自交系玉米地除草剂和安全剂的筛选

自交系玉米是玉米制种的亲本材料,自交系玉米对除草剂的敏感性造成玉米制种地长期依赖人工除草,生产成本高;筛选可用于自交系玉米地的除草剂或安全剂对提高玉米制种效率、降低生产成本具有重要意义。本研究选用烟嘧磺隆、硝磺草酮、乙草胺、莠去津、2,4-滴丁酯和砜嘧磺隆6种玉米地除草剂单剂及添加复硝基酚钠或芸薹素内酯混剂处理5个自交系玉米品系,分别在药后10、20、30d目测药害情况,并于药后30d测定玉米株高、地上部鲜重和地下部鲜重。结果表明:自交系品系‘K1-1’、‘40’、‘522’对烟嘧磺隆、硝磺草酮、乙草胺、莠去津、2,4-滴丁酯和砜嘧磺隆不敏感,可在田间施用这些除草剂;但品系‘37’和‘10’对这些除草剂很敏感,施用后易产生药害。增施复硝酚钠会加重供试除草剂对品系‘37’和‘10’的药害,而增施芸薹素内酯可缓解硝磺草酮、乙草胺、莠去津和2,4-滴丁酯对品系‘37’和‘10’的药害。进一步检测发现,芸薹素内酯可缓解硝磺草酮、乙草胺、莠去津和2,4-滴丁酯对品系‘37’和‘10’地上部鲜重和株高的抑制作用。由此可见,自交系玉米地除草剂和安全剂的选择要因品种类型而异,要针对具体的品系研究专用的除草剂和安全剂组合。     

玉米DUF581基因家族的分子进化及干旱胁迫下表达模式

利用生物信息学方法,从玉米中鉴定到45个DUF581基因家族成员,与其他物种该家族基因的比较和系统发育分析表明,DUF581基因在物种间理化性质较保守;基于系统发育树,该家族基因可分为Ⅰ～Ⅵ6个进化枝,进化枝Ⅱ～Ⅵ内的玉米DUF581基因结构保守,含有1～2个外显子,而进化枝Ⅰ内的家族成员平均含有5个外显子;玉米DUF581基因散布于10条染色体上;基因复制分析表明玉米的14个串联复制基因位于4个串联复制基因簇中,两对片段复制基因Zm00001d002530/Zm00001d017646和Zm00001d017646/Zm00001d051496同时又属于串联复制基因;在正常生长条件下,接近半数(22/45)的玉米DUF581基因在玉米的3种组织(叶、雌穗和雄穗)、4个生长发育时期(V12、V14、V18和R1期)内呈现组成型表达,并且在雌穗和雄穗两个生殖组织内有较高的表达水平;干旱胁迫下,26个DUF581呈现差异表达,V14和V18期的雌穗以及V12和V14期的雄穗中差异表达基因都被下调,而雌穗V12和R1期的大部分差异表达基因都被上调;此外,大部分复制基因对表现出差异的表达模式。     

玉米<>iDUF581基因家族的分子进化及干旱胁迫下表达模式

利用生物信息学方法,从玉米中鉴定到45个DUF581基因家族成员,与其他物种该家族基因的比较和系统发育分析表明,DUF581基因在物种间理化性质较保守;基于系统发育树,该家族基因可分为Ⅰ~Ⅵ 6个进化枝,进化枝Ⅱ~Ⅵ内的玉米DUF581基因结构保守,含有1~2个外显子,而进化枝Ⅰ内的家族成员平均含有5个外显子;玉米DUF581基因散布于10条染色体上;基因复制分析表明玉米的14个串联复制基因位于4个串联复制基因簇中,两对片段复制基因Zm00001d002530/Zm00001d017646和Zm00001d017646/Zm00001d051496同时又属于串联复制基因;在正常生长条件下,接近半数（22/45）的玉米DUF581基因在玉米的3种组织（叶、雌穗和雄穗）、4个生长发育时期（V12、V14、V18和R1期）内呈现组成型表达,并且在雌穗和雄穗两个生殖组织内有较高的表达水平;干旱胁迫下,26个DUF581呈现差异表达,V14和V18期的雌穗以及V12和V14期的雄穗中差异表达基因都被下调,而雌穗V12和R1期的大部分差异表达基因都被上调;此外,大部分复制基因对表现出差异的表达模式。     

助剂HA对玉米田茎叶处理除草剂活性的影响

通过对玉米田茎叶处理除草剂烟嘧磺隆、硝磺草酮、唑嘧磺草胺、唑草酮和噻吩磺隆等与不同用量HA桶混使用效果的测定,初步明确了上述除草剂推荐剂量下对玉米田主要杂草的生物活性以及HA对其活性的影响,除烟嘧磺隆外,硝磺草酮、唑嘧磺草胺、唑草酮及噻吩磺隆等除草剂推荐剂量苗后单独使用对已萌发的稗草、牛筋草控制效果不理想,药后30 d生物量积累的控制效果低于70%。0.2%HA显著提高了硝磺草酮的除草活性,药后30 d对杂草生物量积累的控制效果较硝磺草酮单独使用提高10%~50%,有助于降低硝磺草酮的使用量。     

硝磺草酮10%悬浮剂苗后防除玉米田杂草效果及安全性研究

2010年在山东省济南市六一农场进行了田间试验,研究了硝磺草酮不同剂量的除草效果和对不同玉米品种的安全性。通过试验得出:硝磺草酮对阔叶杂草防效好于对禾本科杂草的防效。硝磺草酮对杂草防效与其施药剂量关系密切,供试剂量范围内,随着剂量的增加,硝磺草酮对敏感杂草防效提高。硝磺草酮对生产上主推的16个玉米品种,3个玉米自交系,1个糯玉米品种生长无影响,产量比清水对照区略高。重复用药叶片易出现轻微白化斑点,建议不要重复喷药。     

植物SUS基因家族的系统进化及其在玉米中的干旱诱导表达分析

利用生物信息学方法从50个物种内鉴定出283个蔗糖合酶(SUS)家族成员,对鉴定出的SUS家族成员进行系统发育分析、共线性分析、蛋白理化性质和亚细胞定位分析,以及干旱胁迫下玉米SUS基因在不同组织的表达模式分析,综合全面地分析了SUS基因家族的进化规律。系统发育树分析表明：SUS家族可划分为SUSⅠ、SUSⅡ、SUSⅢ三个亚家族,SUSⅢ内部双子叶植物进化枝明显分为两个拓扑结构相似的进化枝;亚细胞定位结果显示SUS蛋白主要在细胞质和细胞核中发挥作用,且SUSⅢ成员的理化性质与SUSⅠ、Ⅱ之间差异明显;共线性结果表明：SUSⅠ、Ⅱ中的共线性基因分别聚成一个独立的亚群,SUSⅢ的共线性基因聚成两个亚群;RNA-seq数据表明：玉米SUS基因Zm00001d045042、Zm00001d029087、Zm00001d029091、Zm00001d014876在干旱胁迫下呈现差异表达,该表达模式分别与各亚家族的基因结构模式较为一致。综合上述研究,推测出植物SUS基因的进化轨迹,即在蕨类植物到种子植物进化过程中分化出SUSⅢ,在被子植物分化以前出现SUSⅠ和SUSⅡ,且SUSⅢ在双子叶植物中具有...     

硝磺草酮对玉米药害的早期诊断和缓解方法

2006—2007年于北京市海淀区试验地开展了硝磺草酮对玉米不同品种的安全性及植物生长调节剂一碧护对药害的缓解作用方面的研究。以华北地区主栽的4个玉米品种为试材,按常规栽培习惯进行种植,小区面积60m^2。玉米4—5叶期,以0、105ga．i．／hm^2、210ga．i．／hm^2、420ga．i．／hm^2、840ga．i．／hm^2的剂量喷施硝磺草酮,施药7d后再按0和30g／hm^2的制剂用量喷施碧护。硝磺草酮的喷液量为600L／hm^2,碧护的喷液量为300L／hm^2施药后2d,玉米叶片的PPM值迅速降低,而随着时间的延长而逐步恢复,但不同玉米品种表现出较明显的差异。以白糯6号对药剂最敏感,需要10d才能恢复到正常水平;甜单8号次之,需要8d才能恢复;滑丰986和郑单21相对不是很敏感,需要6d恢复。处理后3～4d,玉米在硝磺草酮作用下,叶片白化,随用药量的增加而药害程度加重。硝磺草酮对玉米生长有较明显的抑制作用。随着施药剂量的增加,4个玉米品种的株高和鲜重均明显降低,且显著低于不用药的对照。喷施了碧护之后,玉米恢复程度有所加强,玉米株高明显增高。     

12种除草剂对玉米田鸭跖草的防效

采用田间小区试验方法,测定12种除草剂对玉米田鸭跖草的防效。在玉米3~5叶期、鸭跖草3~7叶期进行茎叶喷雾处理,施药后观察鸭跖草的药害症状并定时调查除草效果。试验结果表明:氯氟吡氧乙酸、苯唑草酮、硝磺草酮以及含有以上成分的复配制剂对鸭跖草有较高防效。因此,防除玉米田鸭跖草可选择氯氟吡氧乙酸、苯唑草酮、硝磺草酮等除草剂单剂或含有以上成分的除草剂混剂。     

草地贪夜蛾取食诱导玉米叶片转录组分析

为阐明玉米响应草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda取食胁迫防御反应的分子机制,利用RNAseq技术对草地贪夜蛾取食的玉米叶片进行转录组测序分析,并对抗虫代谢产物生物合成途径中的基因进行筛选鉴定。结果显示,与未接虫对照相比,草地贪夜蛾取食18 h导致玉米叶片中有1 645个基因差异表达(log2|处理/对照|1且FDR0.05),其中上调表达基因有1 352个,下调表达基因有293个。茉莉酸、水杨酸、乙烯等植物激素生物合成与信号转导途径相关基因大多上调表达,其中44个茉莉酸途径相关基因全部上调表达,说明该途径在玉米响应草地贪夜蛾取食诱导的防御反应中发挥着核心作用,其它激素生物合成与信号转导途径发挥协同作用。玉米重要抗虫次生代谢物苯并噁唑嗪酮类生物合成相关基因中有9个基因上调表达;15个萜烯挥发物生物合成相关差异表达基因中有14个上调表达,包括8个萜烯合成酶基因和1个CYP基因CYP92C5。表明草地贪夜蛾取食会诱导玉米复杂的植物激素途径和基因调控机制,激活以次级抗虫代谢物合成为主的防御反应。     

玉米地除草剂防治宽叶酢浆草的田间药效评价

宽叶酢浆草为近年来入侵云南耕地和园林的重要检疫性杂草。为筛选出防除玉米地宽叶酢浆草的最佳除草剂种类,使用7种玉米地阔叶杂草防治剂处理旺盛生长期的宽叶酢浆草,于施药后10、20、30 d调查株防效并且于药后30 d调查鲜质量防效。结果表明,40 g/L烟嘧磺隆油悬浮剂、41%草甘膦异丙胺盐水剂、200 g/L氯氟吡氧乙酸乳油、30%苯唑草酮悬乳剂、30%莠去津悬乳剂、15%硝磺草酮悬乳剂和25%砜嘧磺隆水分散粒剂施药后30 d对宽叶酢浆草的株防效和鲜质量防效均超过75%,其中41%草甘膦异丙胺盐水剂和15%硝磺草酮悬乳剂的株防效和鲜质量防效均超过99%,说明玉米地宽叶酢浆草可以用除草剂进行防治。     

16份玉米自交系全生育期抗旱性鉴定与评价

以16份玉米自交系为试验材料,通过比较其在全生育期水分胁迫和正常灌溉条件下农艺性状、产量性状和光合特性的差异,以抗旱系数为基本评价指标,采用逐步回归法建立最优回归方程,同时结合相关性分析、隶属度及聚类分析方法,对玉米自交系进行抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明：水分条件对散粉吐丝间隔期、株高、穗长等11个性状具有显著/极显著影响,单穗粒重、散粉吐丝间隔期和穗长可作为玉米自交系抗旱性鉴定的次级性状筛选指标。利用次级性状抗旱系数的平均隶属度和旱情发生时期抗旱系数的平均隶属度两种方法对自交系抗旱性进行综合评价,结果完全一致的有11份;通过聚类分析,将16份玉米自交系分成4类,其中强抗旱型5份、抗旱型6份、中抗旱型4份、弱抗旱型1份。参试材料中,抗旱性最强的自交系为Si-287,最弱的自交系为X178。     

转录组和iTRAQ技术联合揭示玉米根系的耐旱机制

采用RNA-Seq技术和iTRAQ技术对耐旱性不同的两玉米自交系(昌7-2和TS141)的幼苗根系差异基因(DEGs)和差异蛋白(DEPs)进行关联分析.定量关联分析结果表明,Chang 7-2 D1 vs CK1、Chang 7-2 D2 vs CK2、TS141 D1 vs CK1和TS141 D2 vs CK2等...     

Photosynthetic and growth responses of zea mays L and four weed species following post-emergence treatments with mesotrione and atrazinet

We compared photosynthesis and growth of Zea mays L (corn) and four weed species, Setaria viridis (L) Beauv (green foxtail), Echinochloa crus-galli (L) Beauv (barnyardgrass), Abutilon theophrasti Medic (velvetleaf), and Amaranthus retroflexus L (redroot pigweed), following foliar applications with atrazine, mesotrione, or a combination of atrazine and mesotrione in two greenhouse experiments. Plant responses to the three herbicide treatments were compared with responses of untreated plants (control). Photosynthesis on day 14 and dry mass of Z mays was not reduced by any of the herbicide treatments. Photosynthesis and dry mass of E crus-galli, A retroflexus and A theophrasti were significantly reduced by mesotrione and atrazine alone and in combination. Photosynthesis on day 14 and dry mass of large Sviridis plants were not suppressed by either herbicide applied alone. The mesotrione plus atrazine treatment was the most effective treatment for grass weed control because plants did not regain photosynthetic capacity and had significantly lower dry mass. Shoot dry mass of broadleaf weeds was significantly reduced by all three herbicide treatments, except for A retroflexus treated with mesotrione alone.     

基于荧光光谱和二维相关分析技术探究硝磺草酮对玉米的生理效应

为明确硝磺草酮胁迫对玉米的生理效应及其在玉米田使用的安全性，采用紫外可见吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱和二维相关分析 (2D-COS) 技术，研究了不同浓度硝磺草酮对玉米叶片中叶绿素及类胡萝卜素含量，根、茎、叶鲜重和根系分泌物荧光物质的影响。结果表明:当硝磺草酮质量浓度为5和10 mg/L时，胁迫10及14 d后，玉米叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量以及根、茎、叶鲜重均显著降低。同步荧光光谱、三维荧光光谱和2D-COS技术分析揭示，玉米根系分泌物中类蛋白和类腐殖质的荧光强度发生了显著变化，并且随着硝磺草酮浓度升高、胁迫时间延长，上述变化越明显；但其225~235 nm处的类蛋白荧光峰强度在胁迫7、10和14 d时反而增强，结合2D-COS分析发现，280~325 nm处的类蛋白荧光基团先与硝磺草酮进行结合。研究表明，硝磺草酮质量浓度高于5 mg/L，胁迫10 d后对玉米的正常生长会产生不利影响，研究结果可为评价硝磺草酮在玉米田使用的安全性提供理论依据。     

Activity of mesotrione on resistant weeds in maize

Mesotrione is a new callistemone herbicide that inhibits the HPPD enzyme (p-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase) and introduces a new naturally selective tool into weed-management programmes for use in maize. Mesotrione provides control of the major broad-leaved weeds, and it can be used in integrated weed-management programmes depending on the grower's preferred weed-control strategy. At post-emergence rates of 150 g AI ha-1 or less, mesotrione provides naturally selective control of key species that may show triazine resistance (TR), e.g. Chenopodium album L, Amaranthus species, Solanum nigrum L, as well as species of weed that show resistance to acetolactase synthase (ALS) inhibitors e.g. Xanthium strumarium L, Amaranthus spp and Sonchus spp. The data presented show that resistant and susceptible biotypes of these species with resistance to triazine herbicides, such as atrazine, simazine, terbutylazine and metribuzin, or ALS-inhibitor herbicides, such as imazethepyr, remain susceptible to mesotrione. These results confirm that there is no cross-resistance in biotypes with target site resistance to triazine or ALS-inhibiting herbicides. It is important that herbicide choice and rotation becomes an integral part of planning weed management, so as to minimise the risks of crop losses from weed competition, build-up of weed seed in the soil and the further development of weed resistance across a range of herbicide modes of action.     

Selectivity of SMY 1500 (4-amino-6-tert-butyl-3-ethylthio-l,2,4,triazin-5(4H)-one) in Triticum durum

Susceptibility to SMY 1500 (4-amino-6-tert-butyl-3-ethylthio-1.2.4-triazin-5(4H)-one) was studied in durum wheat (Triticum durum Desf.) cultivars in growth-chamber assays. Weight reduction, photosynthesis inhibition and herbicide levels were determined at various times after a 24-h herbicide treatment in two cultivars of durum wheat, one cultivar of spring wheat (Triticum aestivum L). and in the weed Bromus diandrus (Roth). Measurements of weight reduction distinguished between plants tolerant and plants susceptible to SMY 1500. Tolerant cultivars showed a lower herbicide content and photosynthesis inhibition than susceptible plants after the 24-h treatment. Thereafter, herbicide levels and photosystem II inhibition decreased faster in tolerant plants. Comparison with previous work showed that plants tolerated doses of SMY 1500 about four times higher than of its analogue, metribuzin. Herbicide content in leaves just after treatment, and rate of detoxification may explain the selectivity of SMY 1500 in these cereals.     

两个玉米自交系对纹枯病的抗病反应机制初探

玉米纹枯病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的一种重要病害。具有优良性状的自交系是开展玉米抗病品种选育的重要种质资源。本试验以西南地区两个优良玉米自交系R08与18-599R为材料,采用人工接种R.solani菌丝融合群AG1-IA,对成株期玉米进行了抗性鉴定,并对病原菌诱导后苗期玉米叶片上的活性氧(ROS)、抗病相关基因(PR1、ZmDREB2A、ZmERF3和WIP1)表达及细胞坏死情况进行了动态检测。结果显示,R08对纹枯病表现为中抗,而18-599R为高感材料;受R.solani侵染后,玉米叶片ROS的积累在R08中较18-599R多;两个自交系中基因表达量及表达时间存在显著差异;R08叶片出现显著的细胞坏死反应,而18-599R相对较轻。本研究表明两个自交系对R.solani的抗性差异主要体现在相关抗病反应的时间和强度上,这为进一步研究玉米纹枯病抗病机理提供了依据。