利用控制授粉技术阐释玉米籽粒生育特性与败育机制

玉米是世界上最重要的作物之一，也已经成为我国第2大粮食作物，在保障我国粮食安全中处于举足轻重的地位。国内外研究表明，与粒重相比，玉米穗粒数是一项易变的因素，对产量的影响更大些。而在玉米生产中，由于干旱、低光照、高温以及高密度等逆境的影响，玉米籽粒败育（常常发生在果穗的顶部）时常发生，引起产量的显著降低。因此，明确玉米籽粒生育特性及其建成机制对于玉米生理学家、农学家和育种家都具有非常重要的意义。

然而，关于玉米籽粒建成的生理机制，尽管提出了同化物供应不足、籽粒位势差异、库活性较低、乙烯调控、多胺影响等多种观点，目前对于籽粒败育的原因还没有统一的认识，现有的研究还不能完全揭示籽粒败育的机制，其生理机制依然不清楚。

最近，由中国农业大学周顺利副教授领衔的课题组在“基于控制授粉技术的玉米籽粒生育特性与建成机制”一文中，利用控制授粉技术对玉米籽粒生育特性与建成的生理机制进行了阐释。

该文刊登在《作物学报》2011年第9期上。他们选用郑单958、京单951和浚单20三个玉米品种为研究材料，通过设置中下部不授粉、整行不授粉和中上部先授粉3种控制授粉方式进行研究。

中下部不授粉方式就是通过剪去玉米穗中部或底部的花丝，对其他部位花丝进行统一授粉；整行不授粉方式就是通过剪去玉米果穗若干行的花丝，对其他行进行统一授粉的方式；中上部先授粉方式就是在玉米果穗花丝抽齐后通过剪短中下部花丝，先对中上部花丝进行授粉，间隔一定时间后再对中下部花丝进行授粉。

该项研究结果表明：控制授粉后，玉米顶部籽粒的干重和体积提高，生长发育正常，但穗粒数与穗粒重下降。

底部和中部花丝不授粉的顶部籽粒，其干重与统一完全授粉和自然授粉处理的中、底部籽粒差异不大，但同穗籽粒以顶部籽粒的干重、体积为小。

整行不授粉和中上部先授粉处理提高了授粉花丝的结实率，整行不授粉处理的结实率与籽粒干重、体积呈极显著正相关，中上部先授粉处理的结实率与籽粒干重、体积则呈显著负相关关系。

总之，玉米果穗顶部籽粒是可以正常发育的，其粒重也是可以调节的，不足的物质供应可能是顶部籽粒不能正常发育和粒重低的根本原因，增源扩库是提高穗粒重的有效措施。

该研究得出的各项结论，对指导生产实践具有重要意义，可为玉米育种和高产栽培措施优化提供重要的理论依据。