CN111053002A

CN111053002A - 黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法

Info

Publication number: CN111053002A
Application number: CN201911411153.4A
Authority: CN
Inventors: 吴伟华; 柳家友; 闫海霞; 袁刘正; 付家锋; 王会强; 赵月强; 王蕊; 李腾; 刘康
Original assignee: Luohe academy of agricultural sciences
Current assignee: Luohe academy of agricultural sciences
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-04-24

Abstract

本发明公开了黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，包括以下步骤：(1)播种：对同一试验品种分别进行高温处理和常温处理，选择玉米孕穗期在夏季高温来临之前进行播种；(2)温度管理：在玉米的孕穗期进行温度控制；(3)统计玉米品种不同处理的各性状参数，计算相应的耐高温系数及品种的理论产量。本发明提供一种黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，在模拟高温环境下进行孕穗期耐高温能力鉴定，孕穗期涵盖玉米雌雄分化期及花期，是对玉米花期耐高温能力鉴定的有效补充，筛选出的耐高温玉米品种在推广后更能有效降低高温热害气象的影响，保障玉米在高温热害气象发生时的生产安全。

Description

黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法

技术领域

本发明涉及玉米抗逆育种技术领域，尤其涉及一种黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法。

背景技术

近年来，黄淮海夏玉米在生长过程中，灾害气象时有发生，尤其在夏玉米生长发育的中前期遭遇高温的情况下，不同玉米品种由于遗传背景的差异，对高温热害的耐受能力差别较大。研究表明：生产中高温热害发生时，部分品种因耐高温热害能力较强，雌雄穗大部分仍然能正常生长发育，雌雄穗发育受阻比例不高于5％，一般对产量影响较小；部分品种因耐高温热害能力较弱，雌雄穗发育不同程度受阻比例超过5％，造成雌穗畸形、雄穗不育、穗粒数降低等，对产量影响较大，一般减产5-20％，严重者减产达30％以上。因此选育耐高温热害能力突出的品种是保证玉米在遭遇高温灾害气象条件下稳产的关键因素之一。

目前玉米耐高温热害能力的研究主要集中在玉米的花期，通过在夏玉米的花期进行高温处理，分析高温处理后的产量性状及其构成因素的变化来判断品种的耐高温能力。

传统玉米耐高温热害能力鉴定通常采用两种方法：一、通过田间试验种植后，在当年发生高温热害气象的情况下，调查相关产量性状与历年该品种在正常年份下的平均相关产量性状的变化以分析其耐高温热害的能力。由于高温热害气象发生的不确定性，如果品种在试验鉴定的年份没有发生恶劣气象，品种耐高温热海能力强弱就无法判断，就会错过本年度的耐高温热害能力鉴定，因此这种鉴定方法的应用逐渐减少。二、设置高温及正常处理，在花期进行高温处理，对比分析的花期高温处理的产量及其构成因素的变化来对比分析品种的耐高温热害能力，这种方法的存在以下不足：由于高温处理主要集中在花期，这一时期玉米的雌雄穗分化已经基本完成，对于雌雄穗分化过程遭遇高温造成的影响缺少研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，操作方便，可有效筛选出耐高温玉米品种，便于推广应用。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)播种：对同一试验品种设置不同的试验处理，分别进行高温处理和常温处理，选择玉米孕穗期在夏季高温来临之前进行播种；

(2)温度管理：在玉米的生长过程进行温度控制，其中高温处理过程包括以下阶段：

第一阶段：播种后到小喇叭口期前保持温室温度与室外基本一致；

第二阶段：进入小喇叭口期后进行升温处理，每天上午9点开始温室逐渐升温，根据室外气温情况，温室内温度保持在31-36℃之间，期间温度保持在34-36℃的天数不少于5天，下午4点开始进行逐渐降温，降温至温室内温度与室外气温基本一致；

第三阶段：进入大喇叭口期后继续进行升温处理，每天上午9点开始温室内逐渐升温，根据室外气温情况，温室内温度保持在33-38℃之间，期间温度保持在36-38℃的天数不少于5天，下午4点开始进行逐渐降温，降温至温室内温度与室外气温基本一致；

第四阶段：进入花期后继续进行升温处理，每天上午9点开始温室内逐渐升温，根据室外气温情况，温室内温度保持在35-40℃之间，期间温度保持在38-40℃的天数不少于5天，下午4点开始进行逐渐降温，使温室内温度至与室外气温基本一致；

第五阶段：进入灌浆期后10天内，每天上午9点开始温室内逐渐升温，根据室外气温情况，温室内温度保持在35-40℃之间，期间温度保持在38-40℃的天数不少于5天，下午4点开始进行逐渐降温，使温室内温度至与室外气温基本一致；

第六阶段：试验品种灌浆10天后，保持室内温度与室外基本一致直至成熟收获

常温处理过程为：常温处理试验小区种植在室外，与当地自然界温度保持一致；

(3)统计不同处理过程中玉米各性状参数，计算相应的理论产量及耐高温系数。

进一步地，还包括套袋自交：在玉米吐丝前，在试验品种区域中间3行自行头第4株起连续10株采用人工套袋进行小区内混粉授粉，在小区10株雌穗已套袋单株抽雄后当日用羊皮纸袋对其雄穗进行套袋，次日上午10时30分至11时30分之间首先将雄穗纸袋轻摇后取下，然后将雌穗纸袋取下，将雄穗纸袋口对准雌穗顶端，轻微震荡雄穗纸袋2-3秒后及时将雌穗纸袋重新罩回，最后将雄穗纸袋重新罩回，此过程连续进行7天，成熟后收获，统计果穗相关性状的参数。

进一步地，上述步骤(1)中每个品种的播种小区行长4～5米、5行区，等行距60厘米种植，种植密度4500-5000株/亩。

进一步地，上述步骤(1)中播种时间为5月上中旬，人工点播，2粒/穴，深度4～5厘米，采用南北行种植。

进一步地，播种后2天内土壤含水量低于25％时浇灌蒙头水。

进一步地，拔节期至抽雄前，玉米植株上部叶片在晴朗午后1-3点之间发生卷曲时进行灌水，灌水40-50立方/亩·次。

进一步地，上述步骤(3)中耐高温系数的计算公式如下：

耐高温系数＝高温处理性状值/常温处理性状值×100％。

进一步地，上述步骤(3)中理论产量的计算公式如下：

理论产量＝穗粒重×种植密度×可育率，其中可育率＝收获区有效穗株数/收获区株数×100％，果穗籽粒数量≥20粒的为有效果穗株数。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，在模拟高温环境下进行孕穗期耐高温能力鉴定，孕穗期涵盖玉米雌雄分化期及花期，是对玉米花期耐高温能力鉴定的有效补充，筛选出的耐高温玉米品种在推广后更能有效降低高温热害气象的影响，保障玉米在高温热害气象发生时的生产安全。

附图说明

图1为本发明实施例10个玉米品种的理论产量和耐高温系数的聚类分析图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，包括以下步骤：

(1)播种：对同一试验品种设置不同的试验处理，在智能温室内及室外试验田分别进行高温处理和常温处理，每个处理别设置三个重复，每个品种的播种小区行长4～5米、5行区，等行距60厘米种植，种植密度4500-5000株/亩，选择玉米孕穗期在夏季高温来临之前进行播种，播种时间为5月上中旬，人工点播，2粒/穴，深度4～5厘米，采用南北行种植，播种后2天内土壤含水量低于25％时要浇灌蒙头水；

(2)温度管理：其中高温处理过程包括以下阶段：

第一阶段：播种后到小喇叭口前保持智能温室温度与室外基本一致；

(3)套袋自交：在玉米吐丝前，在试验品种小区中间3行自行头第4株起连续10株采用人工套袋进行小区内混粉授粉，在小区10株雌穗已套袋单株抽雄后当日用羊皮纸袋对其雄穗进行套袋，次日上午10时30分至11时30分之间首先将雄穗纸袋轻摇后取下，然后将雌穗纸袋取下，将雄穗纸袋口对准雌穗顶端，轻微震荡雄穗纸袋2-3秒后及时将雌穗纸袋重新罩回，最后将雄穗纸袋重新罩回，此过程连续进行7天，成熟后收获，统计果穗性状相关的参数：穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、穗粒重、成穗率；

(4)统计试验过程中玉米的花期，包括播种至抽雄、播种至吐丝、播种至散粉时间、雌雄间隔期、抽雄散粉间隔期、生育期，株高、穗位高、株数、有效果穗数，计算相应的耐高温系数和理论产量，耐高温系数的计算公式如下：

耐高温系数＝高温处理性状值/常温处理性状值×100％；

理论产量的计算公式如下：

理论产量＝穗粒重×种植密度×可育率，

其中可育率＝收获区有效穗株数/收获区株数×100％，果穗籽粒数量≥20粒的为有效果穗株数。

采用上述实施例1的方法分别对阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、先玉335、郑单958等10个品种进行孕穗期耐高温能力鉴定，结果如表1至5所示。

表1不同品种在常温处理(CK)、高温处理(HT)下的花期及相关指标

注：抽雄期与吐丝期的间隔天数即为雌雄间隔期；抽雄至散粉期的间隔天数即为抽雄散粉间隔期。

由表1可知，高温逆境使得玉米的抽雄期、吐丝期、散粉期延迟，雌雄间隔期变长、抽雄散粉间隔期变短，但不同品种之间有差异。阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、郑单958、先玉335高温处理(HT)比正常处理(CK)：抽雄期依次延迟了6d、7d、5d、3d、4d、6d、8d、8d、5d、5d；吐丝期依次延迟了8d、9d、6d、3d、4d、8d、11d、12d、6d、6d；散粉期依次延迟了5d、6d、4d、3d、3d、5d、7d、7d、4d、4d；雌雄间隔期依次增加了2d、2d、1d、0d、0d、2d、3d、4d、1d、1d；抽雄散粉间隔期依次减少了1d、1d、1d、0d、1d、1d、1d、1d、1d、1d。10个品种平均来看，抽雄期平均延迟5.7d，吐丝期平均延迟7.3d，散粉期平均延迟4.5d，雌雄间隔期平均增加1.6d，抽雄散粉间隔期平均减少0.9d。

表2不同品种在常温处理(CK)、高温处理(HT)下的株高、穗位高及其耐高温系数

由表2可知，高温逆境使得玉米的株高、穗位高变高，但不同品种之间有差异，且相应的耐高温系数均大于100％。阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、郑单958、先玉335高温处理(HT)比正常处理(CK)：株高分别增加了5.37％、5.06％、5.93％、6.76％、4.19％、5.42％、6.73％、8.42％、7.13％、5.85％，平均增高6.09％；穗位高分别增加了6.30％、10.16％、8.50％、6.85％、5.77％、4.99％、5.59％、8.20％、7.61％、11.56％，平均增高7.55％。由株高的耐高温系数可知，试验品种中株高受高温逆境影响有小到大依次是阳光98、阳光99、漯玉16、豫丰3358、漯玉336、漯青19、漯玉172、郑单958、先玉335、漯玉171；由穗位高的耐高温系数可知，试验品种中穗位高受高温逆境影响有小到大依次是漯青19、漯玉172、阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯玉171、郑单958、先玉335。

表3不同品种在常温处理(CK)、高温处理(HT)的穗长、穗粗及其耐高温系数

由表3可知，高温逆境使得玉米的穗长变短，穗粗变细，不同品种之间存在差异，且相应的耐高温系数均小于100％。阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、郑单958、先玉335高温处理(HT)比正常处理(CK)：穗长分别变短了19.01％、33.66％、20.50％、9.96％、13.21％、30.11％、44.61％、51.23％、34.85％、39.65％；由穗长的耐高温系数可知，试验品种中穗长耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、阳光98、豫丰3358、漯青19、阳光99、郑单958、先玉335、漯玉172、漯玉171。

阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、郑单958、先玉335高温处理(HT)比正常处理(CK)：穗粗分别变细了12.44％、19.02％、11.49％、6.33％、11.49％、15.96％、22.98％、22.86％、19.11％、18.60％；由穗粗的耐高温系数可知，试验品种中穗粗耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、阳光98、豫丰3358、漯青19、阳光99、先玉335、郑单958、漯玉172、漯玉171。

表4不同品种在常温处理(CK)、高温处理(HT)下的穗行数、行粒数、穗粒数及耐高温系数

由表4可知，高温逆境使得玉米的穗行数、行粒数、穗粒数降低，但不同品种之间有差异，且耐高温系数均小于100％。阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、郑单958、先玉335高温处理(HT)比正常处理(CK)：穗行数分别降低了12.61％、21.01％、10.09％、7.27％、12.61％、16.67％、26.45％、24.44％、23.08％、21.85％，平均降低17.61％；行粒数分别减少了14.90％、43.38％、22.86％、8.96％、11.07％、28.60％、55.58％、67.96％、33.53％、51.18％，平均减少33.80％；穗粒数分别减少了28.48％、58.25％、37.70％、12.08％、25.81％、46.27％、77.52％、81.79％、54.88％、66.98％，平均减少48.98％。由穗行数的耐高温系数可知，试验品种中穗行数耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、豫丰3358、阳光98、漯青19、阳光99、先玉335、郑单958、172、漯玉171。由行粒数的耐高温系数可知，试验品种中行粒数耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、阳光98、豫丰3358、漯青19、郑单958、阳光99、先玉335、漯玉172、漯玉171；由穗粒数的耐高温系数可知，试验品种中穗粒数耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、阳光98、豫丰3358、漯青19、郑单958、阳光99、先玉335、172、漯玉171。

表5不同品种在常温处理(CK)、高温处理(HT)下的穗粒重、成穗率、理论产量及其耐高温系数

由表5可知，高温逆境使得玉米的穗粒重、成穗率、理论产量降低，但不同品种之间有差异，且耐高温系数均小于100％。阳光98、阳光99、豫丰3358、漯玉336、漯玉16、漯青19、漯玉172、漯玉171、郑单958、先玉335高温处理(HT)比正常处理(CK)：穗粒重分别降低了41.49％、58.27％、47.77％、27.98％、34.07％、53.47％、69.08％、76.11％、41.35％、51.31％，平均降低50.09％；成穗率分别降低了3.26％、5.61％、4.06％、2.03％、2.07％、15.92％、13.41％、35.43％、6.66％、13.51％，平均降低10.19％；理论产量分别下降了43.40％、60.61％、49.90％、29.44％、35.44％、60.89％、73.21％、84.57％、45.25％、57.90％，平均降低54.06％。由穗粒重的耐高温系数可知，试验品种中穗粒重耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、郑单958、阳光98、豫丰3358、先玉335、漯青19、阳光99、172、漯玉171；由成穗率的耐高温系数可知，试验品种中成穗率的耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、阳光98、豫丰3358、阳光99、郑单958、漯玉172、先玉335、漯青19、漯玉171；由理论产量的耐高温系数可知，试验品种中理论产量的耐高温能力由强到弱依次是漯玉336、漯玉16、阳光98、郑单958、豫丰3358、先玉335、阳光99、漯青19、172、漯玉171。

由图1可知，通过对10个玉米品种理论产量的耐高温系数进行聚类分析研究，发现10个玉米品种可分为4类：第一类为耐高温能力突出型，此类品种有2个，依次是漯玉336、漯玉16；第二类为耐高温能力较强型，此类品种有3个，依次是阳光98、郑单958、豫丰3358；第三类为耐高温能力一般型，此类品种有3个，依次是先玉335、阳光99、漯青19；第四类为耐高温能力较差型，此类品种有2个，依次是漯玉172、漯玉171。

综合表1至5及图1可知，不同品种在高温逆境下的花期、植株性状、穗部性状、理论产量及其相应的耐高温系数的差异分析、聚类分析，试验品种的耐高温热害能力由强到弱：漯玉336＞漯玉16＞阳光98＞豫丰3358＞郑单958＞阳光99＞先玉335＞漯青19＞漯玉172＞漯玉171，如图1所示。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims

1.黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，还包括套袋自交：在玉米吐丝前，在试验品种区域中间3行自行头第4株起连续10株采用人工套袋进行小区内混粉授粉，在小区10株雌穗已套袋单株抽雄后当日用羊皮纸袋对其雄穗进行套袋，次日上午10时30分至11时30分之间首先将雄穗纸袋轻摇后取下，然后将雌穗纸袋取下，将雄穗纸袋口对准雌穗顶端，轻微震荡雄穗纸袋2-3秒后及时将雌穗纸袋重新罩回，最后将雄穗纸袋重新罩回，此过程连续进行7天，成熟后收获，统计果穗相关性状的参数。

3.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，上述步骤(1)中每个品种的播种小区行长4～5米、5行区，等行距60厘米种植，种植密度4500-5000株/亩。

4.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，上述步骤(1)中播种时间为5月上中旬，人工点播，2粒/穴，深度4～5厘米，采用南北行种植。

5.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，播种后2天内土壤含水量低于25％时浇灌蒙头水。

6.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，拔节期至抽雄前，玉米植株上部叶片在晴朗午后1-3点之间发生卷曲时进行灌水，灌水40-50立方/亩·次。

7.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，上述步骤(3)中耐高温系数的计算公式如下：

耐高温系数＝高温处理性状值/常温处理性状值×100％。

8.根据权利要求1所述黄淮海夏玉米孕穗期耐高温热害能力鉴定方法，其特征在于，上述步骤(3)中理论产量的计算公式如下：