干旱胁迫下玉米自交系抗旱性评价及筛选

以39份玉米自交系为材料，2017—2018年在甘肃省张掖市设置田间自然抗旱鉴定试验，筛选抗旱鉴定指标，综合评价玉米自交系的抗旱性。结果表明：在干旱胁迫下，39份玉米自交系的粉丝间隔时间延长了0~3 d，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗干重、籽粒干重、出籽率及百粒重均降低，其中，穗干重、籽粒干重和出籽率3个指标分别为正常灌水处理的81.5%、79%和88.5%。穗干重、籽粒干重和出籽率与平均抗旱系数呈显著正相关，可作为玉米自交系抗旱鉴定的主要指标。利用加权抗旱系数法综合评价筛选出强抗旱玉米自交系10份，其中自交系E28、DH351、陇1222、浚92-8和黄早四，抗旱性达到极强。本研究所筛选到的抗旱自交系可在选育抗旱新品种中加强利用。     

球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟取食行为的影响

为明确球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫取食行为及取食选择性的影响，本文通过室内控制试验，采用培养皿叶盘法，研究了共生体对亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫的选择、非选择性取食的影响。结果表明，在48 h非选择性试验中，亚洲玉米螟初孵幼虫在球孢白僵菌-玉米共生体叶片组织（处理组）上的取食率显著低于未接种球孢白僵菌玉米叶片（对照组），第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为35.7%和62.5%，差异极显著；3龄幼虫在共生体茎秆组织上的取食率与对照组玉米差异不显著。在48 h选择性试验中，初孵幼虫在共生体玉米叶片组织上的取食率显著低于对照组，共生体玉米叶片组织上的幼虫取食率随时间的增加呈下降趋势，第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为6.3%和20.6%，差异极显著；3龄幼虫在共生体和对照组玉米茎秆组织上的幼虫取食率随时间的增加呈上升趋势，其中对照组幼虫取食率显著高于处理组，第48 h时在处理组和对照组玉米上的幼虫取食率分别为33.1%和45.6%，差异极显著。本研究初步表明，球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫的取食行为有显著的抑制和忌避作用。     

基于WOFOST模型的辽宁省春玉米干旱灾损风险评估

利用锦州农业气象试验站的作物生长发育和土壤实测数据对WOFOST模型水分胁迫模块进行了调参，适用性验证表明，WOFOST模型适用于辽宁省春玉米生长发育和产量的模拟，辽宁省春玉米受干旱的影响可以利用WOFOST模型较敏感地反映出来。利用调参后的WOFOST模型模拟了全生育期及出苗~拔节、拔节~抽雄、抽雄~乳熟和乳熟~成熟各阶段发生轻、中、重旱情景对辽宁省春玉米产量的影响，并根据模拟结果确定了不同干旱风险等级下辽宁省东、中、西部玉米生产的灾损范围。结果表明：不同生育期发生干旱对产量的影响不同，总体上，抽雄~乳熟期发生干旱的影响最大，其次是拔节~抽雄期，而出苗~拔节期和乳熟~成熟期发生干旱对产量的影响较小，全省春玉米在抽雄~乳熟期发生重旱的减产风险达30%~70%；在相同干旱水平下，不同区域受影响程度也不同，在全生育期及各生育阶段发生轻、中、重旱情景下，干旱导致的减产率总体上表现为由东部向西部地区逐渐加重的趋势，在全生育期重旱情景下，辽宁省东部的春玉米减产率为40%~75%，中部为60%~90%，西部达65%~95%。     

超甜玉米子粒果皮柔嫩度的变化规律

为了探讨超甜玉米果皮柔嫩度在子粒发育进程中的变化规律,以10份超甜玉米自交系为材料,采用硬度计法测定子粒发育过程中果皮柔嫩度值,分析果皮柔嫩度在不同环境条件下的变化。结果表明,10份参试材料在果皮柔嫩度上存在梯度差异,其中PE10果皮柔嫩性最好,T105中等,S33205最差;在湖北武汉(2014年春)、海南陵水(2014年冬)两种环境下,在授粉后第12~24天,PE10、T105、S33205的果皮柔嫩度值均呈上升趋势,且各测定时间点的柔嫩度均值由大到小的顺序均为S33205、T105、PE10;随着子粒的发育,相同材料在不同环境条件下果皮柔嫩度差异呈现先增大后缩小最后又趋于一致的规律;2014年湖北武汉春季与海南陵水冬季相比,同一材料最适采收期相差4 d,但最适采收期的果皮柔嫩度值差异不显著,说明环境改变会影响果皮嫩度变化速率,但果皮柔嫩度的好坏本质上仍决定于材料本身。     

彩色小麦近等基因系籽粒中氨基酸含量的比较分析

氨基酸是蛋白质的基本组成单位,是人体必需的重要营养物质。彩色小麦被认为是一类新型的营养保健小麦品种,但对其籽粒中氨基酸含量的研究很少。本研究首次利用高效液相色谱法比较分析了种植于三个环境中的彩色小麦近等基因系(蓝粒小麦科兴611,紫粒小麦科兴617和白粒小麦轮回亲本济麦22)籽粒中多种氨基酸的含量。结果表明,蓝粒小麦科兴611的必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量及总氨基酸含量均显著地高于紫粒小麦科兴617和白粒亲本济麦22。紫粒小麦科兴617和白粒小麦济麦22相比,必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量及总氨基酸含量相近,甚至低于济麦22。因此,蓝粒小麦籽粒氨基酸含量高的性状,有益于满足人类营养需求,同时可作为育种材料改良小麦品种的氨基酸含量,尤其是提高限制性氨基酸的含量,进而提高小麦的营养品质。     

黄淮和长江中下游冬麦区小麦品种(系)农艺性状及其聚类分析

气候变暖对我国乃至世界小麦育种和生产有很大影响。为了研究我国不同生态麦区小麦品种(系)农艺性状适应气候变化调控机理,本研究以黄淮冬麦区北片和南片及长江中下游冬麦区的20个当前大面积推的小麦品种、新审定品种和新选育品系为试验材料,在黄淮冬麦区北片河北省石家庄市种植,在返青期前对其抗旱抗冻性、根冠比和叶片干重与鲜重比进行调查;收获后对株高、穗长、穗下节间长、分蘖数、小穗数、穗粒数、千粒重、单株生物量、单株粒重、经济系数等10个农艺性状进行了考种和相关、聚类和主成分分析。结果表明,不同麦区小麦品种(系)苗期的抗旱抗冻性为黄淮冬麦区北片黄淮冬麦区南片长江中下游冬麦区。三大生态麦区的单株粒重与分蘖数、穗粒数、单株生物量、经济系数均呈极显著正相关,黄淮冬麦区南片和长江中下游冬麦区呈显著和极显著的农艺性状相对较多,说明这两个生态麦区的品种有很大的相似性;但不同生态麦区其他农艺性状正负相关各有一定差异。在欧氏距离20处,20个小麦品种(系)被聚类为长江中下游冬麦区和黄淮冬麦区南片品种(系)(第Ⅰ类)及黄淮冬麦区北片品种(系)(第Ⅱ类)两个大的生态型;在欧氏距离6处,Ⅰ类又分为分别以‘百农207’‘济麦22’和‘西农979’为代表的3个亚类,Ⅱ类是以‘长旱58’为代表。产量、穗长、株高和经济系数4个主成分因子对10个农艺性状表现型变异累计贡献率为76.39%。‘济麦22’等黄淮冬麦区北片的品种(系)综合得分在前20株中占95%。以上研究结果为小麦适应气候变暖育种和引种示范推广提供了重要参考信息。     

Maize harvest index and water use efficiency can be improved by inhibition of gibberellin biosynthesis

Possibilities to improve maize harvest index and nutrient utilization efficiency by application of plant growth regulators were investigated. In container experiments, the effects of different growth regulators on the development of the maize (Zea mays L.) cultivars Pioneer 3906 and Fabregas were tested. Paclobutrazol (PAC) and chlorocholine chloride (CCC), two inhibitors of gibberellin biosynthesis, as well as gibberellic acid (GA₃) were applied at growth stage V5. Three weeks after application of PAC, shoot growth of both maize cultivars was strongly affected with a significant decrease in plant height in the PAC treatment by 44% and 36% for Pioneer 3906 and Fabregas, respectively. The growth‐retarded plants had higher leaf areas and reduced transpiration rates. The higher shoot growth after GA₃ application was accompanied by a reduction in leaf area and an increase in transpiration rate during 1 week before anthesis. CCC treatment showed no significant effects on plant height, leaf area and transpiration rate. The PAC‐treated cultivar Pioneer 3906 produced several cobs per plant, which were mainly barren at maturity. However, PAC application to Fabregas resulted in just one cob per plant with good kernel development and a grain yield, which was not significantly reduced in comparison with the control. With this similar grain yield in combination with a straw yield decrease of 32%, the harvest index was significantly improved by 12%. In addition, with PAC‐treated Fabregas plants, a 19% increased water use efficiency of the grain (WUE_grain) during the critical period of kernel setting was achieved. In this maize cultivar, CCC application also improved harvest index by 5%, but no effect on WUE_grain occurred. GA₃ treatment decreased harvest index of both maize cultivars, and it either reduced WUE_grain (Pioneer 3906) or showed no effect (Fabregas). Utilization efficiencies of N, P and K were not increased with growth regulator application, even in the PAC‐treated Fabregas plants with a significantly improved allocation of assimilates to the grain, mirrored by the higher harvest index. The results indicate that fertilizer applications must be adjusted to the reduced demand of growth‐retarded plants, most likely leading to higher nutrient utilization efficiencies.