玉米生长发育规律研究现状

文/侯彦龙 马丹

山西省晋中职业技术学院 山西晋中 030600

玉米作为中国第一大粮食作物，其生长发育规律的研究有极大意义。在过去的一段时间当中,许多专家对玉米发育的形态结构、解剖结构、光合特性、氮代谢进行了大量的研究。

1 玉米生长发育的形态结构研究

玉米根、茎、叶等营养器官的生长和穗、粒等生殖器官的分化发育，在全生育过程中的表现有明显的主次关系。玉米叶对不同器官建成的作用，主要取决于其合成养分输送到各器官的数量。由于不同节位叶的面积有大有小，功能期有长有短，光合效率有高有低，与不同节位叶工作期间相对应的主要生长器官又不相同，故不同节位叶对器官建成的作用就有主次之别。

玉米1～5叶为基部叶组（根叶组），叶面积最小，功能期最短，叶面积持续期最低；6～12叶为下部叶组（茎及穗分化叶组），三组数剧增；13～16叶为中部叶组（穗粒叶组），叶面积、功能期和叶面积持续期都达到最大值，叶间差异较小；17～21叶为上部叶组（粒叶组），三组数值均下降。

玉米生育周期中，生长中心和供长中心在有序地形成和转移，表现出自身的特点。在苗期，生长中心先是根系，后转移到叶，供长中心是基部展开叶。

玉米果穗穗位叶光合作用强度最大，对籽粒产量的影响也最大，从果穗叶向上和向下两端延伸，距果穗叶片越远，光合强度越小，对籽粒产量作用也越小。

2 玉米生长发育的解剖特性研究

维管束系统是高等植物体内物质运输和信息传递的主要途径，在植物体的生命活动中起着重要的作用。从玉米叶片解剖结构上看，维管束呈长椭圆形，由维管束鞘、韧皮部、木质部及韧皮薄壁组织组成。维管束为外韧型，中央有3个大导管，呈v字结构，韧皮部位于v字开口中，由一群细胞壁薄、个体较小的管胞和伴胞组成。维管束周围有一圈细胞壁加厚的小的厚壁组织，为维管束鞘。韧皮部是其中输导光合产物的主要组织，是有机物质运输的主要通道。维管束面积大，说明运输通道畅通，运输快，韧皮部面积大，更有利于营养物质的运输。

3 玉米生长发育的光合特性研究

“源”足、“库”大、“流”畅，以及三者的协调作用，是玉米籽粒获得高产的基本特征。 “源”决定着玉米的生物产量的大小，籽粒产量是“库”充实度的最终结果，经济系数是光合产物转化为籽粒产量的能力，是“流”作用的结果。

蛋白质是衰老过程中经常测定的指标，以蛋白质含量的变化表示衰老程度较以叶绿素丧失所表示的更为真实。在可溶性蛋白中，对光合作用过程有重要贡献的二氧化碳固定酶（RuBP羧化酶）占可溶性蛋白质的50%。随叶片的老化，这种对光合作用贡献的酶迅速被分解，它是叶片老化过程中光合机能迅速衰减的重要原因，同时它在含量上的变化也可较大地影响到叶片净光合速率，因而可溶性蛋白质含量的变化也是反映叶片功能及衰老状态的可靠指标。

4 玉米生长发育的氮代谢研究

氮是蛋白质和核酸的组成部分，同时又是碳同化关键酶RuBp羧化酶、PEP羧化酶和叶绿素的重要组成部分，在植物细胞的生长、分化和各种代谢中，氮素都起着重要的作用。营养体过量的氮素转移将导致叶片早衰及光合能力下降。而氮素营养条件的改善能够增强植株的光合能力，从而促进籽粒的灌浆增重。研究蛋白质代谢过程中氮的还原、同化及蛋白质分解相关的酶的活性，对于氮素营养的判断具有十分重要的意义。因此，我们研究玉米不同叶位叶片生长过程中的氮代谢关键酶：硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶与谷丙转氨酶。

硝酸还原酶与硝酸盐、籽粒产量密切相关。硝酸还原酶是NO3-同化过程中的第一个限速酶，在作物对氮肥的吸收利用中起关键作用，而且对作物的光合、呼吸及碳素代谢都有着重要影响。硝酸还原酶活性与籽粒产量和蛋白质含量呈正相关。叶片硝酸还原酶活性是反映籽粒蛋白质含量高低的一项重要指标。

谷氨酰氨合成酶（GS）在植物的氮代谢中起重要作用。谷氨酰胺合成酶是处于氮代谢中心的多功能酶，具有转化酶和合成酶两种同工酶。GS活性的提高有利于植物氨同化和氮素转运。氮效率高的自交系功能叶中GS活性明显高于氮效率低的自交系。高等植物体内氮同化主要通过谷氨酰胺合成酶—谷氨酸合成酶途径。NO3-还原产生的NH4+及植物吸收的NH4+与谷氨酸结合生成谷氨酰胺，该反应由ATP提供能量，由谷氨酰胺合成酶催化完成。谷氨酰胺与α-酮戊二酸结合，在谷氨酸合成酶催化下合成两分子谷氨酸。因此谷氨酰胺合成酶是氮素同化过程中的关键酶。

[1] 山东农业大学主编.作物栽培学[M].北京：中国农业出版社，1989

[2] 吴绍奎，韩锦峰，石敬之.玉米栽培生理[M].上海：科技出版社，1980

[3] 山东农业大学主编.中国玉米栽培[M].上海：科技出版社，2001

[4] 山东省农业科学院玉米研究所主编.玉米生理[M].北京：中国农业出版社，1987

[5] 杨征，等. 植物细胞凋亡研究进展[J].生物化学与生物物理进展，1999，26(5)

[6] 韩亚杰，祝建波，董玲，等.病毒介导的外源蛋白在植物中的表达[J]. 内蒙古农业科技， 2006，(02)

[7] 王红星，李青芝，王翠平.芦荟汁对大豆植株生理生化特性的影响[J]. 河南农业科学，2010，(03)

[8] 崔淼.生物技术的进展及趋势[J].天津农业科学，2001，（01）

[9] 吴良欢，蒋仕洪，等.植物转氨酶（GOT和GPT）活度比色测定方法及其应用[J].土壤通报，1998，29（3）