昭通本地自育玉米新品種苗期抗旱性研究

關鍵詞玉米；苗期；抗旱性；生理生化指木中圖分類號 S513 文獻標識碼A文章編號 0517-6611（2025）08-0029-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.08.007開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

AbstractObeie]emaevarietisithtrodouhtstaceatthsdlingstageereseleed，ostofurtroee supportlevelofthaidustrydevelopmentinthelcalmoutaindrylandandhanceitsompetitivens.Metd]Eightnaevarieties，ZhaohuangNo.10，No.12，No.14，No.16，No.18，No.22，No.26andNo.36，wereselectedandculturedfor7，4adda. Theplanteight，rootlngthandotnumberweremeasuredandcomparedrespectivelyWenonseedlingsgrewtothreeleaves，theywere subjected to drought stress with 1 5 % PEG-60o0 solution. Chlorophyll value，carotenoid content，MAD content and soluble protein content were measuredat1，and3days，spectively.esult]Thesdyshowdthatafterdroughtstress，thechloropyllontentofZaoang18 showedacontinuousdowwardtrendwithincreasingtreatmenttime，thecarotenoidcontentofZhaouang18and36showedacontiuous downwardtredwithicreasigtreatmenttie，thesolubleproteicontentofZhaouang12and16showedacontiuousdowwardrendwith increasing treatmentti，andteDcontentofZaohuang14and16ontiuedtoicreasewitincreasingtrestie.Tesevisae sensitivetodroughtstressCoclusionAmong te8maizevarities，Zhaouang22，nd26avethestrogestdroughtresistancuring the seedling stage.

Key WordsMaize；Seedling stage；Drought resistance；Physiological and biochemical indicators

玉米是世界上最重要的糧食作物之一，因其高產、營養物質豐富且用途廣泛，被譽為高產之王、飼料之王、加工原料之王。干旱是目前世界范圍內公認的對玉米產量影響最大的非生物災害，開展干旱脅迫條件下的生理生化研究是當今該領域研究的熱點之一[1]。研究表明，不同玉米品種對干旱的適應性和防御能力不同，培育抗旱玉米新品種是抗旱增產的有效途徑之一。昭通地處西南山地玉米種植區，是重要的玉米產銷平衡區之一，春季干旱是該區域玉米生產中面臨的突出問題。在水分供給不足的條件下，可使玉米產量平均降低約 4 0 % [2]，因此發掘培育新型抗旱品種、探索玉米響應干旱的分子機制成為玉米研究者的工作重心之一。目前，除直接觀察形態特征的方法外，通過測定玉米葉片的可溶性蛋白（SS）含量、葉綠素含量、丙二醛含量等變化作為判斷品種耐旱性的依據是常用手段[3]。目前，國內外學者對農作物品種的抗旱性鑒定研究較多[4-5]，但對玉米苗期的抗旱性鑒定指標研究較少。王德信等模擬干旱觀察玉米苗期生理生化指標的變化來評價玉米萌發期和苗期的抗旱性，認為可溶性蛋白含量、丙二醛（MAD）含量、葉綠素含量的變化可作為玉米抗旱育種的評價指標。近年來，針對玉米干旱脅迫生理機制方面進行了大量研究[7-8]，模擬干旱脅迫有多種處理方法，其中應用最多的是PEG-6000水溶液。郭效龍等利用不同濃度PEG-6000水溶液模擬干旱脅迫研究玉米種子萌發過程，表明PEG-6000脅迫最適宜濃度為 10 % 和 1 5 % 。探究同一濃度PEG對玉米品種特性的影響，對抗旱玉米新品種選育具有重要借鑒意義。為檢測和篩選昭通本地不同自育玉米新品種的抗旱性能，采用 1 5 % PEG-6000溶液分別對不同品種進行處理，通過指標測定，獲得不同品種的苗期抗旱性能，以期從中篩選、鑒定出適合本地區推廣的玉米新品種，以促進當地山區旱地玉米的產業發展，同時為昭通地區抗旱玉米新品種的選育提供部分理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗對象為由昭通市農業科學院在本區域培育的昭黃10號、12號、14號、16號、18號、22號、26號和36號，共8個玉米新品種，這些品種在非干旱逆境條件下，在當地具有良好的豐產性和適應性。

1.2試驗方法為研究這8個品種在苗期干旱脅迫下的表現，按照郭效龍等的方法進行試驗。挑選大小均勻一致、籽粒飽滿、無破損的種子，用 7 5 % 乙醇消毒處理 ，后用蒸餾水將種子清洗干凈，浸種 。撈出清洗后于室溫下培養

每天同一時間更換補充等量蒸餾水，保持種子濕潤。從第2天開始，每天記錄種子發芽情況。6d后，當胚芽長至2～ 時，挑選胚芽高度相同的幼苗移至（ 霍格蘭德營養液）培養瓶中培養，于出苗后第7、14、21天分別測量幼苗的株高、根長、根數。當幼苗長至三葉一心時進行干旱脅迫，采用 的 1 5 % PEG-6000溶液和 營養液進行干旱脅迫，分別處理1、2、3d，并以 營養液為對照，設3次重復。于脅迫1、2、3d分別采樣測定所有試驗對象的可溶性蛋白、葉綠素含量、類胡蘿卜素和丙二醛含量。

1.3取樣與測定方法采用直尺測量根長、株高，采用分光光度法測定葉綠素含量和類胡蘿卜素含量，采用硫代巴比妥酸法測定丙二醛含量，采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量。

1.4數據分析 采用SPSS25.0數據處理系統和Excel2010軟件分析處理數據。

2 結果與分析

2.1不同玉米品種發芽率比較由圖1可知，在相同浸種催芽條件下，8個玉米新品種發芽率不同。發芽率最高的是昭黃14號、36號，發芽率最低是昭黃10號。通過多重比較發現，昭黃14的發芽率顯著高于昭黃10號和昭黃12號，昭黃36號的發芽率顯著高于昭黃10號，其他品種間均無顯著差異。

2.2不同玉米品種株高、根長、根數比較從圖2可以看出，8個玉米品種 株高平穩上升。 ，昭黃12號增長幅度明顯高于其他7個品種，21d時其株高為 。從圖3可以看出，8個品種的根數7～14d增加幅度較大，14～21d根數增加幅度趨于平緩。從圖4可以看出，8個品種根長增長幅度在7～14d較大，14～21d根長趨于平緩。玉米幼苗期，從株高、根長、根數上看，8個玉米品種差異不顯著。

2.3干旱脅迫對不同玉米品種光合色素的影響同一干旱脅迫環境下，不同玉米品種葉片細胞光合色素的含量及變化不同。由圖5可知，玉米葉綠素含量在處理后呈極顯著差異（ ，其中，昭黃10號、14號、16號、36號葉綠素含量先降后升，昭黃12號、26號先升后降，昭黃18號呈持續下降趨勢，昭黃22號則保持基本穩定。從圖6可以看出，干旱脅迫對玉米類胡蘿卜素含量的影響在不同品種間呈極顯著差異（ ，其中，隨脅迫時間的延長，昭黃10號呈持續上升趨勢，昭黃12號、14號、16號、22號先降后升，昭黃26號先升后降，昭黃18號、36號呈持續下降趨勢。

2.4干旱脅迫對不同玉米品種可溶性蛋白的影響可溶性蛋白和可溶性糖是植物體內的滲透調節因子，在植物受到外界不利因素脅迫時，通過調節其體內的滲透調節因子來保持自身的滲透壓平衡，以維持正常代謝，所以可溶性蛋白與可溶性糖是重要的抗旱指標[\"]。由圖7可知，對8個玉米新品種進行 1 5 % PEG溶液脅迫1、2、3d，不同品種在脅迫條件下，可溶性蛋白含量呈極顯著差異（ ）。隨脅迫時間延長，昭黃10號、12號、16號可溶性蛋白呈持續下降趨勢，昭黃14號、22號呈持續增加趨勢，昭黃18號、26號呈先降后升趨勢，昭黃36號則基本保持穩定。

2.5干旱脅迫對不同玉米品種MDA的影響當植物受到干旱脅迫時細胞膜遭到破壞，植物體內會積累丙二醛，因此丙二醛可以作為衡量植物抗旱性的重要指標[11]。由圖8可知，干旱脅迫對玉米MDA含量的影響在不同品種間呈顯著差異。隨脅迫時間的增加，不同品種MDA含量對干旱的響應趨勢不同，昭黃10號MDA含量隨脅迫時間的增加呈先升后降趨勢，昭黃12號、18號、26號、36號呈先降后升趨勢，昭黃14號、16號、22號呈持續上升趨勢。

3討論

3.1玉米對干旱脅迫響應的變化干旱對玉米生長與代謝

產生影響的首要環節是光合作用，葉綠體是吸收、傳遞和轉換光能的主要場所，干旱脅迫會直接影響葉片中葉綠素含量，致使光合性能降低，影響植株生長發育以及產量的形成[12-14]。類胡蘿卜素作為光合作用的輔助色素，能保護葉綠素免受強光破壞的同時具有抗氧化作用[15-16]。玉米在干旱脅迫下其光合速率顯著下降，且光合速率的下降和水分損失呈同步變化趨勢[17]。趙小強等[18]、楊娟等[19]研究表明，干旱對玉米葉片細胞內光合色素的比例及含量產生不同程度的影響，表現為葉綠素 下降，類胡蘿卜素含量增加。該試驗中昭黃12號、26號葉綠素含量呈先升后降趨勢，昭黃18號呈持續下降趨勢，對干旱脅迫最為敏感。類胡蘿卜素含量的變化在不同品種間呈極顯著差異，8個玉米品種類胡蘿卜素含量皆有不同程度變化，其中昭黃10號持續上升，昭黃18號、36號呈持續下降趨勢，對干旱脅迫響應最明顯。可溶性蛋白作為細胞膜滲透調節物質之一，會在水分虧缺時主動積累以適應干旱逆境[20]。該試驗不同品種在相同脅迫條件下，可溶性蛋白含量呈極顯著差異，且隨脅迫時間增加，昭黃22號、14號持續升高。昭黃12號、16號可溶性蛋白呈持續下降趨勢，與其他品種相比，對干旱脅迫響應機制最為明顯。不同品種對干旱脅迫響應的水平不同，且彼此間存在較大差異，通過選擇耐旱品種來提高苗期抗旱性是可行的。

3.2干旱脅迫對玉米的損傷及其自我保護干旱脅迫會使活性氧大量積累，引發細胞膜脂過氧化，從而使細胞膜受到傷害，導致細胞膜穩定性下降及MDA 含量上升[21-22]。該研究發現，干旱脅迫下不同玉米品種間MDA含量差異顯著。鄒成林等[23研究表明，MDA含量增幅越大，其品種抗旱系數越小，抗旱性越弱，反之，抗旱性越強。該試驗隨著脅迫時間的增加，不同品種MDA含量對干旱的響應趨勢不同，昭黃14號、16號MDA含量隨脅迫時間的增加而持續升高，響應最為明顯。這是對鄒成林等[23研究結果的進一步驗證，這也與這幾個品種在昭通大田春播時的實際苗期抗旱性表現基本一致。

3.3品種遺傳背景成分對抗旱性的影響8個試驗品種均由昭通市農業科學院玉米團隊選育，親本種質的遺傳背景存在較大差異，對照試驗苗期抗旱檢測結果和對不同品種遺傳背景分析發現，昭黃10號、14號、22號具有較強抗旱性，可能與這3個品種Tuxpeno、Suwan2個類群的熱帶亞熱帶種質應用比例較高有較大關系，而其他品種因含有更高比例的溫帶種質成分，在抗旱性表現上相對較差。不同群體種質材料的抗旱性，還需要在未來的研究中進一步加以驗證。

4結論

該試驗對8個玉米品種干旱脅迫前后生理指標進行測定，結果表明，8個玉米新品種發芽率相差較大，株高、根長、根數差異不顯著。干旱脅迫后昭黃18號葉綠素含量隨處理時間的增加呈持續下降趨勢，昭黃18號、36號類胡蘿卜素含量隨處理時間的增加呈持續下降趨勢，昭黃12號、16號可溶性蛋白隨處理時間的增加呈持續下降趨勢，昭黃14號、16號MDA含量隨脅迫時間的增加而持續升高，以上品種對干旱脅迫最為敏感。

綜上所述，8個玉米品種苗期抗旱性最強的是昭黃22號、10號、26號。

參考文獻

[1]WU S，NING F，ZHANG QB，et al.Enhancing omics research of crop re sponses to drought under field conditions[J].Frontiers in plant science， 2017，8；1-5.

[2]DARYANTO S，WANGL X，JACINTHEP A.Global synthesis of droughteffects on maize and wheat production[J].PLoS One，2016，11（5） ：1-15.

[3]ANJUM S A，TANVEER M，ASHRAF U，et al.Effect of progressive droughtstress on growth ，leaf gas exchange，and antioxidant production in two maizecultivars[J].Environmental science and pollution research，2O16，23（17） ：17132-17141.

[4]李壯，許文娟，薛兵東，等.玉米苗期抗旱性評定方法探討[J].玉米科學，2004，12（2）：73-75，88.

[5]霍士平，張興端，向振凡，等.玉米種子萌發階段的吸水率研究[J].玉米科學，2004，12（4） ：54-56，59.

[6]王德信，楊曉瑩.玉米幼苗對干旱脅迫的生理響應[J].貴州農業科學，2018，46（4） ：26-29.

[7]喻方圓，徐錫增.植物逆境生理研究進展[J].世界林業研究，2003，16（5） ：6-11.

[8]張艷馥，沙偉，徐忠文.干旱脅迫對玉米幼苗生理特性的影響[J].種子，2007，26（6） ：38-40.

[9]郭效龍，宋希云，裴玉賀，等.玉米自交系萌發期和苗期抗旱性指標的篩選[J].植物生理學報，2018，54（11）：1719-1726.

[10]孫靜，沙偉，張梅娟，等.轉砂蘚RcMYB基因煙草的抗旱生理指標測定[J].江蘇農業科學，2017，45（12）：62-63，76.

[11]李燕.水分脅迫對三種地被植物生理生化特性的影響[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2009：12-18.

[12]徐立明，張振葆，梁曉玲，等.植物抗旱基因工程研究進展[J].草業學報，2014，23（6）：293-303.

[13]高杰，張仁和，王文斌，等.干旱脅迫對玉米苗期葉片光系統I性能的影響[J].應用生態學報，2015，26（5）：1391-1396.

[14]于文穎，紀瑞鵬，馮銳，等.不同生育期玉米葉片光合特性及水分利用效率對水分脅迫的響應[J].生態學報，2015，35（9）：2902-2909.

[15］朱長甫，陳星，王英典.植物類胡蘿卜素生物合成及其相關基因在基因工程中的應用[J].植物生理與分子生物學學報，2004，30（6）：609-618.

[16]韓雅珊.類胡蘿卜素的功能研究進展[J].中國農業大學學報，1999，4（1） ：5-9.

[17]徐蕊，張春慶.玉米抗旱性評價指標體系及遺傳研究[D].泰安：山東農業大學，2008.

[18]趙小強，陸晏天，白明興，等.不同株型玉米基因型對干旱脅迫的響應分析[J].草業學報，2020，29（2）：149-162.

[19]楊娟，姜陽明，周芳，等.PEG模擬干旱脅迫對不同抗旱性玉米品種苗期形態與生理特性的影響[J].作物雜志，2021（1）：82-89.

[20]張淑勇，國靜，劉煒，等.玉米苗期葉片主要生理生化指標對土壤水分的響應[J].玉米科學，2011，19（5）：68-72，77.

[21]王曉琴，袁繼超，熊慶娥.玉米抗旱性研究的現狀及展望[J].玉米科學，2002，10（1） ：57-60.

[22]張仁和，鄭友軍，馬國勝，等.干旱脅迫對玉米苗期葉片光合作用和保護酶的影響[J].生態學報，2011，31（5）：1303-1311.

[23]鄒成林，呂巨智，翟瑞寧，等.廣西玉米品種萌芽期生理生化特性及其抗旱性綜合評價[J].南方農業學報，2022，53（3）：785-794.