施氮对高淀粉玉米子粒产量形成的影响

采用田间试验、植株生理生化分析方法,研究了不同施氮量对高淀粉玉米吉单535和普通玉米军单8号子粒产量形成的影响。结果表明,高淀粉玉米粒重的增长符合Logistic方程;营养体干重随时间的变化符合回归方程Y=axe^bx;生物产量依子粒产量和营养体干重变化符合回归方程Y=exp(a+b₁x₁+b₂x₂)。与普通玉米军单8号比较,高淀粉玉米吉单535营养体干重增长期较长,干重下降速率低,即由营养体干物质向子粒转运量较低。适宜的施氮量可有效地促进高淀粉玉米植株生育前期总生物量的积累以及生育后期干物质从营养体向子粒的转移,从而获得较高产量。高淀粉玉米吉单535的适宜施氮量为200 kg/hm²。     

Ae显性突变体对玉米农艺性状及直链淀粉含量的影响分析

玉米直链淀粉是重要的食品和工业原料,高直链淀粉性状的产生受多种酶和基因-环境等因素的共同影响。玉米ae基因（amylose extender）突变导致子粒中直链淀粉含量增高、子粒表面皱缩、淀粉颗粒呈不规则形状、尺寸不均匀且表面基质蛋白增多,用于玉米育种后获得的品种直链淀粉含量升高,产量显著降低。通过将显性Ae突变体与16份优质玉米自交系杂交,对F₁代植株进行开花期、株型、产量性状调查,分析F₁代子粒总淀粉、直链淀粉的含量。结果表明,Ae突变体与不同的自交系杂交,F₁代直链淀粉含量及产量的变化存在明显差异,与基因型有密切关系,以Ae突变体和W16F41、CA240为亲本杂交,可显著提高直链淀粉含量同时产量变化最小。根据F₁代表现筛选直链淀粉含量提高、产量变化较小的双亲配制杂交种,可加速高直链淀粉玉米新品种培育进程。     

玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应

利用玉米ae1和du1隐性纯和突变自交系与普通玉米自交系48-2的杂交F₁、F₂代子粒为研究材料,通过单粒法测定子粒的直链淀粉含量和重量,用于分析玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应。结果表明：F₂代中具有ae1或者du1纯和突变的子粒表皮皱缩,重量明显下降,直链淀粉含量显著提高。在ae1与du1的杂交后代中,子粒的单粒重和直链淀粉含量没有显著变化,表明ae1与du1双突变并不能导致直链淀粉含量增加。单突变的ae1和du1群体内各子粒间的直链淀粉含量和重量差异较大,说明遗传背景中存在影响直链淀粉含量的修饰基因,表明在选育高直链淀粉玉米品系时,应当重视遗传背景的选择和修饰基因的累加。采用单粒法技术对分离后代进行直链淀粉含量和重量选择,有利于积累高直链淀粉修饰基因,是选育子粒饱满、高粒重的高直链淀粉玉米自交系的有效方法。     

小麦玉米一体化群体配置对小麦冠层结构和产量影响

为探索冬小麦-夏玉米一体化种植中小麦的适宜群体配置模式,设置20 cm-20 cm（R₁）、12 cm-12 cm-12 cm-24 cm（R₂）及13 cm-20 cm（R₃）三种行距处理方式和120 kg·hm^-2（S₁）、157.5 kg·hm^-2（S₂）及195 kg·hm^-2（S₃）三种播量,研究了行距和播量对小麦冠层结构特征和光合特性及产量的影响。结果表明,不同处理对各指标的影响因小麦生育时期的变化而不同。在孕穗至开花期, R₁S₁处理的小麦叶片SPAD值、净光合速率（P_n）及气孔导度（G_s）高于其他处理,开花期后R₂S₂处理表现出明显的光合优势。其中,R₂S₂处理的小麦LAI、叶倾角（MTA）在开花期后高于其他处理,在花后10 d之后其SPAD、P_n值最高。在不同处理中,R₂S₂处理产量最高,这主要归因于其有较高的穗数和千粒重。因此,在本试验条件下小麦高产的最佳群体配置是行距12 cm-12 cm-12 cm-24 cm和播量157.5 kg·hm^-2。     

小麦旗叶光呼吸对光强和CO2浓度的响应

为给C₃作物光呼吸等光合参数以及光响应模型和CO₂响应模型的研究提供参考,定量研究了小麦花期旗叶光呼吸速率对光强和CO₂浓度的响应。结果表明,在21%和2%O₂下小麦旗叶光饱和点分别为1 960.629和2 030.120 μmol·m^-2·s^-1。在较弱光强(小于800 μmol·m^-2·s^-1)下,小麦的总光呼吸速率(R_pt)与表观光呼吸(R_pa)均随着光强的升高而增大;当光强大于800 μmol·m^-2·s^-1时,R_pt和R_pa趋于稳定;整体上,不同光强下R_pt与R_pa之间差异较小(P>0.05),这主要是由于在380 μmol·mol^-1 CO₂下,光呼吸的CO₂回收利用率较低。饱和光强下,R_pa随着CO₂浓度的增加呈先上升后下降的趋势,R_pa最大值(Rpmax)所对应的外界CO₂浓度为600 μmol·mol^-1,而R_pt则随着CO₂浓度的升高而降低;在低浓度CO₂(小于380 μmol·mol^-1)条件下,R_pt与R_pa之间差异显著(P<0.05)。R_pt与羧化速率的比值(R_pt /Vc)随着胞间CO₂浓度的升高而呈下降的趋势,而不同光强下R_pt /Vc相对稳定,整体上未达到显著水平(P>0.05)。     

种植方式和密度对夏玉米子粒灌浆特征的影响

以郑单958为材料,在67 500株/hm²和82 500株/hm²两个种植密度水平下,以常规等行距种植方式为对照,设置3种不同缩行宽带种植方式（3行一带、4行一带、5行一带）,进行连续两年比较研究。结果表明,缩行宽带种植方式增产显著,其中,3行一带种植方式高密度水平下产量最高。通过Logistic方程拟合,缩行宽带各种植方式中,高密度下灌浆时间持续期均值较对照等行距方式增加1.2～10.2 d。无论是高密度还是中等密度条件下,3行一带种植方式平均灌浆速率（R）、最大灌浆速率（R_max）、最终百粒重及渐增期灌浆速率（R₁）均较高。因此,3行一带缩行宽带种植方式子粒灌浆特性较优。     

增密、少耕与化控耦合对玉米产量及光合特性的影响

利用长期定位试验，设置密度(D₁：60 000株/hm²，D₂：90 000株/hm²)、耕法(T₁：少耕，T₂：常规耕作)与化控(R₁：喷化控剂，R₂：喷清水)三因素试验，分析不同处理玉米产量及其形成过程和冠层光合特性。结果表明，D₁条件下，T₁R₁处理子粒产量、穗粒数较T₂R₂处理显著增加27%～40.5%、19.6%～27.3%；D₂条件下，T₁R₁处理子粒产量、穗粒数较T₂R₂处理显著增加22.9%～24.9%、14%～21.3%。少耕和化控处理显著影响植株冠层结构，降低了玉米的植株高度、穗位系数、上部叶片的叶面积，提高了植株上层和中层叶向值及上部冠层的透光率；少耕和化控处理提高了叶片单位面积光能的吸收(ABS/CS0)、捕获(TR0/CS0)，在高密度条件下表现明显差异。综上，在密植条件下，少耕和化控耦合优化了玉米密植群体冠层结构，增强了对光能的截获、吸收与传递能力，最终显著增加子粒产量。     

磷素对小麦籽粒支链淀粉合成及其链长分布的影响

为探究不同磷水平对小麦籽粒支链淀粉合成与支链淀粉精细结构的影响。以新冬20号（南疆主栽）和新冬23号（北疆强筋面包小麦）为材料,研究了3种施磷(P₂O₅)量 0 kg·hm^-2（CK ）、105 kg·hm^-2（CP ）和210 kg·hm^-2（HP）对小麦籽粒支链淀粉合成相关酶基因表达、相关酶活性、籽粒支链淀粉含量、支链淀粉链长分布以及籽粒全磷含量的影响。结果表明,施磷显著提高了支链淀粉合成相关酶基因（ sbe1、 sbe2a、 sbe2b、 iso1）的表达量和籽粒支链淀粉含量。CP处理提高了支链淀粉B链段的比例,但降低了A链段的比例。两个参试小麦品种籽粒中支链淀粉合成关键酶的活性对磷素的敏感性不同,新冬 20号受磷水平影响较大。施磷提高了新冬20号胚乳中蔗糖合成酶（SS）活性和酶活高峰期的淀粉分支酶（SBE）活性,提前了新冬20号胚乳中淀粉去分支酶（DBE）活性峰值的出现时间。     

不同覆盖模式对玉米叶片水分利用效率的影响

采用常规耕作（T1）、秸秆覆盖（T2）、起垄覆膜膜侧种植（T3）、起垄无膜（T4）、无垄覆膜（T5）对玉米叶片光合作用和叶片水平上的水分利用效率以及产量和产量构成因素方面进行分析研究。结果表明,玉米叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（Cond）、胞间二氧化碳浓度（C_i）和水分利用效率（WUE）在不同覆盖模式下均存在显著差异,且起垄覆膜膜侧种植模式下的P_n、Cond和WUE为最大,T_r和 C_i较低。叶片水分利用效率与净光合速率和气孔导度呈极显著正相关,相关系数分别为0.94、0.98;与蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度呈显著负相关,相关系数分别为0.92、0.96。 2018 年 T3 处理产量最高,达 10 095 kg/hm²,较 T1、T2、T4、T5 处理分别高 23.18%、0.55%、19.32 %、3.71%;2019年T3处理产量最高,达10 248 kg/hm²,较T1、T2、T4、T5处理分别高21.84 %、12.47%、15.69%、6.03%。     

外源褪黑素对铬（Cr6+）胁迫下小麦幼苗光合特性和养分吸收的影响

为明确褪黑素对铬（Cr⁶⁺）胁迫下小麦幼苗光合和养分吸收的调节作用,在水培条件下以豫麦51（铬敏感型）和扬麦16（耐铬型）为材料,分析了Cr⁶⁺胁迫下外源褪黑素预处理（100 μmmol·L_-1）后小麦幼苗光合和荧光参数及养分含量的变化。结果表明,Cr⁶⁺胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、气孔导度（G_s）和光系统 Ⅱ（PS Ⅱ）活性,导致光合速率（P_n）显著降低;Cr⁶⁺胁迫也显著减弱了根系对营养元素（N、P、K、Mg、Fe和Mn）的吸收和转运。外源褪黑素处理显著提高了Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗的P_n、G_s、叶绿素（a和b）含量、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、最大光化学效率（F_v/F_m）、光化学淬灭（qL）和电子传递能力（ETR）,增加了根系和叶片营养元素的含量。综合来看,外源褪黑素会促进Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗对养分的吸收与转运、气孔开放、CO₂传导、光能吸收和电子传递,从而缓解Cr⁶⁺对于小麦幼苗光合的抑制作用。     

基于黄早四与掖478衍生的双向BC3回交群体的品质分析

以玉米骨干自交系黄早四与掖478分别作为轮回亲本构建的双向BC3回交群体为试验材料,系统分析在不同遗传背景下的玉米子粒淀粉、蛋白质、油分以及赖氨酸含量的变化及其相关性。结果表明,在不同遗传背景下,玉米子粒的淀粉含量与蛋白质、赖氨酸含量均呈极显著负相关,蛋白质与赖氨酸含量呈极显著正相关,蛋白质含量的改良在一定程度上可以促进赖氨酸含量的提高。     

自然光温和控制光温下玉米苗期叶片NSC比较及根系糖代谢日变化

通过对比玉米苗期叶片在田间和室内条件下NSC日变化特征,分析自然条件下光照和温度变化与光合碳同化产物间的关联性,对室外水培条件下玉米苗期根系蔗糖、总可溶性糖和淀粉日变化特性进行探讨。结果表明,玉米苗期叶片NSC累积呈先升高后降低的特征,不同处理NSC峰值均出现在光照结束阶段;田间光温条件下淀粉和可溶性糖累积浓度均高于室内水培。光温变化对NSC积累的影响达极显著水平(P0.01);前一时间点的光照与后一时间点的淀粉和可溶性总糖之间相关性均达极显著水平(R2=0.77;R2=0.90)。根系中可溶性糖浓度呈明显的日变化特征,淀粉则在141.9～161.9 mg/g DM范围内波动。     

玉米不同部位子粒灌浆特性与粒重的关系研究

以郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,研究在4.5万、7.5万、10.5万株/hm2种植密度下玉米上部及中下部子粒灌浆特性和粒重的关系。结果表明,穗粒数和千粒重是决定子粒最终产量的重要因素,两者均随着密度的增加而显著降低。同一密度下,穗位层光照自开花当天(0 d)先降低后升高,总体呈"高-低-高"的变化趋势,底层光照则持续升高。上部子粒的起始生长势、灌浆速率、胚乳细胞数及淀粉含量均低于中下部子粒。相关及通径分析表明,影响粒重的主要因素是灌浆速率、胚乳细胞数目和淀粉含量,其相关系数分别为0.959 66**、0.981 91**和0.877 76*。光照(包括穗位层和底层)主要通过灌浆速率和淀粉含量来间接影响粒重。     

大麦籽粒抗性淀粉含量快速测定方法研究

为探索快速高效测定大麦籽粒中抗性淀粉含量的方法，利用衰减全反射中红外（attenuated total reflection mid-infrared spectroscopy,ATR-MIR）和近红外（near-infrared spectroscopy,NIR）光谱技术，分别用3种不同方法进行预处理，建立大麦样品的抗性淀粉含量快速测定红外模型，通过不同预处理预测模型的校正和内部交叉验证结果的比较，依据决定系数（r）和均方根误差（RMSE）筛选出基于ATR-MIR和NIR光谱的最佳预测模型，再对最佳预测模型进行外部验证。结果表明，经基线位移校正+范围归一化（BOC+RN）预处理后的PLS模型为最佳ATR-MIR预测模型；经标准正态变换+Savitzky-Golay法一阶求导（SNV+1thD）的预处理模型为最佳NIR预测模型。用验证集材料对BOC+RN和SNV+1thD最佳预测模型的预测效果进行外部验证，光谱预测值与化学测定值之间没有显著差异，说明两种方法均可以用于大麦籽粒抗性淀粉含量测定；ATR-MIR光谱比NIR光谱具有更好的预测能力。     

不同生长带玉米自交系和杂交组合品质的差异分析

利用近红外光谱仪对2013年海南三亚种植收获的99份温带自交系(13份高油材料和86份普通材料)、64份热带/亚热带自交系和由这163份自交系随机组配的186份杂交组合的杂交当代F0材料进行无破损子粒品质成分鉴定,分析不同生长带玉米自交系及其不同组合的杂交种后代品质成分的差异性。结果表明,当不考虑高油材料影响时,温带材料与热带/亚热带玉米自交系之间粗蛋白、粗脂肪和粗淀粉含量差异均不显著;去除高油材料后,温带材料与热带/亚热带玉米自交系之间粗蛋白差异不显著,粗脂肪和粗淀粉含量差异极显著。对于不同生长带玉米杂交当代F0而言,考虑与不考虑高油材料影响时,粗脂肪差异都极显著,粗淀粉和粗蛋白都无明显差异;相对于粗蛋白和粗淀粉,粗脂肪表现出更高的超高亲和超中亲优势。     

室内人工接种玉米丝黑穗病抗性分级标准的建立

以40份已知抗性级别的玉米自交系为试材,采用优化的苗期室内接种技术接种丝黑穗病菌并检测,将侵染率与历年田间平均发病率进行回归分析,进而确定该评价方法的抗性分级标准,最终组装形成完整的评价技术体系。结果表明,苗期室内接种病菌后40份玉米自交系的侵染率与历年平均田间接种发病率之间存在极显著正相关,相关系数r=0.857 0,回归方程为y=0.000 4x~3-0.066 7x~2+3.813 7x+17.494。抗性分级标准:侵染率0~20.0%为高抗,20.1%~40.0%为抗病,40.1%~50.0%为中抗,50.1%~90.0%为感病,90.1%~100%为高感。     

延缓叶片衰老ZmIPT2基因的玉米遗传转化及功能验证

从玉米自交系郑58中克隆Zm IPT2基因并构建单子叶植物表达载体,通过农杆菌侵染萌动胚方法将其转入玉米自交系K10中,对转基因后代进行分子检测和功能验证。结果表明,Zm IPT2基因c DNA全长969 bp,成功构建其单子叶植物表达载体p CAMBIA5300-ubi-Zm IPT2。农杆菌侵染萌动胚法共转化K10种子5 163粒,获得T0代PCR阳性幼苗48株,其中13株结实收获种子;获得的3个T2代株系PCR阳性率符合3∶1的分离比,且RT-PCR检测呈阳性;2个T2代转基因株系的成熟期叶绿素含量和细胞分裂素含量极显著高于对照,相对绿叶面积和叶面积持绿期极显著或显著高于对照,百粒重和小区产量显著高于对照。结果初步证明,Zm IPT2基因在玉米中的过表达可延缓叶片衰老,提高玉米产量。     

荫湿环境对玉米穗位叶面积及其叶绿素含量的影响

采用人工模拟荫湿环境,比较不同基因型玉米在荫湿环境与自然环境条件下穗位叶面积及其叶绿素含量的差异。结果表明,荫湿环境对玉米穗位叶面积、叶绿素及其组分含量具有明显影响,穗位叶面积及其叶绿素a/b值均呈下降趋势,叶绿素相对含量和叶绿素b含量呈明显上升趋势,这些性状的变化基因型间存在显著或极显著差异。用穗位叶面积及其叶绿素含量计算出18个杂交种的综合耐荫湿系数平均值为0.751 1,标准差为0.178 5,变异系数为23.76%;30个自交系的综合耐荫湿系数平均值为0.678 1,标准差为0.155 4,变异系数为22.91%。根据综合耐荫湿系数,采用t检验选出耐荫湿性强的杂交种有8个,自交系有12个;耐荫湿性中的杂交种有5个,自交系有9个;耐荫湿性弱的杂交种有5个,自交系有9个。