玉米开花期调控机理及育种应用 植物学报    2024, 59 (6): 912-931.   DOI: 10.11983/CBB24127

图1 玉米营养生长时相转变和成花转变的典型特征(Moose and Sisco, 1994; Foerster et al., 2015)
LLEW: 最后一片具有蜡质的叶片; SAM: 茎尖分生组织; IM: 花序分生组织; V4: 4叶期; V5: 5叶期。红色和蓝色方框分别表示营养生长时相转变的典型特征(bars=100 μm)和成花转变的典型特征(bars=100 μm)。

正文中引用本图/表的段落

成花转变是玉米植株从营养生长向生殖生长的转变, 即茎尖分生组织(shoot apical meristem, SAM)转变为花序分生组织(inflorescence meristem, IM) (图1), 标志着玉米具备了开花能力(B?urle and Dean, 2006; Poethig, 2010)。SAM由多功能干细胞群构成, 负责产生茎、叶和花等器官。当茎尖分生组织处于SAM阶段时, 植株处于营养生长阶段; 当SAM转变为IM时, 玉米花器官发育正式起始, 植株进入生殖生长阶段。玉米是一种雌雄同株异花授粉作物, 成熟玉米植株的雄穗位于植株顶部, 而雌穗位于植株中部叶腋处(图2A)。玉米的雌雄穗具有相似的发育模式, 而IM是形成雌雄穗的前体, 也是雌雄穗命运决定的关键。当雄穗形成时, IM转变为分枝分生组织(branch meristem, BM), 随后分化出小穗对分生组织(spikelet-paired meristem, SPM); 而雌穗不经历IM向BM的转变, 而是直接在IM上分化产生SPM。与BM不同, SPM具有确定性, 每个SPM产生短分枝, 并转变为小穗分生组织(spikelet meristem, SM)。SM基部产生颖壳原基, 上部形成小花分生组织(floral meristem, FM) (图2B, C)。因此, SAM向IM转变的速度以及花序发育的快慢直接决定了玉米花期长短。

本文的其它图/表

• 表1 玉米营养生长时相转变的特性
  
• 图2 玉米雌雄花序动态发育示意图
  (A) 玉米(自交系B73)为雌雄同株异花的植株(bar=30 cm); (B) 玉米雄花序发育进程(bars=100 μm); (C) 玉米雌花序发育进程(bars=100 μm); SAM: 茎尖分生组织; IM: 花序分生组织; BM: 分枝分生组织; SPM: 小穗对分生组织; SM: 小穗分生组织; FM: 小花分生组织; AM: 叶腋分生组织。V3-V9: 3至9叶期。
  
• 表2 玉米营养生长时相转变已知数量性状位点(QTLs)的详细信息
  
• 图3 玉米营养生长时相转变的调控模型
  实线箭头和实线T型线分别代表激活和抑制; 虚线T型线代表抑制作用有待实验验证; GA和JA分别代表赤霉素和茉莉酸。Bars=100 μm
  
• 表3 已克隆的玉米成花转变数量性状位点(QTLs)的详细信息
  
• 图4 玉米成花转变调控模型(改自Dong et al., 2012)
  实线箭头和T型线分别代表激活和抑制。虚线箭头和T型线分别代表激活和抑制有待实验验证。CK: 细胞分裂素; GA: 赤霉素; SAM: 茎尖分生组织; IM: 花序分生组织。Bars=100 μm
  
• 图5 玉米中关键花期基因功能性自然变异结构示意图(Salvi et al., 2007; Yang et al., 2013; Huang et al., 2018; Guo et al., 2018; Wu et al., 2023; Zhao et al., 2023; Li et al., 2023c; Chen et al., 2024)