巢湖圩区再生稻田甲烷及氧化亚氮的排放规律研究

为明确巢湖圩区再生稻田甲烷(CH_4)及氧化亚氮(N_2O)的排放规律,采用静态箱-气相色谱法对比观测了巢湖圩区2019—2020年再生稻田(RR)和稻麦轮作田(SW)的CH_4和N_2O排放通量,测定了土壤氧化还原电位(Eh)、土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)。研究结果表明:SW处理在水稻返青期和分蘖期出现较大CH_4排放峰,RR处理的CH_4排放峰不仅出现在中稻季返青期和分蘖期,还出现在成熟期和再生季前期。SW处理N_2O排放峰主要出现在麦季降雨之后、稻季烤田及排水落干时,而RR处理N_2O排放峰主要出现在促苗肥施用后。与SW处理相比,RR处理的全年CH_4排放量、N_2O排放量、总温室气体排放量(TGHG)和温室气体排放强度(GHGI)分别降低了22.3%、86.5%、36.3%和15.9%(P0.05)。RR处理无小麦产量,但水稻产量增加了16.2%(P0.05)。稻季CH_4排放通量与土壤Eh呈显著负相关(P0.01),但与土壤DOC含量无显著相关性(P0.05)。RR处理的稻季N_2O排放通量与土壤NH_4~+-N浓度呈显著正相关(P0.05)。综合来看,在巢湖圩区种植再生稻不仅能提高水稻产量,还大幅减少总温室气体排放量和温室气体排放强度。     

玉米苗期水分胁迫下相关基因差异表达研究

采用cDNA-AFLP技术对玉米幼苗在PEG胁迫和土壤干旱胁迫下的基因表达进行了研究分析,获得转录本衍生片段(TDFs)488条,经测序和同源比对获得42个cDNAs。同源性BLAST搜索结果表明:18个cDNAs的同源序列均为功能未知的玉米克隆,7个cDNAs序列与功能已知的玉米基因同源,5个TDFs序列与功能未知的水稻克隆同源,7个TDFs序列与功能已知的水稻基因同源,剩余的cDNAs序列分别与西红柿、高粱等同源。在获得的cDNAs片段中,既有与干旱胁迫相关的重要功能蛋白,也有一些重要的转录因子。     

水分胁迫后玉米茎节变化与产量和抗旱性的关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下茎节的生长变化及茎节与玉米产量的关系,为玉米抗旱性研究提供理论指导.[方法]采用控制浇水的方法,对严重干旱胁迫下玉米各节的节间长与节间干重进行调查;获得中度干旱胁迫下玉米单株产量数据,对玉米各节间变化与产量关系进行研究.[结果]在干旱胁迫下玉米株高与生物量的减少主要由于前7节节间长与节间干重的减少.在严重干旱胁迫下玉米节间长与节间干重受到明显抑制,且各节间的营养生长具有较高的相关性.相关分析发现严重干旱胁迫下第一节间长、第二节间长、第三节间长、第四节间长与中度干旱胁迫下单株粒重分别存在显著的正相关性;严重干旱胁迫下第一节间干重、第二节间干重与中度干旱胁迫下单株粒重分别存在显著的正相关性.[结论]干旱胁迫下玉米前期节的营养生长对后期节的生长存在持续的影响.严重干旱胁迫下玉米前四节的节间长与前二节的节间干重可以作为评价玉米抗旱性的参考性状.     

玉米籽粒构型与产量性状的关系及QTL作图

 【目的】探讨玉米籽粒构型性状（粒长、粒宽、粒厚、粒形等）与产量性状间的相互关系,进行籽粒构型性状相关QTL的检测与定位。【方法】以自交系齐319和黄早四构建的226个F2:3家系为试验材料,利用相关分析、主成分分析、出籽率模拟运算及QTL定位等方法,对在不同生态环境下（北京春播和河南夏播）玉米籽粒构型与产量性状间相关性进行探讨,并初步分析籽粒构型性状遗传基础。【结果】单穗产量与绝大多数籽粒构型性状显著相关,特别是与粒长的相关系数最高。主成分分析结果表明,对单穗产量影响较大的性状有粒长、粒厚、穗长、出籽率和粒长/穗半径。出籽率是影响果穗同化产物分配状况的衡量指标,受到粒长、粒长/穗半径、穗长和粒宽的显著影响。模拟运算亦表明粒长/穗半径与出籽率具有十分紧密的关系。对在两个生态环境下籽粒构型性状和产量性状的相关QTL进行了检测,共检测到了36个QTL。进一步分析发现,在不同生态环境下的部分QTL定位在相同的染色体区域;同时,还有不同性状的QTL定位在相同或临近的染色体区域。【结论】玉米籽粒构型性状与产量性状具有较高的相关关系,籽粒构型QTL与产量相关QTL的重叠区域对剖析玉米产量形成遗传机制可能具有重要的研究价值。     

不同耐冷型玉米种质的配合力及聚类分析

选择不同耐冷玉米种质8份,按GriffingⅡ的设计组配,对自交系的主要农艺性状进行配合力分析。结果表明：株高、穗位高、叶片数、穗长、行粒数、单株产量、2粒宽、容重8个性状的一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)方差极显著。HR6×2001-F32、FR1454×2001-F32、Mo17×FR1454、HR6×HR295组合具有较高产量;依据产量SCA的效应值聚类,发现耐冷自交系分属不同类群,因此通过有效的改良方法可以提高玉米种质的耐冷性。     

利用玉米选择导入系进行营养生长期抗旱性基因组区段定位

采用我国优异骨干自交系黄早四与掖478的回交群体(BC₂S₁和BC₃S₁)的抗旱性选择导入系群体,通过SSR标记检测群体中等位基因的导入频率,利用卡方检验对等位基因导入频率进行检测,同时结合表型-基因型方差分析(ANOVA)的方法,对抗旱群体进行抗旱性相关位点的分析。结果表明：利用卡方测验检测到31个供体等位基因导入,利用方差分析检测到98个位点导入,其中有17个位点是重合的,这些导入位点可能是抗旱相关的重要的候选基因组区段。     

玉米种质苗期耐冷性状的遗传分析

摘要：早春低温冷害是黑龙江省主要的自然灾害之一,已成为影响本区域玉米产量水平提高的重要因素。本研究选择不同耐冷玉米种质8份,按Griffing Ⅱ的设计组配,分析低温逆境下玉米出苗及幼苗期性状的遗传规律。相关分析表明,相对出苗指数、相对出苗率、相对苗干重、相对根干重两两相关,相对出苗率与相对根总长相关,上述性状适合作为玉米幼苗耐冷性鉴定的指标。不同亲本的GCA方差、不同组合的SCA方差在相对出苗率、相对发芽指数、相对苗干重、相对根干重、相对根总长等性状上的差异显著。非加性基因效应在相对出苗率、相对发芽指数、相对苗干重、相对根干重、相对根总长中起到重要作用,且狭义遗传力普遍较低,各性状均低于50%,高低次序为相对发芽指数>相对出苗率>相对根干重>相对苗干重>相对根总长,上述性状选择适宜在中晚代进行选择。     

开花期干旱胁迫对玉米细胞膜透性、抗脱水性和产量的影响

对95份玉米核心自交系进行了大田正常灌水和干旱胁迫对比试验 ,重点研究了受旱后玉米自交系开花期的叶片电导率和叶片脱水系数的变化,以及这些变化与抗旱性的关系.结果表明,干旱胁迫区的电导率和脱水系数比正常灌水区的电导率和脱水系数要高.玉米受旱后这两个指标值的增加幅度与抗旱性呈显著负相关.以干旱胁迫区的电导率与正常灌水区的电导率之比、以及干旱胁迫区的脱水系数与正常灌水区的脱水系数之比,作为抗旱性鉴定的复合指标,比直接用干旱区电导率和脱水系数更加有效.     

水分胁迫后玉米雌雄穗开花间隔时间(ASI)与产量和抗旱性的关系研究

玉米开花期是对干旱最为敏感的时期.此时受到水分胁迫会导致玉米授粉不良进而影响到产量.通过对454份玉米自交系连续两年的研究,在开花期受到水分胁迫后,玉米雌穗生长减缓,吐丝期延迟,ASI增大,结穗率和籽粒产量严重下降,其中ASI、结穗率与籽粒产量均呈极显著相关.因此,在干旱胁迫条件下对产量进行间接选择时,ASI和结穗率是可供利用的重要耐旱指示性状.ASI可作为抗旱玉米种质筛选的主要指标之一.     

玉米转基因技术研发与应用现状及展望

转基因技术的应用已成为国内外玉米育种的重要手段,其产业化为全球玉米种业发展和玉米生产方式带来变革,对粮食安全、生态安全和农民增收给予了重要保障。本文针对玉米遗传转化和新产品创制进展进行评述,对今后我国玉米转基因技术研发及其应用进行展望。