玉米早期发育阶段粒位效应的蛋白质组学分析   总被引：3，自引：2，他引：1  

于涛  李耕  刘鹏  董树亭  张吉旺  赵斌  柏晗 《中国农业科学》2016,49(1):54-68

【目的】从蛋白质组学的角度研究早期发育阶段玉米上、中部籽粒差异表达的蛋白质,分析其功能,探明玉米粒位发育差异的分子机理。【方法】在大田条件下,以粒位效应显著的玉米品种登海661（DH661）为供试材料,90 000株/hm²密度下种植,在开花期人工饱和授粉后0、3、6、12 d取果穗上部与中部籽粒。采用TCA-丙酮沉淀法提取籽粒总蛋白,双向电泳分离后获得蛋白质图谱。分别以0、3、6、12 d中部籽粒的凝胶作为参考胶,将上部籽粒凝胶与其进行比对,利用Image master 2D 7.0软件分析籽粒早期发育不同阶段上、中粒位蛋白质表达的差异。通过 MALDI-TOF/TOF MS 质谱分析及 NCBI数据库搜索,对差异表达蛋白质进行鉴定并分析其涉及的生物学功能。【结果】较高密度种植后,果穗籽粒早期发育阶段共检测到超过1000个清晰蛋白质点。通过图像处理软件成对匹配分析,果穗上、中部籽粒早期发育阶段差异蛋白质点为66个,其中52个蛋白质点与NCBI数据库匹配,鉴定率为78.8%。差异蛋白质涉及籽粒呼吸与能量代谢（10个蛋白质点,19%）、胁迫与防御（9个蛋白质点,17%）、蛋白质代谢（9个蛋白质点,17%）、氮代谢（6个蛋白质点,11%）、细胞分化与增殖（5个蛋白质点,10%）、转录与翻译（5个蛋白质点,10%）、次生物质代谢（3个蛋白质点,6%）等功能范畴。对相关的差异蛋白质表达丰度分析,与中部籽粒相比,上部籽粒涉及细胞分化与增殖、呼吸与能量代谢的大部分蛋白质在一个或多个时间段内均显著下调,说明上部籽粒胚乳细胞增殖及呼吸能量代谢能力显著降低。同时,上部籽粒涉及胁迫与防御的多种抗氧化酶系、乙二醛酶1以及涉及蛋白质代谢的4个分子伴侣蛋白质在发育早期也处于低水平表达,说明上部籽粒应对逆境条件防御能力较弱且蛋白质结构不稳定。另外,与中部籽粒相比,上部籽粒氮代谢中丙氨酸转氨酶以及S-腺苷甲硫氨酸合成酶1在授粉后6-12 d内均下调表达,说明上部籽粒氮同化能力较弱,影响后续的氨基酸合成与蛋白质代谢过程。【结论】与果穗中部籽粒相比,上部籽粒细胞分化与增殖相关蛋白质的表达水平较低,呼吸与能量代谢能力较弱,导致上部籽粒库容与库活性降低。另外,面对氧化应激等逆境时,上部籽粒相关的抗氧化酶以及分子伴侣蛋白表达水平较低,致使其防御能力低于中部籽粒。丙氨酸转氨酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶1（SAMS）的差异表达也可能是导致粒位效应的重要原因。  相似文献   

玉米不同穗型品种粒、叶内源生理特性的群体调节研究   总被引：11，自引：1，他引：10  

郭玉秋  董树亭  王空军  郑洪建  胡昌浩  张吉旺 《作物学报》2003,29(4):626-632

采用系统聚类的方法对我国20世纪80年代以来的50个主栽玉米品种进行划分,通过密度调控,对不同穗型玉米品种粒、叶内源生理特性进行了深入探讨,试验结果如下:各穗型玉米品种同一生育时期相比较,叶片的功能强弱依次为紧凑大穗型品种掖单13、紧凑小穗型品种掖单4号、平展大穗型品种沈单7号.密度对不同穗型玉米品种叶片生理的影响  相似文献   

不同类型玉米品种饲用营养价值比较   总被引：33，自引：1，他引：32  

张吉旺  胡昌浩  王空军  董树亭  刘鹏 《作物学报》2003,29(6):951-954

对粮饲兼用玉米鲁单50(LD50)、高油玉米高油115(HO115)和青饲玉米科多4号(KD4)进行比较研究表明: KD4的鲜、干物质产量最高,较LD50高100%、72.2%,粗蛋白和粗纤维的产量也最高,较LD50高80%、149%;HO115的粗脂肪产量最高,较LD50高62%,粗蛋白的产量也较高;LD50的籽粒产量显著高于KD4,但粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的产量都最低.不同  相似文献   

氮磷配施对夏玉米产量和叶片衰老特性的影响     

张振博  贾春兰  任佰朝  刘鹏  赵斌  张吉旺 《作物学报》2023,(6):1616-1629

氮和磷作为玉米生长发育的必需营养元素,对玉米产量的提高具有重要影响。本试验以登海111(Denghai111,DH111)为供试材料,在2020年和2021年分别设置11个氮磷配施处理和15个氮磷配施处理来探究氮磷配施对夏玉米叶片衰老特性和产量形成的影响。结果表明:在相同施磷水平下,随着施氮量增加,夏玉米的叶面积指数(leaf area index, LAI)、叶绿素相对含量(SPAD值)、抗氧化酶活性(超氧物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)呈现先增加后降低的趋势,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量呈现先降低后增加的趋势,产量呈现先增加后降低的趋势。在N0～N2条件下,随施磷量增加,LAI、SPAD值、抗氧化酶活性呈现增加趋势, MDA含量呈现降低趋势,产量呈增加趋势;而在N3与N4条件下,随施磷量增加, LAI、SPAD值、抗氧化酶活性呈现先增加后降低的趋势, MDA含量呈现先降低后增加的趋势,产量呈现先增加后降低趋势。在2020年, N3 P1处理...  相似文献   

氮素对灌浆期夏玉米叶片蛋白质表达的调控   总被引：2，自引：0，他引：2  

王祥宇  魏珊珊  董树亭  刘鹏  张吉旺  赵斌 《中国农业科学》2015,48(9):1727-1736

【目的】在大田生产条件下研究氮素对灌浆期玉米叶片蛋白质表达的调控。【方法】在大田生产条件下,以紧凑耐密型玉米杂交种登海618为试验材料,研究施氮对玉米穗位叶花后净光合速率、硝酸还原酶（NR）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量和可溶性蛋白含量的影响。采用TCA-丙酮沉淀法提取灌浆期（花后20 d）两个施氮处理下玉米穗位叶总蛋白质,并用双向凝胶电泳技术（2-DE）分离获得蛋白质图谱。采用ImageMaster-2D Elite 7.0图像分析软件对蛋白质图谱进行比较,确定玉米叶片应答灌浆期施氮处理的差异蛋白点。通过MALDI-TOF/TOF MS质谱分析及NCBInr数据库搜索,对差异表达蛋白质进行鉴定并分析其涉及的生物学功能。【结果】开花后,随生育进程的推进,玉米穗位叶净光合速率、叶绿素含量、NR、SOD和POD活性及可溶性蛋白含量均呈下降趋势,而MDA含量则呈上升趋势。相对于不施氮处理,施氮处理下叶片叶绿素含量、NR、SOD和POD活性及可溶性蛋白含量均显著提高,而MDA含量则显著下降。对灌浆期玉米叶片进行双向电泳及图谱分析,分别在施氮和不施氮条件下检测出1 086和1 170个蛋白点。通过图像分析软件进行成对匹配分析,共得到29个显著差异蛋白点。经质谱鉴定分析,29个显著差异蛋白点中有25个被成功鉴定,鉴定成功的蛋白中除未知蛋白（蛋白点55）和30s核糖体蛋白（蛋白点1089）外,其余蛋白表达量均在施氮条件下上调。通过搜索NCBInr数据库,差异表达的蛋白主要分为8类,包括13个能量相关蛋白,2个防御相关蛋白,2个蛋白合成相关蛋白,2个蛋白目的和储存相关蛋白,1个细胞生长相关蛋白,1个次级代谢相关蛋白,1个转运相关蛋白和3个未知蛋白。【结论】施氮对灌浆期玉米叶片光合能力、碳代谢能力、防御能力、蛋白合成能力、蛋白目的和储存能力、以及次级代谢能力等均有显著提升作用。  相似文献   

玉米籽粒比重与灌浆特性的关系   总被引：7，自引：0，他引：7  

张丽  张吉旺  樊昕  刘鹏  董树亭 《中国农业科学》2015,48(12):2327-2334

【目的】玉米籽粒比重与容重呈显著正相关,容重偏低一直是中国玉米低商品品质的主要问题之一。论文旨在探讨玉米籽粒比重在籽粒灌浆过程中的建成动态及其与籽粒灌浆特性的关系,以期为提高籽粒比重和容重,改善玉米商品品质提供理论依据。【方法】选用普通型品种农大108（ND108）、硬粒型品种费玉4号（FY4）、高淀粉型品种费玉3号（FY3）和郑单18（ZD18）为供试材料,对授粉后玉米籽粒的干比重、鲜比重、百粒干重、单粒鲜体积和水分含量进行测定,采用回归分析讨论比重与灌浆特性的关系。【结果】籽粒鲜比重授粉后随着籽粒的发育呈上升趋势,到成熟期趋于稳定;而干比重在灌浆前期处于下降趋势,授粉后20-35 d是其增长的快速时期,到灌浆后期基本趋于稳定;成熟期FY4、FY3及ZD18籽粒干比重和鲜比重均大于对照ND108。百粒干重和单粒鲜体积在灌浆前期增长迅速,之后增长速率变缓,至成熟期逐渐趋于稳定,其授粉后的变化趋势均可用Logistic曲线较好的模拟,各回归方程的相关系数在0.986-0.999,均达到显著水平,FY4、FY3和ZD18成熟期百粒干重和单粒鲜体积均大于ND108;授粉后随着干物质的不断积累,籽粒水分含量迅速下降,平均每天下降1.302个百分点。籽粒鲜比重与百粒干重（R²=0.851,P＜0.01）、单粒鲜体积（R²=0.594,P＜0.05）均呈显著正相关,而与水分含量（R²=0.803,P＜0.01）呈显著负相关。以灌浆期的百粒干重,单粒鲜体积和水分含量为自变量x,籽粒干比重为依变量y,用二次曲线方程y=a+bx+cx²对它们之间的回归关系进行拟合,方差分析表明各方程回归系数在0.623-0.748,F检验均达到显著水平（P＜0.01）,其中干比重与籽粒水分含量的关系最为密切（r=0.731,P＜0.01）。当百粒干重、单粒鲜体积和水分含量分别为18.75 g、0.589 cm³和61.5%时,干比重处于最小值,此时对应的各品种授粉后天数分别在24.0-28.1 d、16.3-20.7 d和21.1-23.6 d,均处在籽粒快速增长期,说明在16-28 d内籽粒快增持续期阶段内,是籽粒干比重形成的关键时期。【结论】籽粒干比重在灌浆前期处于下降趋势,之后快速增长到灌浆后期基本趋于稳定;籽粒灌浆快增持续期是干比重形成的关键时期,此期间影响籽粒灌浆将显著影响干比重的大小;干比重与籽粒水分含量的关系最为密切,回归系数达0.731。  相似文献   

去苞叶对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响   总被引：7，自引：0，他引：7  

秦营营  董树亭  魏珊珊  张吉旺  刘鹏  赵斌 《中国农业科学》2015,48(11):2118-2126

【目的】在大田试验条件下,设置不同去苞叶处理,研究去苞叶后夏玉米产量、籽粒体积、干重、脱水速率、籽粒灌浆速率以及籽粒黑层出现和乳线消失所需时间的变化,以期明确去苞叶对夏玉米籽粒产量和籽粒灌浆特性的作用。【方法】以先玉335（XY335）、郑单958（ZD958）和登海661（DH661）为试验材料,设置不同去苞叶处理：去苞叶1/4（S1）、去苞叶1/2（S2）和苞叶全去（S3）以及对照（CK）,研究去苞叶对夏玉米产量、籽粒灌浆特性以及籽粒黑层出现和乳线消失所需时间的影响等。【结果】去苞叶后夏玉米产量显著下降,XY335的S1、S2和S3处理的产量较CK分别下降9.45%、13.78%和27.89%,ZD958分别下降10.72%、15.07%和24.75%,DH661分别下降9.31%、16.01%和22.35%,去苞叶数越多,产量下降幅度越大。去苞叶后夏玉米的千粒重和穗粒数等产量构成因素显著下降,S3处理影响最显著,XY335的S3处理千粒重和穗粒数分别下降15.30%和14.87%,ZD958分别下降11.22%和15.24%,DH661分别下降15.10% 和8.55%。此外,去苞叶显著影响夏玉米的籽粒灌浆特性,影响随去苞叶数的增多而显著加剧。去苞叶后籽粒到达最大灌浆速率时的天数（D_max）显著减少,S3处理影响最显著,XY335、ZD958和DH661的S3处理的D_max较CK分别缩短3 d、4 d和3.5 d。去苞叶后灌浆速率最大时的生长量（W_max）和籽粒灌浆活跃期（P）等也均显著降低,且去苞叶数目越多,W_max和P的下降幅度越大,XY335﹑DH661和ZD958的S3处理的Wmax较CK分别下降12.75%、17.78% 和17.12%。XY335﹑DH661和ZD958的S1﹑S2、S3的P较CK分别下降6.22%、9.82%和11.78%,5.39%、8.39%和13.09%,0.17%、2.39%和5.97%。去苞叶后籽粒鲜重和籽粒体积显著下降,籽粒脱水速率显著提高,灌浆时间减少,籽粒乳线消失时间和籽粒黑层出现时间较正常发育的籽粒缩短,S3处理影响最显著,XY335﹑ZD958和 DH661的S3处理的籽粒乳线消失所需时间较CK分别缩短10 d、6 d和4 d,籽粒黑层出现所需时间较CK分别缩短10 d、5 d 和4 d。【结论】去苞叶后灌浆速率最大时的生长量、达最大灌浆速率时的天数和籽粒灌浆活跃期均显著降低,籽粒脱水速率显著提高,导致籽粒灌浆时间缩短,籽粒干物质积累量显著下降,籽粒乳线消失和黑层出现的时间较正常发育籽粒缩短,进而严重影响夏玉米籽粒的正常灌浆,最终导致夏玉米产量显著下降,且其影响程度随去苞叶数目的增加而加剧。  相似文献   

细胞质雄性不育玉米的根系特性和氮效率研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

李从锋  刘鹏  董树亭  张吉旺  王空军  贾士芳 《中国农业科学》2008,41(11):3573-3579

【目的】探讨细胞质雄性不育玉米的根系特性和氮素吸收利用规律。【方法】在土柱栽培条件下,选择目前生产中广泛应用的骨干自交系478和齐319的细胞质雄性不育系（CMS）和其同型保持系（可育系）为试验材料,比较分析雄性不育系及其可育系灌浆期根系特性的差异及对缺氮的响应。【结果】CMS玉米的籽粒产量和千粒重均高于其同型可育植株（P＜0.05）,生物产量差异不显著（P＞0.05）,收获指数明显较高（P＜0.05）,且缺氮条件下优势更为明显。CMS玉米灌浆期具有较高的根系干重、根系体积和根系总活力,且深层根系分布相对较多,根系活力较强,有效延长了根系的功能期,促进了植株对养分和水分的吸收。CMS玉米氮素积累总量高于其同型可育系（P＜0.05）,成熟期氮素在茎秆和籽粒中分配较多;低氮水平下,CMS玉米的氮素转移率、贡献率和氮素利用率均显著高于其同型可育系（P＜0.05）;CMS玉米单株氮效率较高,氮响应度相对较低。【结论】细胞质雄性不育玉米籽粒产量高、氮效率高与其深层根量多、根系活力强密切相关。  相似文献   

噻虫啉拌种对小麦种子及幼苗生长的生理效应   总被引：2，自引：1，他引：1  

卜成成  姜兴印  芦勇  李刚  邢则森  张吉旺  王振林 《中国农学通报》2017,33(21):1-6

为研究噻虫啉拌种对小麦种子萌发和幼苗生长的影响,以及对小麦幼苗叶片保护酶活性的影响。采用培养箱平皿法和田间小区试验研究噻虫啉不同浓度拌种处理对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。与未拌种相比,24 g a.i./10kg种子处理小麦种子发芽率、发芽指数和活力指数分别提高了4.49%、38.76%和66.23%,小麦幼苗株高、根长、地上鲜重、地下鲜种、根冠比分别增加了4.66 cm、16.64 cm、0.05 g/株、0.12 g/株、0.19,同时拌种可以增加小麦幼苗的叶绿素含量,提高根系活力以及幼苗叶片POD、SOD、CAT酶活性。噻虫啉拌种明显促进小麦种子萌发以及幼苗的生长,提高幼苗叶片保护酶活性,起到壮苗的作用。  相似文献   

S-诱抗素拌种对干旱胁迫下玉米生长调控作用     

姚晨涛  张风文  李刚  乔治华  姚向峰  于灏泳  张吉旺  姜兴印 《玉米科学》2020,28(4):67-73

干旱胁迫下,研究不同浓度S-诱抗素拌种对玉米种子萌发作用和生理生化影响,综合评价后筛选出缓解玉米干旱胁迫的最佳S-诱抗素拌种浓度。系统聚状分析和主成分分析结果表明,不同浓度S-诱抗素拌种能提高玉米发芽率和发芽势,提高种子抗旱能力。S-诱抗素拌种能显著提高玉米抗氧化酶活性,降低MDA含量,减缓叶绿素的降解,同时通过提高PEP羧化酶和RuBP羧化酶活性,进而提高玉米光合能力,提高玉米抗旱性。S-诱抗素拌种对玉米有低促高抑效应,其中,0.01 g a.i./100 kg种子的S-诱抗素拌种能有效提高玉米抗旱性。  相似文献