吐丝期喷施外源激素对花后高温下糯玉米产量和品质的影响

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全球气候变暖情况加剧,高温热害频繁发生,严重威胁玉米生产。玉米灌浆结实期与夏季高温重叠,造成籽粒灌浆速率加快,灌浆期缩短,细胞分裂减少,从而导致籽粒发育受阻。如何缓解高温胁迫对玉米生长的影响亟待解决。外源激素作为调控植物生长发育、促进细胞分化、延缓衰老的重要物质,在抗逆胁迫中发挥了重要作用。本研究以京科糯2000和渝糯7号为材料,探究不同类型外源激素及喷施浓度对灌浆期高温胁迫下糯玉米产量和品质形成的调控效应,对缓解高温胁迫伤害具有重要意义。本探究可为高温胁迫下糯玉米的抗逆栽培提供理论指导和技术支持。主要结果如下:1花后高温胁迫对糯玉米籽粒产量和品质的影响花后高温胁迫显著降低糯玉米籽粒产量。京科糯2000和渝糯7号的粒重、穗粒数、籽粒产量和淀粉含量分别平均下降24.2%、8.0%、25.2%、10.3%,蛋白质含量平均增加9.6%。高温胁迫下两品种淀粉平均粒径增大,京科糯2000淀粉的短链比例和短/长链比值下降,渝糯7号的影响不显著;相对结晶度两品种受高温胁迫影响较小。高温胁迫造成籽粒粉样和淀粉的黏度降低,糊化温度和回生值升高。2吐丝期喷施不同外源激素对花后高温下糯玉米籽粒产量和品质的影响吐丝期喷施不同类型外源激素对花后高温胁迫和正常环境下籽粒产量和品质具有不同程度的调控作用。喷施BR、CTK、GA和Spm后,高温下两个品种产量分别平均增加了 32.6%、12.2%、17.5%、22.0%;常温下两个品种产量分别平均增加了 29.5%、23.6%、11.8%、13.1%,产量的提高主要与粒重和穗粒数的增加有关,其中BR的调控作用显著大于其他激素。高温胁迫下,蛋白质含量京科糯2000在喷施外源Spm后降低,喷施GA后增加,渝糯7号在BR处理后增加。BR、CTK和Spm增加了京科糯2000的淀粉含量,CTK增加了渝糯7号的淀粉含量。淀粉黏度特征值和热力学特征值在高温和常温下对外源激素的响应品种间和激素间有显著差异。高温胁迫下,淀粉平均粒径在京科糯2000的四个激素和渝糯7号的GA处理后均显著降低;淀粉黏度在渝糯7号的四种激素处理后提高,峰值黏度和谷值黏度在京科糯2000的BR和CTK处理后显著升高,其中BR调控效果最显著;短/长链比例在两品种的BR处理后均上升;A/B链比例两品种在BR、CTK和GA处理下降低,Spm处理下京科糯2000降低,渝糯7号升高。综上,喷施外源激素提高了高温胁迫下籽粒产量、淀粉含量和糊化黏度,改变了热力学特征值,其中BR的整体调控作用最显著。3吐丝期喷施不同浓度BR对花后高温下糯玉米籽粒产量和品质的影响吐丝期外源喷施不同浓度BR可不同程度的缓解高温对籽粒产量和品质的影响。高温胁迫下,喷施不同浓度BR显著增加了两个品种粒重、穗粒数和产量,京科糯2000和渝糯7号分别在喷施0.050 g/L和0.025 g/L处理下产量最高。高温胁迫下,0.025 g/L和0.050 g/L BR显著降低了两个品种的蛋白质含量,淀粉含量在0.025 g/L BR下京科糯2000增幅最大,渝糯7号在0.100 g/L BR下增幅最大。不同浓度BR对两个品种淀粉晶体结构、分子量和链长分布,粉样和淀粉的糊化特征值和热力学特征值有显著的调控作用,但调控效果因品种和喷施浓度差异而不同。高温胁迫下,不同浓度BR处理后淀粉平均粒径京科糯2000显著降低,渝糯7号显著增加。总体上0.025-0.050g/LBR有利于提高粉样和淀粉的黏度,0.025 g/L BR有利于降低粉样的回生值,0.050 g/L BR有利于降低淀粉的回生。综合考虑不同BR浓度对花后高温胁迫下两品种的产量、糊化和热力学特性,温度升高条件下推荐BR喷施浓度为0.025-0.050 g/L。
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