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Effects of Post-silking Shading Stress on Enzymatic Activities and Phytohormone Contents During Grain Development in Spring Maize
Journal of Plant Growth Regulation ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-06-09 , DOI: 10.1007/s00344-020-10164-7
Jue Wang , Kai Shi , Weiping Lu , Dalei Lu

Low sunlight intensity from mid-June to mid-July in Southern China is the primary environmental factor that affects maize grain development. A field trial was conducted in 2016–2017 to investigate the effects of post-silking shading (i.e., 30% and 50% light deprivation using black net covers; ambient light as control) on grain filling, abscisic acid (ABA), and indole-3-acetic acid (IAA) contents, starch and protein contents, and enzymatic activities involved in biosynthesis by using two maize varieties, namely, the shade-sensitive Zhengdan958 (ZD958) and the shade-resistant Suyu30 (SY30). Results showed that grain filling was negatively affected by shading. Under 30% and 50% shading conditions, grain dry weight decreased by14.6% and 29.6% for ZD958, respectively, and 10.8% and 15.1% for SY30, respectively. Shading improved protein content, but restricted starch deposition. The activities of starch and protein synthetic enzymes were downregulated by shading, and the effect was severe when the plants were subjected to greater light deprivation (from 30 to 50%). Shading decreased IAA content, but increased ABA content. Under shading conditions, SY30 had higher activities of glutamine synthetase, sucrose synthase, and soluble starch synthase than ZD958. Moreover, SY30 generally had a higher IAA content, but lower ABA content than ZD958. These properties favored starch accumulation and increased grain weight. In conclusion, post-silking shading decreased IAA content and weakened the activities of starch and protein syntheses, but increased ABA content. These conditions restricted starch deposition, thereby resulting in grain weight loss.

中文翻译:

蚕丝后遮荫胁迫对春玉米籽粒发育过程中酶活性和植物激素含量的影响

华南地区6月中旬至7月中旬日照强度偏低是影响玉米籽粒发育的主要环境因素。2016-2017 年进行了田间试验,以研究丝光后遮光(即使用黑色网罩遮光 30% 和 50%;环境光作为对照)对籽粒灌浆、脱落酸 (ABA) 和吲哚的影响-3-乙酸 (IAA) 含量、淀粉和蛋白质含量以及使用两个玉米品种生物合成所涉及的酶活性,即遮荫敏感的郑单 958 (ZD958) 和耐荫的苏玉 30 (SY30)。结果表明,遮荫对籽粒灌浆产生负面影响。在30%和50%遮光条件下,ZD958的籽粒干重分别下降了14.6%和29.6%,SY30的籽粒干重分别下降了10.8%和15.1%。遮光提高蛋白质含量,但限制淀粉沉积。淀粉和蛋白质合成酶的活性被遮荫下调,当植物遭受更大的光照剥夺(从 30% 到 50%)时,影响很严重。遮荫降低了 IAA 含量,但增加了 ABA 含量。在遮光条件下,SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,但ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。淀粉和蛋白质合成酶的活性被遮荫下调,当植物遭受更大的光照剥夺(从 30% 到 50%)时,影响很严重。遮荫降低了 IAA 含量,但增加了 ABA 含量。在遮光条件下,SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,但ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。淀粉和蛋白质合成酶的活性被遮荫下调,当植物遭受更大的光照剥夺(从 30% 到 50%)时,影响很严重。遮荫降低了 IAA 含量,但增加了 ABA 含量。在遮光条件下,SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,但ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。当植物遭受更大的光照剥夺(从 30% 到 50%)时,效果会很严重。遮荫降低了 IAA 含量,但增加了 ABA 含量。在遮光条件下,SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,但ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。当植物遭受更大的光照剥夺(从 30% 到 50%)时,效果会很严重。遮荫降低了 IAA 含量,但增加了 ABA 含量。在遮光条件下,SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,但ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,但ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。SY30比ZD958具有更高的谷氨酰胺合成酶、蔗糖合成酶和可溶性淀粉合成酶活性。此外,与ZD958相比,SY30的IAA含量普遍较高,而ABA含量较低。这些特性有利于淀粉积累和增加粒重。总之,丝绸后遮光降低了IAA含量并减弱了淀粉和蛋白质合成的活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。晒丝后遮光降低了IAA含量,减弱了淀粉和蛋白质的合成活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。晒丝后遮光降低了IAA含量,减弱了淀粉和蛋白质的合成活性,但增加了ABA含量。这些条件限制了淀粉沉积,从而导致谷物重量损失。
更新日期:2020-06-09
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