玉米雄穗碳氮代谢研究
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摘要：大田条件下，以农大３６４和郑单９５８为材料，对两种基因型玉米各生育时期雄穗可溶性糖、蔗糖以及可溶性蛋白质积累状况进行了研究。结果表明，随着玉米生育进程的推进，可溶性糖、蔗糖含量呈现先升后降的变化趋势，在散粉期达最高值，说明抽雄期至散粉期是一个碳水化合物积累的过程。可溶性蛋白质呈现不断下降的变化规律，成熟期降至最低值。
关键词：玉米；雄穗；可溶性糖；蔗糖；可溶性蛋白质
中图分类号：Ｓ５１３．０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）14－2918-03
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｏｆ Ｔａｓｓｅｌ in Ｍａｉｚｅ
ＸＵ Ｈｏｎｇ－ｗｅｎ１，２，ＳＯＮＧ Ｆｅｎｇ－ｂｉｎ２，ＴＯＮＧ Ｓｈｕ－ｙｕａｎ２，ＺＨＵ Ｘｉａｎ－ｃａｎ２
（１． School of Urban and Environmental Science， Ｈｕａｉｙｉｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｕａｉａｎ ２２３３００，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ａｇｒｏｅｃｏｌｏｇｙ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｎｏｎｇｄａ ３６４ ａｎｄ Ｚｈｅｎｇｄａｎ ９５８ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｕｇａｒ， ｓｕｃｒｏｓｅ， ａｎｄ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔａｓｓｅｌ ｏｆ ｍａｉｚｅ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．） ｕｎｄｅｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｕｇａｒ ａｎｄ ｓｕｃｒｏｓｅ ｉｎ ｔａｓｓｅｌ ｏｆ ｔｗｏ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ， ａｎｄ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅｓ ａｔ ｄｉｓｐｅｒｓａｌ ｐｅｒｉｏｄ， ｗｈｉｃｈ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｗａｓ ａ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ｆｒｏｍ ｔａｓｓｅｌｌｉｎｇ ｔｏ ｄｉｓｐｅｒｓａｌ ｐｅｒｉｏｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔａｓｓｅｌ ｗｅｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｏｆ ｍａｉｚｅ， ａｎｄ ａｔｔａｉｎｅｄ ｌｏｗｅｓｔ ａｔ ｍａｔｕｒｅ ｐｅｒｉｏｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｉｚｅ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）； ｔａｓｓｅｌ； ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｕｇａｒ； ｓｕｃｒｏｓｅ； ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ
植物碳氮代谢是农业研究的重要问题［１］，碳水化合物和含氮有机物分别是构成作物产量、品质的物质基础，其变化动态直接影响着植物光合产物的形成、转化以及矿质营养的吸收、蛋白质的合成等［２］。碳氮代谢强度和协调程度对作物生长发育、各类化学成分的形成与转化具有重要影响，直接或间接关系到作物产量和品质的形成与提高［３］。关于玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）碳氮代谢的研究主要集中在营养器官上［４，５］，而在生殖器官方面尚缺乏系统性研究［６，７］。雄穗是玉米生殖器官之一，发挥着重要的生理功能。从植物生理的“源、流、库”学说来看，雄穗既是光合产物供应的重要“库”之一，又由于穗颈富含叶绿体且处在良好的光合环境下，可视为光合产物的“源”及输送养分的“流”，发达的雄穗可为个体繁衍后代提供稳定的条件及竞争能力。因此了解其代谢生理特点对玉米高产育种以及生殖生长发育调控研究具有现实意义。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料及试验设计
供试材料为目前在东北主推品种中叶片形态差异较大的两个品种郑单９５８和农大３６４。郑单９５８属于紧凑型中早熟玉米杂交种，农大３６４属于平展型中晚熟品种。
试验于中国科学院东北地理与农业生态研究所德惠农业示范试验基地（东经１２５°３３′，北纬４４°１２′）进行。试验地共分为两个小区，每一品种为一个小区，每小区面积为１ ５００ ｍ２，南北行向种植。磷肥、钾肥和部分氮肥作基肥（每小区施入含Ｎ、Ｐ２Ｏ５、Ｋ２Ｏ分别为１５％、１５％、１５％的玉米专用复合肥９０ ｋｇ），其余氮肥于拔节前作追肥（每小区施入ＮＨ４ＮＯ３ ６０ ｋｇ），管理措施同大田。
１．２ 测定项目及方法
１．２．１ 上清液的提取 精确称取样品０．０５ ｇ于离心管中，加入５ ｍＬ水，研磨匀浆，１００ ℃水浴加热３０ ｍｉｎ，４ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心１０ ｍｉｎ，收集上清液于５０ ｍＬ容量瓶中，沉淀中再加水混匀后离心，３次重复，将上清液定容至５０ ｍＬ。
１．２．２ 可溶性糖的测定 蒽酮试剂：０．１５ ｇ蒽酮溶于７６ ｍＬ浓硫酸加入３０ ｍＬ水中。测定步骤：抽取１ ｍＬ样品液于试管中，于冷水浴中加入５ ｍＬ蒽酮试剂后混匀，于９０ ℃水浴中加热１５ ｍｉｎ，取出后水浴中冷却，于６２０ ｎｍ处测定吸光度。
１．２．3 蔗糖的测定 蒽酮试剂：０．４0 ｇ蒽酮溶于１００ ｍＬ ８８％的硫酸中溶解后冷却备用。测定步骤：精确吸取样品液１０ ｍＬ，加入２ ｍｏｌ／Ｌ的氢氧化钾溶液２ ｍＬ，沸水浴中煮沸１０ ｍｉｎ。取出迅速冷却至室温，加水稀释至５０ ｍＬ，摇匀。精确吸取稀释液２ ｍＬ于干净试管中，加蒽酮试剂６ ｍＬ。摇匀并立即置于沸水浴中加热５ ｍｉｎ，取出立即在冷水中冷却（不断摇动），在６４０ ｎｍ处测定吸光度。