發(fā)布時間：2021-11-10 11:50

　　合理密植可以有效地提高單位面積的糧食產(chǎn)量,而密度過大,葉片之間相互遮擋,嚴重影響中下部葉片的光合作用,特別是在籽粒灌漿期,會導致單株產(chǎn)量明顯降低。本研究選用玉米高產(chǎn)品種先玉335,分別在低密度（52500株/hm²）和高密度（75000株/hm²）下種植,測定兩個密度下灌漿期穗位葉、穗上第三片葉和穗下第三片的光合生理指標和產(chǎn)量指標,并在灌漿期分五次取穗位葉、穗上第三片葉和穗下第三片葉進行轉錄組測序,分析兩個密度下參與光合的差異表達基因,從分子水平上解析玉米葉片光合作用響應高種植密度的機理,尋找由種植密度引發(fā)的玉米葉片光合作用變化的關鍵基因,為培育耐密玉米品種提供理論依據(jù)。主要結果如下:（1）兩個密度下灌漿期不同葉位葉片凈光合速率、PSⅡ活性、比葉重、葉綠素含量的光合指標依次為穗位葉>穗上第三葉>穗下第三片葉;在高密下,灌漿期葉片的光合指標明顯小于低密度,隨著籽粒灌漿的進行,高密下葉片光合指標的下降快于低密度。（2）在高密度下,玉米先玉335的單位面積籽粒產(chǎn)量和穗數(shù)高于低密度,但穗粒數(shù)和百粒重低于低密度;高密下的穗長、穗粗、軸粗、穗... 

【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光合電子傳遞示意圖(Simkinetal..,2019b)

沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文15圖1-2卡爾文-循環(huán)的示意圖(Simkinetal..,2019b)Fig1-2SchematicrepresentationoftheCalvin–Bensoncycle注：景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶（SBPase），果糖-1,6-二磷酸醛縮酶（FBPA），果糖-1,6-二磷酸酶（FBPase），轉酮酶（TK），磷酸核酮糖激酶（PRK），核酮糖-磷酸-3-異構酶（RPE）、磷酸丙糖異構酶（TPI），甘油醛-3-磷酸脫氫酶（GAPDH），磷酸甘油酸激酶（PGK），核糖-5-磷酸異構酶A（RPI），核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）1.3玉米光合作用的研究進展玉米屬禾本科C4植物，相比C3植物具有較強的光合效率，對光能的吸收利用效率更高(許大全等,1993；許大全和沈允鋼,1997)。C4植物與C3植物在葉片結構和生理功能上存在差異。C4植物的維管束鞘外側有一層近似環(huán)狀的葉肉細胞，更利于光合產(chǎn)物的合成和積累。其中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，固定CO2的活性強于Rubisco，能夠充分利用二氧化碳進行光合作用(張麗,2004；崔國瑞等,2009)。在C4植物中，如玉米，二氧化碳在葉肉細胞與其受體磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）結合，然后轉移到維管束細胞釋放出來，經(jīng)受體返回葉肉細胞，循環(huán)利用，以此將CO2富集在維管束細胞，該過程稱為C4循環(huán)(Furbank,2011)。為了避免無效循環(huán)，CO2的最初固定部位(葉肉細胞,M)與同化部位(維管束鞘細胞,BS)在空間上是分離開的(Hatch,

類型：NADP-ME類型，NAD-ME類型和PEP-CK類型。玉米葉片存在NADP-ME和PEP-CK兩種類型(Brutigametal.,2014)。這種雙重脫羧系統(tǒng)的存在可能使玉米成為最有效的光合作用植物�，F(xiàn)在人們對葉綠體和細胞質之間的細胞內轉運系統(tǒng)以及葉肉和束鞘細胞之間的細胞間轉運的仍在進行深入研究(Picketal.,2011)。在C4植物中，已知大多數(shù)光合作用代謝物通過胞質連絲在M細胞和BS細胞之間轉運。在BS細胞葉綠體中產(chǎn)生的CO2濃縮在基質中的Rubisco附近，利用光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH進行CO2的固定還原和RuBP的再生，提高光合作用效率以減少光呼吸。圖1-3NADP-ME亞型玉米葉片關鍵C4生化反應的細胞劃分(Changetal..,2012)Figure1-3CelldivisionofkeyC4biochemicalresponsesinNADP-MEsubtypemaizeleaves(Changetal..,2012)圖中展示的酶：細胞質中的CA（碳酸酐酶；GRMZM2G121878）和PEPC（磷酸烯醇丙酮酸羧化酶；GRMZM2G083841）和M細胞葉綠體中的AspAT（天冬氨酸轉氨酶；

【參考文獻】：
期刊論文
[1]種植密度對先玉335玉米品種農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 齊志慶.  現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2019(11)
[2]種植密度對不同葉位玉米葉片光合特性的影響[J]. 安曉寧,秦國杰,牛艷.  農(nóng)業(yè)與技術. 2018(24)
[3]密植條件下不同玉米品種產(chǎn)量及子粒營養(yǎng)品質相關性狀研究[J]. 王廣福,陳廣周,司雷勇,金巖,郝引川,張仁和,張興華,薛吉全,路海東.  玉米科學. 2019(03)
[4]玉米不同葉位氣孔數(shù)量及其形態(tài)的差異研究[J]. 崔麗娜,董樹亭.  安徽農(nóng)業(yè)科學. 2018(26)
[5]Characterization of maize leaf pyruvate orthophosphate dikinase using high throughput sequencing[J]. Yuling Zhang,Rita Giuliani,Youjun Zhang,Yang Zhang,Wagner Luiz Araujo,Baichen Wang,Peng Liu,Qi Sun,Asaph Cousins,Gerald Edwards,Alisdair Fernie,Thomas P.Brutnell,Pinghua Li.  Journal of Integrative Plant Biology. 2018(08)
[6]重金屬對氣孔保衛(wèi)細胞功能和活性的影響[J]. 李莉娟,儀慧蘭.  山西大學學報(自然科學版). 2018(03)
[7]種植密度對旱地不同株型春玉米品種光合特性與產(chǎn)量的影響[J]. 徐宗貴,孫磊,王浩,王淑蘭,王小利,李軍.  中國農(nóng)業(yè)科學. 2017(13)
[8]轉錄組的測序方法及應用研究概述[J]. 姚娜,劉秀明,董園園,王南,孟璐璐,李海燕.  北方園藝. 2017(12)
[9]基于不同葉位受光條件的玉米冠層光合生產(chǎn)能力分析[J]. 范盼盼,謝瑞芝,明博,李姚姚,王克如,侯鵬,李少昆.  玉米科學. 2017(05)
[10]植物光合作用循環(huán)電子傳遞的研究進展[J]. 薛嫻,許會敏,吳鴻洋,沈應柏,肖建偉,萬迎朗.  植物生理學報. 2017(02)

博士論文
[1]高產(chǎn)夏玉米密植效應與耐密機理研究及其氮素調控[D]. 石德楊.山東農(nóng)業(yè)大學 2016
[2]植物缺鐵誘導乙烯合成機理及水稻鐵還原酶OsFRO1功能研究[D]. 葉凌霄.浙江大學 2016
[3]轉玉米C4型PEPC基因小麥對干旱脅迫反應的研究[D]. 秦娜.南京農(nóng)業(yè)大學 2015
[4]播期與密度對玉米物質生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響[D]. 于吉琳.沈陽農(nóng)業(yè)大學 2013
[5]葉綠體ATP合酶的活性調節(jié)與亞基的定點突變[D]. 董慧.中國科學院研究生院（上海生命科學研究院） 2005
[6]高溫和光照對光系統(tǒng)Ⅰ結構與功能的影響[D]. 胡朝輝.中國科學院研究生院（植物研究所） 2004

碩士論文
[1]水分脅迫對玉米光合特性和形態(tài)指標的影響[D]. 劉明.沈陽農(nóng)業(yè)大學 2009
[2]C3、C4不同作物光合生理特性比較的研究[D]. 張麗.中國農(nóng)業(yè)大學 2004



本文編號：3487190