利用控制授粉技術闡釋玉米籽粒生育特性與敗育機制

玉米是世界上最重要的作物之一，也已經成為我國第2大糧食作物，在保障我國糧食安全中處于舉足輕重的地位。國內外研究表明，與粒重相比，玉米穗粒數是一項易變的因素，對產量的影響更大些。而在玉米生產中，由于干旱、低光照、高溫以及高密度等逆境的影響，玉米籽粒敗育（常常發生在果穗的頂部）時常發生，引起產量的顯著降低。因此，明確玉米籽粒生育特性及其建成機制對于玉米生理學家、農學家和育種家都具有非常重要的意義。

然而，關于玉米籽粒建成的生理機制，盡管提出了同化物供應不足、籽粒位勢差異、庫活性較低、乙烯調控、多胺影響等多種觀點，目前對于籽粒敗育的原因還沒有統一的認識，現有的研究還不能完全揭示籽粒敗育的機制，其生理機制依然不清楚。

最近，由中國農業大學周順利副教授領銜的課題組在“基于控制授粉技術的玉米籽粒生育特性與建成機制”一文中，利用控制授粉技術對玉米籽粒生育特性與建成的生理機制進行了闡釋。

該文刊登在《作物學報》2011年第9期上。他們選用鄭單958、京單951和浚單20三個玉米品種為研究材料，通過設置中下部不授粉、整行不授粉和中上部先授粉3種控制授粉方式進行研究。

中下部不授粉方式就是通過剪去玉米穗中部或底部的花絲，對其他部位花絲進行統一授粉；整行不授粉方式就是通過剪去玉米果穗若干行的花絲，對其他行進行統一授粉的方式；中上部先授粉方式就是在玉米果穗花絲抽齊后通過剪短中下部花絲，先對中上部花絲進行授粉，間隔一定時間后再對中下部花絲進行授粉。

該項研究結果表明：控制授粉后，玉米頂部籽粒的干重和體積提高，生長發育正常，但穗粒數與穗粒重下降。

底部和中部花絲不授粉的頂部籽粒，其干重與統一完全授粉和自然授粉處理的中、底部籽粒差異不大，但同穗籽粒以頂部籽粒的干重、體積為小。

整行不授粉和中上部先授粉處理提高了授粉花絲的結實率，整行不授粉處理的結實率與籽粒干重、體積呈極顯著正相關，中上部先授粉處理的結實率與籽粒干重、體積則呈顯著負相關關系。

總之，玉米果穗頂部籽粒是可以正常發育的，其粒重也是可以調節的，不足的物質供應可能是頂部籽粒不能正常發育和粒重低的根本原因，增源擴庫是提高穗粒重的有效措施。

該研究得出的各項結論，對指導生產實踐具有重要意義，可為玉米育種和高產栽培措施優化提供重要的理論依據。