进行了研究。在籽粒穗轴为310条件下籽粒可以正常发育。培养温度为28℃时籽粒的发育良好。籽粒的发育均受各种生长调控物质和矿质离子的影响。籽粒发育过程中,干物质积累的最大速度出现在授粉后12~28 d。玉米的结实能力和产量也随ASI的加大而显著降低。在田间微肥处理明显加快了早期玉米果穗的抽丝速度。14C-同化物在果穗不同部位的分布不均一,在穗轴中14C-同化物的分布呈现为基部>中部>上部,而在籽粒中则表现为中部>基部>上部。顶端穗轴中糖分含量不低于中部穗轴,而败育粒中还原糖含量高于中部粒。顶端的败育可能并非源于营养供应不足,而应归因于籽粒库活性不足所致。采用"种子杯"技术研究了籽粒小穗柄卸载情况。与上部籽粒相比,中部籽粒早期可溶性糖浓度高、后期淀粉累积快;中部籽粒和小穗柄中酸性蔗糖转化酶(SAI)活性均高于上部。对比不同时期小穗柄端的可溶性糖卸载量也是中部高于上部。研究认为,上部籽粒的发育不良不仅受制于库活性的不足,小穗柄端同化物卸载的不足也是一重要原因。