,1, 梁效贵1, 赵雪1, 高震1, 吴巩1, 申思1, 林珊1, 周丽丽1, 周顺利,1,2Analysis on the Trends of Yield and Quality Related Traits for Maize Hybrids Released in China over the Past Years
CHEN XianMin,1, LIANG XiaoGui1, ZHAO Xue1, GAO Zhen1, WU Gong1, SHEN Si1, LIN Shan1, ZHOU LiLi1, ZHOU ShunLi,1,2通讯作者:
责任编辑: 李莉
收稿日期:2018-05-11接受日期:2018-07-16网络出版日期:2018-11-01
| 基金资助: |
Received:2018-05-11Accepted:2018-07-16Online:2018-11-01
摘要
关键词：
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陈先敏, 梁效贵, 赵雪, 高震, 吴巩, 申思, 林珊, 周丽丽, 周顺利. 历年国审玉米品种产量和品质性状变化趋势分析[J]. 中国农业科学, 2018, 51(21): 4020-4029 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.002
CHEN XianMin, LIANG XiaoGui, ZHAO Xue, GAO Zhen, WU Gong, SHEN Si, LIN Shan, ZHOU LiLi, ZHOU ShunLi.
0 引言
【研究意义】玉米是重要的粮食、饲料和工业原料作物,已经成为中国第一大粮食作物[1]。从20世纪50年代开始,中国玉米品种类型历经农家种、品种间杂交种、顶交种、双交种、三交种和单交种的交错出现和不断演变,最终形成目前统一为单交种的局面。中国玉米遗传产量效益在总产量提升中作用显著[2],品种的不断更替和优良品种的持续涌现是中国玉米产量大幅度提高的关键因素之一[3,4]。然而,由于中国国情决定的对产量的追求往往忽视品种的品质特性。玉米产业的良性发展需要籽粒产量与品质的同步提升,在产量提高的同时改善籽粒品质已经成为中国当前需要重点关注和解决的重要问题。针对历年品种更替过程中籽粒产量和品质相关性状的趋势分析可以为当前的玉米育种和栽培提供一定的借鉴。【前人研究进展】近年来,众多****针对玉米品种的产量和品质性状变化进行了大量研究。DUVICK等[5]对Iowa州的玉米品种研究发现籽粒蛋白质含量随时间持续下降,而籽粒淀粉含量持续增加。孙琦等[6]发现1950—2000年代主推玉米品种的产量得到大幅度提高,淀粉含量与容重有所提高,蛋白质含量稍有下降趋势,脂肪含量没有显著变化。白永新等[7]通过对1998—2001年国审玉米品种的品质性状进行分析和比较,发现淀粉含量升高,而蛋白质含量有缓慢下降的趋势,脂肪含量逐步提高,赖氨酸含量则基本不变。杨书成等[8]发现“十一五”期间的普通玉米的粗脂肪含量有下降的趋势,粗淀粉、容重有微小的下降,粗蛋白则有升有降。也有****对中国省级审定的玉米品种的品质变化进行了研究[9,10,11]。【本研究切入点】整体上,当前有关不同年代品种的研究均指出产量得到大幅度提升以及容重和千粒重的显著增加,品质性状如粗淀粉含量也呈现大幅升高,而粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量的变化趋势则不尽相同。对比发现,除了不同研究者选择的时间跨度和品种有差异外,当前研究中还存在以下问题：首先,玉米品质性状不仅受相关基因等遗传性状的调控,也受气象因子[12]、种植制度[13]和栽培措施[14]等多方面因素的影响。前人研究将不同年代的品种在当前气候和栽培条件下种植,不一定能够准确反映特定品种在其推广阶段的品质特性;其次,不同年代的品种在品质性状表现上存在较大差异,单个或极少数品种的选择可能在无意识中影响结果导向;最后,国内外****多从物质含量的角度分析玉米品种品质相关性状的变化趋势,有关不同物质组分在籽粒中的积累特性以及各物质间的关联性分析较少。【拟解决的关键问题】本研究通过对历年国家审定品种数据库的查阅和整理,分析从1992年以来国审普通玉米品种的产量和品质相关性状变化趋势及其关系,期望从新的角度进一步认识品种更替对玉米品种产量和品质性状的影响及未来发展方向。1 材料与方法
1.1 数据来源
本研究中使用的770个国家审定玉米品种的名录和数据主要来源于：（1）全国农业技术推广服务中心编撰的书籍资料：1990—2000年国家审（认）定品种[15]和全国玉米审定品种名录（2000-2008）[16];（2）权威种业网站发布的信息：中国种业商务网（http://www.chinaseed114.com/seed/sspz/）、中国种业信息网（http://www.seedchina.com.cn）和第1种业网（http://www.a-seed.cn/）。以上信息均为2017年12月31日前公布或公开发表的数据,其具体内容所覆盖的时间跨度为1992—2017年。品种类型以普通玉米为主。
1.2 统计指标与数据处理
重点搜集各品种籽粒的粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸含量和容重（由于较早年份未测量,容重的时间跨度仅为2003—2017年）以及千粒重（个别年份的个别品种数据不全,以数据缺失进行处理）数据。出现多个检测中心数据时,以农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）结果为准。对于仅给出范围值的个别品种和指标,以其平均数进行作图和分析（例如：宇玉30号（2014）粗蛋白含量的原始数据为9.3%— 9.9%,数据处理时以9.6%进行分析）。运用Microsoft Excel 2003软件进行数据标准化;
Origin 2016进行回归分析;SPSS statistics 18.0进行相关性分析。
2 结果
2.1 国审玉米品种的数量趋势
1992—2017年通过国家审定的玉米品种共770个总品次数,其中,特用玉米（甜玉米、糯玉米、高油玉米、爆裂玉米、青贮玉米等）203个,占总数的26.36%,普通玉米567个,占总数的73.64%（图1）。国审普通玉米品种的数量集中在2002年之后,总计为500个,占比高达88.18%。1992—2006年通过审定的普通玉米品种数呈不断增加趋势,2003年和2004年有一个大幅度的升高,2005年略有下降,2006年又回升达到49个。从2007年开始,国家实施从严准入和“精品制”战略,每年通过审定的品种数稳定在20个左右,但2014年开通了玉米国审品种绿色通道后,2017年通过审定的品种数呈飞跃式上升,年审定数量达到153个,包括同时首次审定通过的8个宜机收玉米品种。图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图11992—2017年国家审定玉米品种数量和类型
Fig. 1Number and types of maize varieties released in China from 1992 to 2017
2.2 产量和品质性状随年份更替的变化
2003—2017年国审玉米品种的年均容重随年份更替呈极显著提高（R2 = 0.5002,P<0.01）（图2-A）,其中2013年年均容重最高为764.5 g·L-1,2005年最低为731.3 g·L-1。就品种而言,容重最大为821.0 g·L-1（2017年,登海856）,最小为645.0 g·L-1（2003年,冀玉10号）,品种间差异达176.0 g·L-1。千粒重方面,1992—2017年年均千粒重随年份更替呈显著提高趋势（R2 = 0.2086,P<0.05）（图2-B）,年均升高0.91 g。1995年年均千粒重最高,达到365.8 g,1994年最低,为285.0 g。千粒重最大的品种为450.0 g（2007年,雷奥1号）,最小为220.0 g（2005年,禾盛玉6号）。图2
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图2国家审定普通玉米品种的容重（A）和千粒重（B）随年份更替变化趋势
○：单个品种;▲：当年审定品种的平均值;●：审定品种的最大值;●：：审定品种的最小值。以年平均值进行线性拟合。*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。下同
Fig. 2Trends of volume weight (A) and 1000-kernel weight (B) for common maize varieties released in China
○: Single variety point; ▲: Average values for each year; ●: Maximum value of the varieties released; ●: Minimum value of the varieties released. Linear curves were fitted by annual average values. For each index, * and ** indicate significance levels at 0.05 and 0.01, respectively. The same as below
1992—2017年国家审定普通玉米品种的粗淀粉含量总体平均为72.80%,年均粗淀粉含量随年份更替呈极显著上升趋势（R2 = 0.5119,P<0.01）（图3-A）,年平均含量每年上升0.19%,其中2017年的年均粗淀粉含量达到最大（73.80%）,而1994年最低（64.82%）。粗淀粉含量最高的品种为77.07%（2006年,鲁单9006）,最低是63.91%（1998年,中单5384）。粗蛋白含量随年份起伏不定但总体呈稳定趋势（图3-B）,总体平均含量为9.88%,其中在2003年年均粗蛋白含量达到最高为10.45%,1992年最低,为8.83%。粗蛋白含量最高的品种,为13.52%（2017年,金博士509）,最低为6.55%（1992年,丹玉15）。赖氨酸年均含量变幅较大但整体平稳（图3-C）,总体平均含量为0.30%,年均赖氨酸含量最大值为0.34%（1993年）,最小值为0.27%（2004年）。赖氨酸含量最高的品种为0.44%（2003年,冀玉10号）,最低为0.14%（2000年,通单24;1999年,辽单24）。粗脂肪年均含量随年份变化呈极显著下降趋势（R2 = 0.4726,P<0.01）（图3-D）,年均下降约0.03%,2002年的年均粗脂肪含量达到最大,为4.96%,2010年最低,为3.65%。粗脂肪含量最高的品种为6.56%（2004年,迪卡5号）,最低为2.90%（2017年,秋乐708）。
图3
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图31992—2017年国家审定普通玉米品种的粗淀粉含量（A）、粗蛋白含量（B）、赖氨酸含量（C）和粗脂肪含量（D）变化趋势
赖氨酸含量数据点部分重叠
Fig. 3Trends of crude starch concentration (A), crude protein concentration (B), lysine concentration (C) and crude fat concentration (D) of common maize varieties released in China from 1992 to 2017
Points of lysine concentration are partially overlapped
2.3 产量和品质各性状之间的相关性
相关分析结果表明（表1）,容重与粗淀粉含量呈极显著正相关关系（r = 0.189）,与粗脂肪含量呈极显著负相关（r = -0.141）,但与粗蛋白和赖氨酸含量的相关性均未达到显著性水平;千粒重与粗淀粉含量呈极显著正相关关系（r = 0.309）,与粗蛋白含量（r = -0.205）、赖氨酸含量（r = -0.136）呈极显著负相关关系,与粗脂肪含量呈显著负相关关系（r = -0.102）。粗淀粉含量与粗蛋白含量（r = -0.462）、赖氨酸含量（r = -0.282）、粗脂肪含量（r = -0.245）均呈极显著负相关;赖氨酸含量与粗蛋白含量呈极显著正相关关系（r = 0.481）,与粗脂肪含量呈极显著负相关（r = -0.192）;粗蛋白含量和粗脂肪含量之间没有相关性。Table 1
表1
表1玉米籽粒不同性状间的相关性分析
Table 1
| 性状 Trait | 粗淀粉含量 Crude starch concentration | 粗蛋白含量 Crude protein concentration | 赖氨酸含量 Lysine concentration | 粗脂肪含量 Crude fat concentration | 容重 Volume- weight | 千粒重 1000-kernel weight |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 粗淀粉含量Crude starch concentration | 1.000 | |||||
| 粗蛋白含量Crude protein concentration | -0.462** | 1.000 | ||||
| 赖氨酸含量Lysine concentration | -0.282** | 0.481** | 1.000 | |||
| 粗脂肪含量Crude fat concentration | -0.245** | -0.060 | -0.192** | 1.000 | ||
| 容重Volume-weight | 0.189** | -0.069 | -0.011 | -0.141** | 1.000 | |
| 千粒重1000-kernel weight | 0.309** | -0.205** | -0.136** | -0.102* | 0.077 | 1.000 |
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2.4 单位千粒籽粒物质积累量
通过各品种的千粒重和相应的物质含量估算每1 000粒籽粒中的物质积累总量,即单位千粒籽粒物质积累量。结果表明,1992—2017年,年均单位千粒籽粒的粗淀粉积累量随年份更替呈极显著上升趋势（图4-A）。其中,2016年最高为261.79 g/千粒,1994年最低为208.39 g/千粒,历年平均为248.16 g/千粒。年均单位千粒籽粒的粗蛋白积累量随年份更替也呈显著上升趋势（图4-B）,其中,2011年达到最高为35.96 g/千粒,2001年最低为30.44 g/千粒,历年平均为33.70 g/千粒。年均单位千粒籽粒赖氨酸积累量随年份呈波浪形变化,总体略有升高但不显著（图4-C）,历年平均为1.05 g/千粒,其中,1995年最高为1.21 g/千粒,1998年最低为0.89 g/千粒。年均单位千粒籽粒粗脂肪积累量随年份变化仍有显著下降趋势（图4-D）,历年平均为14.72 g/千粒,其中,1995年最高为16.53 g/千粒,2010年最低为12.71 g/千粒。图4
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图41992—2017年国家审定普通玉米品种的单位千粒籽粒粗淀粉（A）、粗蛋白（B）、赖氨酸（C）和粗脂肪（D）积累量变化趋势
Fig. 4Accumulation amount per 1000-kernel of crude starch (A), crude protein (B), lysine (C) and crude fat (D) for common maize varieties released in China from 1992 to 2017
3 讨论
3.1 不同年代玉米品种产量和品质性状变化特征
本研究中,随年份更替,千粒重、容重和粗淀粉含量均呈显著或极显著上升（图1）,粗蛋白含量和赖氨酸含量变化不大,粗脂肪含量则呈极显著下降趋势。其中,粗淀粉含量、千粒重的变化趋势与前人的研究结果较为一致[5,17-18]。白永新等[7]对1998—2001年国审玉米品种品质分析结果表明,品种间赖氨酸含量基本不变,平均含量为0.296%,与本研究结果相近;但粗蛋白含量逐年下降而粗脂肪含量有升高的趋势。孙琦等[6]对中国1950—2000年代生产上大面积推广的35个品种的研究结果也表明,蛋白质含量随年代变化呈极显著下降趋势,与本研究结果稍有差异。可能是由于所研究的年份跨度和品种的选取不完全一致所导致,本研究结果来源于1992—2017年共计26年间的单交种数据。关于各性状间的关联性,孙琦等[6]指出淀粉和蛋白质含量分别与产量呈显著正相关和负相关。本研究中没有产量数据,但千粒重和容重均与粗淀粉含量呈极显著正相关,而与粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪等性状呈负相关或不相关,研究结果较为一致。进一步说明淀粉含量的提高是千粒重和容重升高的主要因素。此外,本研究还发现粗淀粉与粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量均呈极显著负相关,与前人研究结果一致[6,19]。一方面,这种负相关关系可能与谷物籽粒建成和充实阶段,各物质积累在时间上存在重叠或部分重叠,物质积累存在竞争关系[20,21,22]有关。此外,在过去相当长一段时间里,对产量的追求和对品质性状的忽视可能也是造成这一结果的原因。在以后的育种实践中,应在注重产量性状的同时加大对蛋白质、赖氨酸和粗脂肪等品质性状的选择力度。而在栽培方面,播期、密度和肥水管理均会对产量和籽粒品质性状造成影响,通过选择区域适宜的中晚熟品种以及土壤培肥也能够提高籽粒蛋白质含量[23,24]。
3.2 淀粉含量迅速提升引起的“碳稀释效应”
作物植株在生长发育的过程中通过根系吸收的氮素总累积量不断升高,但随着叶片在总生物量中的占比下降、茎秆生长以及籽粒快速充实,整株的氮素含量呈不断下降趋势,称为“碳稀释效应”[25,26]。关于淀粉和蛋白质等在籽粒中的积累,有****研究认为,二者的负相关是由于它们均储存于胚乳中,且作为光合作用的共同产物,其中一类物质的增加必定会导致另一方的减少[6,27]。淀粉作为玉米籽粒胚乳中最主要的贮藏物质,其在品种更替中的较为快速提升,可能也部分造成了蛋白质、赖氨酸及脂肪含量下降,表现为籽粒粗淀粉的快速积累对粗蛋白、粗脂肪等其他组分积累的稀释效应（图5）。不过,从本研究以单位千粒籽粒为基础,对每千粒籽粒中的物质积累量变化趋势分析发现,与物质含量趋势不同的是,单位千粒籽粒粗蛋白积累量呈显著升高趋势,单位千粒籽粒赖氨酸积累量则轻微升高但统计结果不显著,而粗脂肪的下降趋势变缓（图4）。粗淀粉积累量与粗淀粉含量的变化趋势相近,均呈极显著上升趋势且提升速度快于其他品质性状。说明品种更替过程中,淀粉积累的提升较其他物质更为快速,而碳稀释效应和千粒重相对较快的提高导致了粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪在积累量和浓度变化方面的差异。然而,有关籽粒中淀粉和蛋白质积累过程的生理基础和竞争矛盾目前还不清晰,仍有待进一步深入研究。另外,随着氮素转运蛋白功能的不断揭示以及生物技术如基因编辑手段的发展,相信针对作物氮素吸收利用以及碳氮吸收协同提高的种质创新仍有很大的空间[28,29,30]。图5
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图51992—2017年国家审定普通玉米品种年平均粗蛋白含量（A）、赖氨酸含量（B）和粗脂肪含量（C）与粗淀粉含量的比率变化趋势
Fig. 5Ratios of the annual average concentrations of crude protein(A) , lysine(B) and crude fat(C) to the concentration of crude starch for common maize varieties released in China from 1992 to 2017
3.3 宜机收玉米品种对籽粒产量和品质性状可能造成的影响
机械化籽粒收获是玉米机械化生产的大趋势[31]。随着2017年审定品种的飞跃式上升,首批8个宜机收玉米品种通过国家审定。为了降低破碎率以保障收获质量,提高品种籽粒容重和降低收获期籽粒含水量至关重要[32]。研究表明,淀粉的快速积累能够有效降低籽粒含水量[22, 33]。通过对比机械收获品种的平均粗淀粉含量也可以看出,其高于历年平均且居于年平均值首位（图6-A）。此外,分别对8个宜机收品种的粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量与历年平均进行比较发现,粗蛋白相较历年平均值存在下降趋势,赖氨酸稍有上升,但粗脂肪含量则下降达10.7%之多。从粗淀粉和容重与粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪之间存在的负相关关系分析,未来是否会因宜机收品种的推广影响到玉米品质的变化值得关注。图6
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图61992-2017年国家审定普通玉米品种和宜机收品种的平均粗淀粉含量（A）、粗蛋白含量（B）、赖氨酸含量（C）和粗脂肪含量（D）
AVG：1992—2017年普通玉米品种的平均值;MGH：宜机收玉米品种的平均值
Fig. 6Average values of crude starch(A), crude protein(B), lysine(C) and crude fat(D) for common and suitable for mechanical grain-harvesting maize varieties released in China from 1992 to 2017
AVG: Average values for common maize varieties from 1992 to 2017; MGH: Average values for suitable for mechanical grain-harvesting maize
4 结论
1992—2017年国审普通玉米品种的千粒重、容重、粗淀粉含量随年份呈上升趋势,而粗脂肪含量呈下降趋势,粗蛋白含量和赖氨酸含量表现较稳定。粗蛋白和赖氨酸积累缓慢以及粗脂肪含量下降可能与籽粒淀粉快速积累引起的碳稀释效应有关。参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.001URL [本文引用: 1]
玉米是全球也是中国第一大作物,在保障国家粮食安全中占有重要地位。当前,面对经济社会的快速发展和人增地减、资源紧缺、生态环境恶化等一系列突出问题,玉米栽培学科正面临着严峻挑战和新的历史发展机遇,在此重要历史关头,回顾中国玉米栽培研究历程和科技进展,探索未来发展方向具有重要的意义。分析表明,经过60年不懈努力,玉米栽培研究的目标已由产量为主向高产、优质、高效、生态、安全等多目标协同发展,研究内容不断拓宽与深入,形成了具有显著中国特色的玉米栽培科学与技术体系。进入21世纪以来,玉米栽培研究进入黄金发展期,在栽培理论、关键技术创新与应用方面取得一系列重要突破,在保障国家粮食安全中发挥了重要的作用。围绕未来玉米生产对科技的需求,依据现代科技的发展趋势,笔者认为高产、优质、高效、生态、安全仍将是未来玉米栽培研究的主要目标,并提出今后20年重点研究的方向与任务：一是继续探索不同生态区玉米产量潜力及突破技术途径,努力提高单产水平;二是转变生产方式,围绕籽粒生产效率,以提高资源利用效率和劳动生产效率为目标,降低生产成本,提高商品质量,增强玉米市场竞争力;适度发展青贮玉米和鲜食玉米等,促进玉米生产向多元化方向发展;三是应对全球气候变化,开展抗逆、减灾、稳产理论和技术研究,实施保护性耕作,实现玉米可持续生产;四是依托现代信息技术,开展智能化栽培技术研究,实现玉米精准生产与管理;五是强化栽培学科基础研究,玉米设计栽培,夯实玉米科技研究和生产发展基础。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.001URL [本文引用: 1]
玉米是全球也是中国第一大作物,在保障国家粮食安全中占有重要地位。当前,面对经济社会的快速发展和人增地减、资源紧缺、生态环境恶化等一系列突出问题,玉米栽培学科正面临着严峻挑战和新的历史发展机遇,在此重要历史关头,回顾中国玉米栽培研究历程和科技进展,探索未来发展方向具有重要的意义。分析表明,经过60年不懈努力,玉米栽培研究的目标已由产量为主向高产、优质、高效、生态、安全等多目标协同发展,研究内容不断拓宽与深入,形成了具有显著中国特色的玉米栽培科学与技术体系。进入21世纪以来,玉米栽培研究进入黄金发展期,在栽培理论、关键技术创新与应用方面取得一系列重要突破,在保障国家粮食安全中发挥了重要的作用。围绕未来玉米生产对科技的需求,依据现代科技的发展趋势,笔者认为高产、优质、高效、生态、安全仍将是未来玉米栽培研究的主要目标,并提出今后20年重点研究的方向与任务：一是继续探索不同生态区玉米产量潜力及突破技术途径,努力提高单产水平;二是转变生产方式,围绕籽粒生产效率,以提高资源利用效率和劳动生产效率为目标,降低生产成本,提高商品质量,增强玉米市场竞争力;适度发展青贮玉米和鲜食玉米等,促进玉米生产向多元化方向发展;三是应对全球气候变化,开展抗逆、减灾、稳产理论和技术研究,实施保护性耕作,实现玉米可持续生产;四是依托现代信息技术,开展智能化栽培技术研究,实现玉米精准生产与管理;五是强化栽培学科基础研究,玉米设计栽培,夯实玉米科技研究和生产发展基础。
DOI:10.2135/cropsci2010.04.0207URL [本文引用: 1]
Abstract Four to five cycles of maize (Zea mays L.) hybrid replacement have occurred in China since the 1970s. Retrospective analyses of genetic yield may provide an understanding of unexploited genetic potential and indicate pathways for future yield improvement. The objective of this study was to assess genetic gains in grain yield, especially those due to increased tolerance to stress in China from the 1970s through the 2000s. Trials were conducted at two locations per year and three densities per location during the 2005-2006 (Exp. 1) and 2007-2008 (Exp. 2) growing seasons. Over a 40-yr period, the genetic gain in yield averaged 94.7% kg ha(-1) per year and 53% of this was attributable to breeding undertaken in China. The newer hybrids showed increased tolerance to compound stress. We estimated that the contribution of stress tolerance to genetic yield gain was equal to 46 or 74% at 60,000 or 75,000 plants ha(-1), respectively. Yield improvement has occurred at a slow pace at densities of 60,000 and 75,000 plants ha(-1) in China. Further increasing maize grain yield in China will be achieved through higher plant populations, and this will require breeding for greater stress tolerance.
DOI:10.1088/0256-307X/18/11/313URLMagsci [本文引用: 1]
自 195 0 s以来 ,我国玉米 (Zea mays L.)产量以年递增幅度为 12 6 kg· hm- 2· a- 1的速率迅速提高。在高肥力自然光照条件下 ,通过对我国 195 0 s、1970 s、1990 s等 3个年代玉米主要推广品种的光合特性研究表明 :当代品种叶片光合速率高且高值持续期长 ,光合色素叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素等的含量高且持续时间长 ,与光合有关的蒸腾速率 (E)、细胞间隙 CO2 浓度 (Ci)、气孔导度 (gs)等也有较大改良 ,中下部叶片尤其明显 ;在生育后期 ,当代品种具有更高的光合优势。在品种更替过程中光合色素的组成比率没有显著变化 ,随品种更替生育后期当代品种细胞间隙 CO2 浓度低的原因不是气孔限制 ,而是叶片同化 CO2 能力增强的结果。我国玉米产量的大幅度提高在很大程度上应归功于叶片光合性能的改良
DOI:10.1088/0256-307X/18/11/313URLMagsci [本文引用: 1]
自 195 0 s以来 ,我国玉米 (Zea mays L.)产量以年递增幅度为 12 6 kg· hm- 2· a- 1的速率迅速提高。在高肥力自然光照条件下 ,通过对我国 195 0 s、1970 s、1990 s等 3个年代玉米主要推广品种的光合特性研究表明 :当代品种叶片光合速率高且高值持续期长 ,光合色素叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素等的含量高且持续时间长 ,与光合有关的蒸腾速率 (E)、细胞间隙 CO2 浓度 (Ci)、气孔导度 (gs)等也有较大改良 ,中下部叶片尤其明显 ;在生育后期 ,当代品种具有更高的光合优势。在品种更替过程中光合色素的组成比率没有显著变化 ,随品种更替生育后期当代品种细胞间隙 CO2 浓度低的原因不是气孔限制 ,而是叶片同化 CO2 能力增强的结果。我国玉米产量的大幅度提高在很大程度上应归功于叶片光合性能的改良
DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2006.01.001URL [本文引用: 1]
自上世纪70年代以来，优质、抗逆、高配合力和适应性广的新种质匮乏，已成为影响玉米商业育种进一步发展的“瓶颈”。生产用种质的遗传脆弱性受到普遍关注，种质扩增、改良与创新成为作物育种研究最重要的发展方向。综述了CIMMYT和美国玉米遗传资源的搜集、评价、改良和利用情况，玉米遗传多样性的演变趋势与动力，杂种优势群和杂种优势模式研究进展，群体改良理论和技术的新发展及对杂种优势遗传机理的探索。Hallauer于2003年提出的两个杂种优势列（heterotic alignment）的概念，把对玉米杂种优势模式的认识从温带种质扩展到所有生态类型，为玉米种质扩增、改良和创新奠定了理论和方法学基础。两个群体间的相互轮回选择改良技术，是把种质资源大规模推向杂交育种应用的关键步骤。
DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2006.01.001URL [本文引用: 1]
自上世纪70年代以来，优质、抗逆、高配合力和适应性广的新种质匮乏，已成为影响玉米商业育种进一步发展的“瓶颈”。生产用种质的遗传脆弱性受到普遍关注，种质扩增、改良与创新成为作物育种研究最重要的发展方向。综述了CIMMYT和美国玉米遗传资源的搜集、评价、改良和利用情况，玉米遗传多样性的演变趋势与动力，杂种优势群和杂种优势模式研究进展，群体改良理论和技术的新发展及对杂种优势遗传机理的探索。Hallauer于2003年提出的两个杂种优势列（heterotic alignment）的概念，把对玉米杂种优势模式的认识从温带种质扩展到所有生态类型，为玉米种质扩增、改良和创新奠定了理论和方法学基础。两个群体间的相互轮回选择改良技术，是把种质资源大规模推向杂交育种应用的关键步骤。
[本文引用: 2]
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.14.003URLMagsci [本文引用: 5]
【目的】以中国20世纪50年代以来各时期生产上大面积应用的主要推广品种为材料，研究中国玉米主推品种籽粒品质性状的变化趋势，以期为未来的优质玉米品种选育提供参考。【方法】选取1950—2000年代各时期生产上大面积推广的品种共35个，种植在中国农业科学院作物科学研究所顺义试验基地，随机区组设计，每个品种种植5行，3次重复，选中间2行收获，收获后考察每小区籽粒产量、容重，利用近红外光谱分析仪测定籽粒中淀粉、蛋白质与脂肪的含量。对所有品种的品质性状、产量进行方差分析，同时对品质性状与产量间的相关性进行分析。根据每个年代的各品质性状、产量的平均值进行回归分析，研究品质性状与产量随年代的变化趋势。【结果】年代内，玉米品种淀粉含量、蛋白质含量与容重的变异系数均在10%以下，脂肪含量的变异系数在9.54%—18.74%，产量的变异系数为4.53%—33.33%，表明每个年代内不同品种的淀粉含量、蛋白质含量、容重差异较小，脂肪含量与产量变异幅度较大。年代间的产量呈极显著差异，淀粉含量、蛋白质含量和容重在年代间的差异也呈极显著水平，但脂肪含量差异不显著。1950—2000年代主推玉米品种的产量随着年代变化呈逐渐上升趋势，平均每10年上升871 kg•hm-2；淀粉含量随着年代变化总体呈上升的趋势，平均每10年上升0.25%；蛋白质含量随年代变化呈逐渐下降趋势，平均每10年下降0.31%；容重随年代变化总体呈上升趋势，平均每10年上升5.97 g•L-1。淀粉含量与产量呈显著正相关（r=0.493），蛋白质含量与产量呈显著负相关（r=-0.678）。由以上说明，1950—2000年代玉米主推品种淀粉含量的上升，蛋白质含量的下降与产量的提高具有相关性。【结论】1950—2000年代主推玉米品种的产量得到大幅度提高，淀粉含量与容重有所提高，蛋白质含量稍有下降趋势，脂肪含量没有显著变化。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.14.003URLMagsci [本文引用: 5]
【目的】以中国20世纪50年代以来各时期生产上大面积应用的主要推广品种为材料，研究中国玉米主推品种籽粒品质性状的变化趋势，以期为未来的优质玉米品种选育提供参考。【方法】选取1950—2000年代各时期生产上大面积推广的品种共35个，种植在中国农业科学院作物科学研究所顺义试验基地，随机区组设计，每个品种种植5行，3次重复，选中间2行收获，收获后考察每小区籽粒产量、容重，利用近红外光谱分析仪测定籽粒中淀粉、蛋白质与脂肪的含量。对所有品种的品质性状、产量进行方差分析，同时对品质性状与产量间的相关性进行分析。根据每个年代的各品质性状、产量的平均值进行回归分析，研究品质性状与产量随年代的变化趋势。【结果】年代内，玉米品种淀粉含量、蛋白质含量与容重的变异系数均在10%以下，脂肪含量的变异系数在9.54%—18.74%，产量的变异系数为4.53%—33.33%，表明每个年代内不同品种的淀粉含量、蛋白质含量、容重差异较小，脂肪含量与产量变异幅度较大。年代间的产量呈极显著差异，淀粉含量、蛋白质含量和容重在年代间的差异也呈极显著水平，但脂肪含量差异不显著。1950—2000年代主推玉米品种的产量随着年代变化呈逐渐上升趋势，平均每10年上升871 kg•hm-2；淀粉含量随着年代变化总体呈上升的趋势，平均每10年上升0.25%；蛋白质含量随年代变化呈逐渐下降趋势，平均每10年下降0.31%；容重随年代变化总体呈上升趋势，平均每10年上升5.97 g•L-1。淀粉含量与产量呈显著正相关（r=0.493），蛋白质含量与产量呈显著负相关（r=-0.678）。由以上说明，1950—2000年代玉米主推品种淀粉含量的上升，蛋白质含量的下降与产量的提高具有相关性。【结论】1950—2000年代主推玉米品种的产量得到大幅度提高，淀粉含量与容重有所提高，蛋白质含量稍有下降趋势，脂肪含量没有显著变化。
[本文引用: 2]
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DOI:10.3969/j.issn.1000-6400.2011.08.002URL [本文引用: 1]
通过对2006-2010年国 审品种品质的分析和对比,初步探明"十一五"期间普通玉米的品质指标没有根本性的改善。总体来看,粗脂肪表现有下降势头,粗淀粉、容重的表现也有微小的下 降,粗蛋白则表现有升有降。充分说明品质指标具有相对的稳定性,主要由遗传基因所控制的,要想提高某一品质的指标,必须加强专用型玉米选育。
DOI:10.3969/j.issn.1000-6400.2011.08.002URL [本文引用: 1]
通过对2006-2010年国 审品种品质的分析和对比,初步探明"十一五"期间普通玉米的品质指标没有根本性的改善。总体来看,粗脂肪表现有下降势头,粗淀粉、容重的表现也有微小的下 降,粗蛋白则表现有升有降。充分说明品质指标具有相对的稳定性,主要由遗传基因所控制的,要想提高某一品质的指标,必须加强专用型玉米选育。
DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2008.33.048URL [本文引用: 1]
[目的]分析吉林省普通玉米品 种主要营养品质的变化趋势。[方法]对1995~2006年吉林省育成的普通玉米品种的品质指标(脂肪含量、蛋白质含量及淀粉含量)进行分析。[结果]普 通玉米的粗蛋白含量为8.06%~13.97%,平均10.37%;粗脂肪含量2.85%~9.70%,平均4.56%;粗淀粉含量 62.59%~76.80%,平均71.15%。就年际间变化而言,粗蛋白含量变异较大,但整体呈比较平稳趋势;脂肪含量整体呈下降趋势且变异较大;粗淀 粉含量整体比较稳定且呈上升趋势。就省内不同地区而言,粗蛋白含量除通化和白山地区较低外(9.99%),其他地区基本相当,变辐为 10.13%~10.48%;延边地区粗脂肪含量较高,为5.42%;通化和白山地区的玉米品种粗淀粉含量较高,为72.01%。[结论]吉林省普通玉米 品种品质指标偏低,不同品种间变异比较大,品质改良潜力很大。
DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2008.33.048URL [本文引用: 1]
[目的]分析吉林省普通玉米品 种主要营养品质的变化趋势。[方法]对1995~2006年吉林省育成的普通玉米品种的品质指标(脂肪含量、蛋白质含量及淀粉含量)进行分析。[结果]普 通玉米的粗蛋白含量为8.06%~13.97%,平均10.37%;粗脂肪含量2.85%~9.70%,平均4.56%;粗淀粉含量 62.59%~76.80%,平均71.15%。就年际间变化而言,粗蛋白含量变异较大,但整体呈比较平稳趋势;脂肪含量整体呈下降趋势且变异较大;粗淀 粉含量整体比较稳定且呈上升趋势。就省内不同地区而言,粗蛋白含量除通化和白山地区较低外(9.99%),其他地区基本相当,变辐为 10.13%~10.48%;延边地区粗脂肪含量较高,为5.42%;通化和白山地区的玉米品种粗淀粉含量较高,为72.01%。[结论]吉林省普通玉米 品种品质指标偏低,不同品种间变异比较大,品质改良潜力很大。
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通过对2000～2004年内蒙古自治区审定的区内选育品种品质的现状分析,结果表明,专用玉米品种比重逐年增加.淀粉、蛋白质、赖氨酸含量有所提高,而脂肪含量较低,并提出玉米育种仍然要以高产、优质、多抗为选育目标,改善品质要以提高蛋白质含量为重点。
[本文引用: 1]
通过对2000～2004年内蒙古自治区审定的区内选育品种品质的现状分析,结果表明,专用玉米品种比重逐年增加.淀粉、蛋白质、赖氨酸含量有所提高,而脂肪含量较低,并提出玉米育种仍然要以高产、优质、多抗为选育目标,改善品质要以提高蛋白质含量为重点。
URLMagsci [本文引用: 1]
为了明确气温变化对玉米生长发育和产量的影响，建立玉米低温冷害监测和气象评估模式，在东北地区中部的榆树市进行了玉米分期播种试验。试验采用3个品种，设置早、中、晚3个播种期，进行玉米生长发育进程、叶面积指数、生物量、产量和温度等观测。结果表明：玉米的生长速率与温度密切相关，平均气温每升高1 ℃，出苗速率提升17%，营养生长速率提升5%;积温每增加100 ℃·d，玉米最大叶面积指数增加10%，最大生物量和产量增加8%;玉米生长发育期(日平均气温稳定>10 ℃期间)间平均气温降低0.7 ℃，或活动积温减少100 ℃·d，玉米成熟期将延迟7 d，发生一般低温冷害，玉米单产减少8%;气温下降1 ℃，或积温减少140 ℃·d，生育期延迟10 d，发生严重低温冷害，减产10%以上;在水分条件比较适宜的前提条件下，气候变暖对东北地区玉米单产提高是有利的。
URLMagsci [本文引用: 1]
为了明确气温变化对玉米生长发育和产量的影响，建立玉米低温冷害监测和气象评估模式，在东北地区中部的榆树市进行了玉米分期播种试验。试验采用3个品种，设置早、中、晚3个播种期，进行玉米生长发育进程、叶面积指数、生物量、产量和温度等观测。结果表明：玉米的生长速率与温度密切相关，平均气温每升高1 ℃，出苗速率提升17%，营养生长速率提升5%;积温每增加100 ℃·d，玉米最大叶面积指数增加10%，最大生物量和产量增加8%;玉米生长发育期(日平均气温稳定>10 ℃期间)间平均气温降低0.7 ℃，或活动积温减少100 ℃·d，玉米成熟期将延迟7 d，发生一般低温冷害，玉米单产减少8%;气温下降1 ℃，或积温减少140 ℃·d，生育期延迟10 d，发生严重低温冷害，减产10%以上;在水分条件比较适宜的前提条件下，气候变暖对东北地区玉米单产提高是有利的。
DOI:10.5846/stxb201110151526Magsci [本文引用: 1]
为了进一步深入了解禾本科作物和豆科作物间作的优势机理,研究了在不同施肥条件下玉米单作、玉米‖花生间作和玉米‖大豆间作对玉米籽粒品质、单株经济产量和生物产量﹑产量及土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量及酶活性的影响。结果表明,在不施肥条件下玉米间作可以显著提高玉米籽粒蛋白质、油分和赖氨酸含量,但对淀粉含量影响不显著;在施肥条件下玉米间作可以显著提高淀粉和赖氨酸含量,但对油分和蛋白质含量的增加却影响不显著;间作在提高玉米籽粒淀粉、蛋白质和赖氨酸含量方面的效果没有该施氮水平(50kg/km<sup>2</sup>)显著。间作可以增加玉米产量及其单株经济产量和生物产量,其中在不施肥和施肥条件下产量分别比单作增加了3.7％、9.7％、19.0％和18.6％,但间作在增加产量方面的效果没有该施氮水平显著。间作在不同施肥条件下可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌的数量,且效果达到显著水平。土壤中的酶活性也显著受到间作的影响,在不施肥条件下玉米间作和单作土壤中的转化酶活性差异达到显著水平,在施肥条件下间作和单作土壤中转化酶和磷酸酶活性差异达到显著水平。4种微生物数量和4种酶活性之间呈显著或极显著正相关,玉米籽粒品质、产量及单株生物产量除与转化酶及磷酸酶活性部分相关不显著外,与土壤中的其它酶活性及微生物数量皆显著或极显著正相关。
DOI:10.5846/stxb201110151526Magsci [本文引用: 1]
为了进一步深入了解禾本科作物和豆科作物间作的优势机理,研究了在不同施肥条件下玉米单作、玉米‖花生间作和玉米‖大豆间作对玉米籽粒品质、单株经济产量和生物产量﹑产量及土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量及酶活性的影响。结果表明,在不施肥条件下玉米间作可以显著提高玉米籽粒蛋白质、油分和赖氨酸含量,但对淀粉含量影响不显著;在施肥条件下玉米间作可以显著提高淀粉和赖氨酸含量,但对油分和蛋白质含量的增加却影响不显著;间作在提高玉米籽粒淀粉、蛋白质和赖氨酸含量方面的效果没有该施氮水平(50kg/km<sup>2</sup>)显著。间作可以增加玉米产量及其单株经济产量和生物产量,其中在不施肥和施肥条件下产量分别比单作增加了3.7％、9.7％、19.0％和18.6％,但间作在增加产量方面的效果没有该施氮水平显著。间作在不同施肥条件下可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌的数量,且效果达到显著水平。土壤中的酶活性也显著受到间作的影响,在不施肥条件下玉米间作和单作土壤中的转化酶活性差异达到显著水平,在施肥条件下间作和单作土壤中转化酶和磷酸酶活性差异达到显著水平。4种微生物数量和4种酶活性之间呈显著或极显著正相关,玉米籽粒品质、产量及单株生物产量除与转化酶及磷酸酶活性部分相关不显著外,与土壤中的其它酶活性及微生物数量皆显著或极显著正相关。
DOI:10.3969/j.issn.1000-6850.2004.06.047URLMagsci [本文引用: 1]
采用二次饱和D最优设计方法，研究了不同密度、氮肥施用量对玉米品质的影响，结果表明：合理密植，增施氮肥，有利于提高玉米产量和改善玉米品质；通过模拟试验和优化选择，提出了玉米产量≥7500kg/hm2、粗淀粉≥65%、粗脂肪≥4.55%、粗蛋白质≥11.2%、赖氨酸≥0.33%、色氨酸≥0.075%的栽培措施，其相应的密度为53475~72435株/hm2，氮肥施用量为278.85~488.70kg/hm2。
DOI:10.3969/j.issn.1000-6850.2004.06.047URLMagsci [本文引用: 1]
采用二次饱和D最优设计方法，研究了不同密度、氮肥施用量对玉米品质的影响，结果表明：合理密植，增施氮肥，有利于提高玉米产量和改善玉米品质；通过模拟试验和优化选择，提出了玉米产量≥7500kg/hm2、粗淀粉≥65%、粗脂肪≥4.55%、粗蛋白质≥11.2%、赖氨酸≥0.33%、色氨酸≥0.075%的栽培措施，其相应的密度为53475~72435株/hm2，氮肥施用量为278.85~488.70kg/hm2。
北京: 中国农业科学技术出版社,
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Beijing: China's Agricultural Science and Technology Press,
[本文引用: 1]
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[本文引用: 1]
[本文引用: 1]
DOI:10.1111/pbr.12347URL [本文引用: 1]
<p>Maize is one of China's most important grain crops. We analysed data from breeding trials and experimental reports to assess genetic gains in the single-cross varieties in terms of grain yield and agronomic traits in Northern China, Southwestern China and Yellow–Huai River Valley. Since the 1960s, the grain yield of single-cross varieties has increased linearly in all three regions. Plant height, ear rows and 100-seed weight have increased linearly (P
[D].
[本文引用: 1]
[D].
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DOI:10.1016/j.jcs.2009.03.009URL [本文引用: 1]
The time course of synthesis and accumulation of the major storage components in developing grain of wheat cv Hereward has been determined. Gluten proteins were first detected at 1002dpa and accumulated most rapidly between 12 and 3502dpa, with little change after 4202dpa. Differences in the accumulation patterns of two different types of ω-gliadins were observed while the synthesis of the HMW subunits was initiated about 202days later than that of the other gluten proteins. Although protein accumulation had essentially ceased by 4202dpa, grain desiccation was associated with a dramatic increase in the proportion of large glutenin polymers.The accumulation of starch essentially paralleled that of gluten proteins, reaching 55% of the grain dry weight at maturity. This was associated with an increase in the amylose content, from about 20 to 26% of the total starch. The expression patterns of transcripts encoding enzymes of the synthesis (ADP glucose pyrophosphorylase, starch synthases), branching and modification of starch were consistent with the pattern of starch accumulation and with the expression patterns reported for orthologous genes in developing rice grain, showing high conservation between species.
DOI:10.1104/pp.40.5.835URL [本文引用: 1]
TCHACAROFF E, POSALAKY Z.
DOI:10.1016/j.jplph.2017.05.005URLPMID:28544894 [本文引用: 2]
Abscisic acid (ABA) accumulates in plants under drought stress, but views on the role of ABA in kernel formation and abortion are not unified. The response of the developing maize kernel to exogenous ABA was investigated by excising kernels from cob sections at four days after pollination and culturing in vitro with different concentrations of ABA (0, 5, 10, 100 M). When ABA was applied at the early post-pollination stage (EPPS), significant weight loss was observed at high ABA concentration (100 M), which could be attributed to jointly affected sink capacity and activity. Endosperm cells and starch granules were decreased significantly with high concentration, and ABA inhibited the activities of soluble acid invertase and acid cell wall invertase, together with earlier attainment of peak values. When ABA was applied at the middle post-pollination stage (MPPS), kernel weight was observably reduced with high concentration and mildly increased with low concentration, which was regulated due to sink activity. The inhibitory effect of high concentration and the mild stimulatory effect of low concentration on sucrose synthase and starch synthase activities were noted, but a peak level of ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase) was stimulated in all ABA treatments. Interestingly, AGPase peak values were advanced by low concentration and postponed by high concentration. In addition, compared with the control, the weight of low ABA concentration treatments were not statistically significant at the two stages, whereas weight loss from high concentration applied at EPPS was considerably obvious compared with that of the MPPS, but neither led to kernel abortion. The temporal- and dose-dependent impacts of ABA reveal a complex process of maize kernel growth and development.
DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2000.01.002URL [本文引用: 1]
中国是世界上饲料生产大国 ,也是养猪最多的国家 ,是消化玉米的主渠道。因此 ,提高普通玉米营养品质 ,推广优质蛋白玉米、高油玉米 ,降低饲料生产成本 ,推动养殖业的发展 ,建立建全具有自我特色的农工贸、种养加相结合的体系 ,使玉米生产走向稳步发展、良性循环之路
DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2000.01.002URL [本文引用: 1]
中国是世界上饲料生产大国 ,也是养猪最多的国家 ,是消化玉米的主渠道。因此 ,提高普通玉米营养品质 ,推广优质蛋白玉米、高油玉米 ,降低饲料生产成本 ,推动养殖业的发展 ,建立建全具有自我特色的农工贸、种养加相结合的体系 ,使玉米生产走向稳步发展、良性循环之路
Magsci [本文引用: 1]
以1990年建立的国家褐潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地(北京昌平站)的长期肥料定位试验为研究平台,于2002年进行了长期不同施肥制度对玉米产量和品质影响的研究。结果表明,长期不同施肥制度对土壤养分影响大小次序为速效磷>全磷>全氮>碱解氮>速效钾>有机质,NPKM处理的土壤养分增加量大于其它处理;各处理对玉米产量的影响为:NPKM>NPK>NP>PK>NK>N>CK;长期施NPKM和NPK肥提高了玉米籽粒中蛋白质、氨基酸总量和必需氨基酸的含量,同时还提高了籽粒中的粗脂肪和粗灰分含量;长期施N、NK肥,籽粒
Magsci [本文引用: 1]
以1990年建立的国家褐潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地(北京昌平站)的长期肥料定位试验为研究平台,于2002年进行了长期不同施肥制度对玉米产量和品质影响的研究。结果表明,长期不同施肥制度对土壤养分影响大小次序为速效磷>全磷>全氮>碱解氮>速效钾>有机质,NPKM处理的土壤养分增加量大于其它处理;各处理对玉米产量的影响为:NPKM>NPK>NP>PK>NK>N>CK;长期施NPKM和NPK肥提高了玉米籽粒中蛋白质、氨基酸总量和必需氨基酸的含量,同时还提高了籽粒中的粗脂肪和粗灰分含量;长期施N、NK肥,籽粒
DOI:10.2307/2444598URL [本文引用: 1]
A data base was constructed of the % N and plant d. wts (W) in t ha 01 of C3 and C4 crops that had been grown with sufficient nitrogen to permit maximum growth rate. The % N of all crops declined sharply with increase in W but this decline differed between C3 and C4 crops. When W was greater than 1 t ha6301, 86% of the variance in In % N was removed by the model % N = aW-b with b = —0·5 for all crops, and a = 5·7% for C3 crops and 4·1% for C4 crops. The same model gave a good description of data on C3 and C4 crops entirely independent of that used for developing the model. According to this relationship the fractional decline in % N with increase in plant mass was the same for both types of crops, but C4 crops contained about 72% of the nitrogen in C3 crops at equivalent d. wts. As approx. 32% more dry matter was produced per unit of intercepted radiation for C4 and C3 crops, the N uptake (or weight of plant protein produced) per unit of intercepted radiation was approximately the same for both types of crops. A small improvement in the degree of fit to % N = aW-b was obtained by allowing both a and b to vary with the crop. Values of b obtained in this way for tall fescue, lucerne and winter wheat, but not for potato and sorghum, were consistent with Hardwick's 'skin core' hypothesis (Annals of Botany, 1989, 60,439-46). The entire data set was, however, consistent with Caloin and Yu's model (Annals of Botany, 1984, 54, 69-76) in which there is a conceptual N pool for photosynthesis and another N pool for the other processes.
[本文引用: 1]
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DOI:10.1146/annurev-arplant-042811-105532URLPMID:22224450 [本文引用: 1]
Abstract Crop productivity relies heavily on nitrogen (N) fertilization. Production and application of N fertilizers consume huge amounts of energy, and excess is detrimental to the environment; therefore, increasing plant N use efficiency (NUE) is essential for the development of sustainable agriculture. Plant NUE is inherently complex, as each step-including N uptake, translocation, assimilation, and remobilization-is governed by multiple interacting genetic and environmental factors. The limiting factors in plant metabolism for maximizing NUE are different at high and low N supplies, indicating great potential for improving the NUE of current cultivars, which were bred in well-fertilized soil. Decreasing environmental losses and increasing the productivity of crop-acquired N requires the coordination of carbohydrate and N metabolism to give high yields. Increasing both the grain and N harvest index to drive N acquisition and utilization are important approaches for breeding future high-NUE cultivars.
[本文引用: 1]
DOI:10.1038/ng.3337URLPMID:26053497 [本文引用: 1]
Asian cultivated rice (Oryza sativa L.) consists of two main subspecies, indica and japonica. Indica has higher nitrate-absorption activity than japonica, but the molecular mechanisms underlying that activity remain elusive. Here we show that variation in a nitrate-transporter gene, NRT1.1B (OsNPF6.5), may contribute to this divergence in nitrate use. Phylogenetic analysis revealed that NRT1.1B diverges between indica and japonica. NRT1.1B-indica variation was associated with enhanced nitrate uptake and root-to-shoot transport and upregulated expression of nitrate-responsive genes. The selection signature of NRT1.1B-indica suggests that nitrate-use divergence occurred during rice domestication. Notably, field tests with near-isogenic and transgenic lines confirmed that the japonica variety carrying the NRT1.1B-indica allele had significantly improved grain yield and nitrogen-use efficiency (NUE) compared to the variety without that allele. Our results show that variation in NRT1.1B largely explains nitrate-use divergence between indica and japonica and that NRT1.1B-indica can potentially improve the NUE of japonica.
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.013URL [本文引用: 1]
子粒破碎率是评价玉米子粒机械收获质量的重要指标。2011-2016年在全国16省(市、区)194个地块开展子粒机械收获质量测试,对获取的2450组样本数据的统计表明,当前玉米子粒机械收获破碎率均值为8.56%,高于国标["玉米收获机械技术条件"(GB/T 21961-2008)]≤5%的要求,破碎率偏高是我国玉米子粒机械收获存在的主要质量问题。破碎率与收获时玉米子粒含水率呈极显著正相关,2450组样本子粒含水率平均值达到26.65%,两者呈二次多项式关系,水分偏高是导致当前我国玉米子粒收获破碎率高的主要原因;不同收获机械及其作业对子粒破碎率也会产生显著影响;此外,玉米生育和收获期间生态环境因素、栽培措施对破碎率也有影响。培育早熟、脱水速率快、收获期含水率低及抗破碎性好的品种,研发推广破碎率低的收获机械和选择最佳收获期收获是解决破碎率高的主要措施,而在收获时根据玉米生长、成熟和子粒水分状况及时检查与调试收获机械参数也有助于降低破碎率。
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DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.013URL [本文引用: 1]
子粒破碎率是评价玉米子粒机械收获质量的重要指标。2011-2016年在全国16省(市、区)194个地块开展子粒机械收获质量测试,对获取的2450组样本数据的统计表明,当前玉米子粒机械收获破碎率均值为8.56%,高于国标["玉米收获机械技术条件"(GB/T 21961-2008)]≤5%的要求,破碎率偏高是我国玉米子粒机械收获存在的主要质量问题。破碎率与收获时玉米子粒含水率呈极显著正相关,2450组样本子粒含水率平均值达到26.65%,两者呈二次多项式关系,水分偏高是导致当前我国玉米子粒收获破碎率高的主要原因;不同收获机械及其作业对子粒破碎率也会产生显著影响;此外,玉米生育和收获期间生态环境因素、栽培措施对破碎率也有影响。培育早熟、脱水速率快、收获期含水率低及抗破碎性好的品种,研发推广破碎率低的收获机械和选择最佳收获期收获是解决破碎率高的主要措施,而在收获时根据玉米生长、成熟和子粒水分状况及时检查与调试收获机械参数也有助于降低破碎率。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.007URL [本文引用: 1]
机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.007URL [本文引用: 1]
机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。
DOI:10.1007/s10725-018-0411-7URL [本文引用: 1]
Elevated levels of abscisic acid (ABA) are closely associated with cereal grain filling under water deficit. However, grain dehydration during grain filling has received little attention. In this...
