河西地区高温对春玉米生长的影响

根据河西地区春玉米不同生育期内>30℃日最高气温的积温(AT)和>30℃日最高气温天数(AD)的变化特征,采用气候趋向率、Mann-Kendall检测、Pearson相关分析等方法,进一步分析了在气候变暖背景下河西地区极端高温对春玉米生长的影响。结果表明：1952—2021年河西地区春玉米生育期内气温显著上升,第二生长阶段（花前花后20天）日最高气温明显大于其他生育期,春玉米全生育期、第一生长阶段（播种到开花前11天）、第二生长阶段和第三生长阶段（开花后11天到成熟）日最高气温的气候趋向率分别为0.17、0.19、0.19、0.10℃/10a。近70年河西地区春玉米全生育期AT和AD极显著增加,第一生长阶段AT和AD的增加趋势明显大于第二生长阶段和第三生长阶段。河西地区春玉米生育期内极端高温对春玉米果穗、茎秆有一定不利影响,但对春玉米产量有极显著的正效应(P<0.01),其中第一生长阶段的极端高温对春玉米产量的影响更显著。河西地区的春玉米品种对第二生长阶段的长期高温具有一定的抗逆性,而且该地区雨热同期且春玉米种植区大部分为灌溉农业区,极端高温引起的土壤水分蒸发和植株冠...     

2005-2020年转Bt基因棉花抗虫性变化及其与产量性状的相关性分析

为了给转Bt基因棉花在科研和生产上多世代可持续利用提供依据,以转Bt基因棉花品种银山8号为试验材料,从2005年开始,连续16年进行跟踪研究。结果表明,随种植世代的增加,生物测定银山8号第2～4代棉铃虫幼虫校正死亡率、铃期叶片和铃期小铃杀虫蛋白表达量均有不同程度的线性上升趋势,同时皮棉产量线性回归也呈增长趋势;苗期叶片、蕾期叶片和蕾期小蕾杀虫蛋白表达量呈线性下降趋势。相关性分析表明,抗虫棉的抗虫性与皮棉产量间均呈正相关,株铃数和衣分是构成皮棉产量的重要因子,与皮棉产量的相关性分别达到极显著和显著水平。外源Bt基因转入棉花后能稳定遗传给后代,通过卡那霉素鉴定和系统选择可以持续保持转Bt基因棉花多世代的抗虫性,甚至通过提纯复壮逐年优选,可实现转Bt基因抗虫棉特定生育时期或部分棉花器官抗虫性的提高。     

接种根瘤菌对豌豆/玉米体系生长状况的影响

采用盆栽试验研究了豌豆、玉米单作及豌豆/玉米体系中接种根瘤菌(不接种、接种XC3.1、接种ACCC16101)及施氮量(不施氮、施氮0.3 gN/kg土)对豌豆、玉米生长及其氮素营养状况的影响。结果表明:接种XC3.1显著提高了豌豆的有效根瘤数量和重量,单作平均分别提高79.5%和131.6%,间作平均分别提高174.1%和205.4%;XC3.1对复合体系中玉米及两种种植模式下豌豆氮素营养状况的改善作用优于ACCC16101;接种XC3.1对两种种植模式下豌豆的生长以及不施氮条件下复合体系中玉米的生长均具有促进作用,豌豆、玉米的生物量平均提高22.0%和123.1%;复合体系中豌豆的有效结瘤状况均优于相应的单作;接种与否,间作豌豆的生物量均小于相应供氮水平下的单作,平均降低13.7%;接种XC3.1不但强化了复合体系中玉米的竞争力,而且豌豆对玉米的竞争抵抗力也明显提高。     

陇东玉米拔节至抽雄期降水与产量及生物量的相关性分析

利用陇东黄土高原旱作玉米拔节至抽雄期降水量与产量及生物量资料,分析降水量与产量及生物量的相关性.结果表明:拔节至抽雄期降水量与产量相关系数达0.8304,通过0.001信度检验,达到极显著相关水平;对产量构成因素的影响,主要对果穗长、百粒重和果穗粗影响明显;对抽雄至成熟期鲜重和干物质重的影响基本为正效应,但相关性不显著,对穗的影响具有逐步增强趋势.降水量年型与产量年型完全对应年占总年份的50%,完全对应年和基本对应年占总年份的75%.降水最少的年份为1997年,为19.1 mm,玉米产量为137.2 kg/667m2,最多年份为2005年,为185.3 mm,玉米产量为662.1 kg/667m2,并建立了利用降水预报产量的模型.     

基于污染种类判别特征的作物Pb、Cu污染种类判别

为判别作物中的重金属污染种类,开展了Pb、Cu胁迫下的典型作物（玉米）培育实验,获取了作物叶片的高光谱数据与Pb、Cu污染信息。首先对光谱进行分数阶、整数阶导数变换,而后利用差值比光谱指数构建特征参量以组成Pb、Cu污染种类判别特征（DFLCPT）,最终基于DFLCPT数据构建了用于作物Pb、Cu污染种类判别的随机森林分类（RFC）、K-最邻近分类（KNNC）、支持向量机分类（SVC）、高斯过程分类（GPC）模型。结果表明：在依托多种导数光谱构建的差值比光谱指数（DRSI）中,以0.9阶导数光谱为基准的DRSI[2 412,1 223,636]与样本Pb、Cu污染种类的相关系数绝对值最大,为0.764 1;在依托多维度DFLCPT(DFLCPTn D)建立的SVC、RFC、KNNC、GPC玉米Pb、Cu污染种类判别模型中,RFC模型的效果优于SVC、KNNC、GPC模型,其在训练集与验证集中取得的最高正确率均为100%,精度较好,稳定性较强。研究表明,依托DFLCPT的模型在Pb、Cu污染种类判别中达到了预期效果,可为大规模的作物重金属污染种类判别提供一定的技术支撑。     

供氮和不供氮条件下玉米穗部性状的QTL定位

【目的】分析供氮（+N）和不供氮（-N）2种条件下玉米穗部性状QTL定位结果的差异,挖掘在-N条件下特异表达的主效QTL,为玉米的氮高效分子育种提供理论依据。 【方法】以优良玉米自交系许178（氮高效）×K12（氮低效）衍生的150个F₇代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）为试验材料,在+N和-N 2种处理条件下进行2年的田间试验,对玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和单株产量共5个穗部性状进行表性鉴定。使用基于混合线性模型（mixed liner model,MLM）的最佳线性无偏预测法（best linear unbiased prediction,BLUP）,结合2年的表型数据,估计各家系各性状在不同氮水平下的育种值。然后利用QTL IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）对这5个性状的育种值进行+N和-N条件下的QTL分析。 【结果】玉米的穗长、穗粗和穗行数在不同氮水平下差异不大,而行粒数和单株产量在-N条件下呈现出显著降低的结果。两种氮水平下共定位到20个穗部性状QTL,其中+N条件下定位到11个QTL,包括穗长2个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量5个。-N条件下定位到9个QTL,包括穗长1个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量4个。这些QTL分布在除第2染色体以外的其余染色体上。两种氮水平下定位到5个“一致性QTL”,分别为qEL7a,qED7a,qRNE9b,qGYP1a和qGYP6a,这5个“一致性QTL”具有较高的表型贡献率,在不同氮水平下的贡献率均超过了10.00%。在-N条件下共发现4个特异表达的QTL,分别为qRNE9a,qKNR6a,qGYP3a和qGYP8a,其中qRNE9a和qGYP3a是贡献率超过10.00%的主效QTL。无论是在+N还是-N条件下,都发现了控制不同性状的基因之间紧密连锁或是同一个基因的一因多效现象,这与穗部各性状间的高度相关性表现一致。 【结论】控制玉米穗部性状的基因在不同氮水平下的特异性表达直接导致了玉米穗部性状表型上的差异。5个“一致性”主效QTL和2个在不供氮条件下特异表达的主效QTL,均有利于提高玉米抵抗低氮胁迫的能力。研究中发现的几个控制玉米穗部性状的QTL富集区可能存在一些关键基因,值得进一步研究。     

箭筈豌豆、玉米产量对间作和施氮水平的响应

研究不同施氮水平下箭筈豌豆、玉米产量对单作和间作的响应,对于优化栽培措施、提高作物产量具有重要意义。本试验于2017年在甘肃河西绿洲灌溉区进行,重点研究是不同施氮水平下箭筈豌豆、玉米在单作及间作模式中干物质累积、产量构成、产量表现。结果表明,间作箭筈豌豆干物质累积量与单作相比在不施氮(N0)、减量施氮(N1)和常规施氮(N2)处理下分别提高44.0%、36.7%和37.2%;施氮水平间,间作模式下N1比N2和N0提高9.1%和25.5%,单作模式下提高9.4%和32.1%。间作玉米干物质累积量与单作相比在N0、N1和N2处理下分别提高23.3%、22.5%和23.0%;施氮水平间,间作模式下N1比N2和N0提高9.3%和19.8%,单作模式下提高9.9%和20.7%。间作模式下箭筈豌豆豆荚数和玉米穗数较相应单作分别增加7.6%和14.5%,两者的产量较单作分别提高34.9%和27.0%。由通径分析可知,箭筈豌豆产量决定次序是豆荚数>粒重>单荚粒数,玉米产量决定次序是穗数>粒重>穗粒数。间作结合施氮量240 kg/hm²能获得较高干物质积累量和产量,是河西灌溉区玉米间作箭筈豌豆适宜的施氮水平。     

太空诱变玉米细胞核雄性不育基因与RAPD标记的连锁分析

以姊妹交多代的太空诱变玉米雄性不育材料RP3195(A)×S37(自交系)得到的F2代分离群体(138株)为材料,利用集团分离法(BSA)对太空诱变玉米细胞核雄性不育基因进行了RAPD分析,在152个随机引物中,引物SB SK-14(CCCGCTACAC)和SBSR-3(ACACAGAGGG)分别在可育集团与不育集团之间扩增出多态性产物SBSK-14850、SBSK-14475和SBSR-3400。通过对F2代分离群体中的单株进行连锁分析,初步认为SBSK-14850、SBSK-14475和SBSR-3400与太空诱变玉米细胞核雄性不育基因相连锁,遗传距离分别为49.6,26.6和31.7cM。     

花粉管通道法在单子叶作物遗传转化上的应用

文章综述了花粉管通道法进行遗传转化的发展历程及其在单子叶作物上的应用,对其在遗传转化中所涉及的机理进行了探讨,同时简要介绍了转化的操作步骤及存在的技术问题,并对其应用前景进行了展望。     

基于t分布函数的玉米群体三维模型构建方法

为利用少量实测数据快速构建能够反映因品种、环境条件、栽培管理措施等因素产生形态结构差异的玉米群体三维模型,提出基于t分布函数的玉米群体三维模型构建方法。通过实测数据构建主要株型参数的t分布函数,在其约束下生成群体内各植株主要株型参数,通过构造株型参数相似性度量函数调用玉米器官三维模板资源库中的器官几何模板,结合人工交互或图像提取的各植株生长位置与植株方位平面角2组群体结构信息生成玉米群体几何模型。利用三维数字化仪获取的玉米群体田间原位三维数字化数据所构建玉米群体计算得到的LAI与该方法构建玉米群体计算得到的LAI进行对比验证,结果表明:该方法所生成玉米群体叶面积指数与原位三维数字化数据所构建玉米群体计算得到的LAI相比,误差在±2%以内,可以满足面向可视化计算的玉米结构功能分析研究需求。方法可为玉米株型优化设计、耐密性鉴定、品种适应性评价等虚拟试验研究提供技术手段。