硅藻土对5种储粮害虫和不同磷化氢抗性水平杂拟谷盗防治效果的研究

为初步了解硅藻土对储粮害虫的防治效果以及与害虫磷化氢抗性发生发展的关系, 本研究采用直接拌粮法(设置剂量梯度为0?0.2?0.4?0.6 g/kg和 0.8 g/kg)测定硅藻土对赤拟谷盗?杂拟谷盗?锈赤扁谷盗?谷蠹?玉米象的防治效果, 以及磷化氢抗性杂拟谷盗(抗性倍数为 2.3~144.7)对硅藻土的敏感性差异; 除此之外, 本研究还分析了0.4 g/kg硅藻土在 4 种粮食(小麦?玉米?大豆?稻谷)中对赤拟谷盗的杀虫效果?研究结果表明:一定剂量(0.2~0.8 g/kg)的硅藻土均能够在一定时间内有效杀死上述 5种储粮害虫, 不同储粮害虫对硅藻土的敏感性存在显著差异(P<0.05), 其中杂拟谷盗对硅藻土的耐受性最强, 玉米象对硅藻土最为敏感?除个别品系外, 不同磷化氢抗性品系的杂拟谷盗对硅藻土的敏感性不存在显著差异(P>0.05), 且与磷化氢抗性无关; 硅藻土在不同粮食中对害虫的作用效果存在显著性差异(P<0.05)(处理 7 d后, 死亡率为 13%~98%), 其中在大豆中对赤拟谷盗的杀虫效果最强, 在玉米中对其作用效果不明显?因此本研究得出结论:硅藻土对主要储粮害虫均具有一定的防治作用, 且对抗磷化氢的杂拟谷盗具有良好的致死效果?因此, 硅藻土具备成为储粮害虫防治及其磷化氢抗性治理药剂的潜力?     

草地贪夜蛾对小麦和玉米的产卵选择性及其种群生命表

为明确草地贪夜蛾对小麦的产卵选择性及其是否对小麦安全生产构成威胁,本研究以玉米和小麦作为测试寄主,比较分析了草地贪夜蛾对两种作物不同部位的产卵选择性,并利用两性生命表方法研究了取食小麦、玉米对其生命参数的影响。结果表明:草地贪夜蛾更喜欢在玉米上产卵,其在玉米、小麦叶片、玉米和小麦茎秆上的产卵量存在显著差异(df=102,F=15.593,P<0.05),以玉米叶片背面卵块数量(7.11±1.55)块/笼最高;草地贪夜蛾取食小麦可以完成生活史,但幼虫存活率、化蛹率、羽化率和世代存活率低于取食玉米。取食玉米的幼虫发育历期为(16.31±0.15)d,显著高于取食小麦的(14.66±0.12)d,蛹期、蛹重、产卵前期、成虫寿命和世代周期无显著差异。取食小麦羽化出的雌虫寿命、平均单雌产卵量显著高于取食玉米,分别为(16.39±0.40)d、(976.31±57.21)粒和(14.64±0.32)d、(831.57±30.55)粒。生命表参数显示取食玉米的净增殖率为363.14,显著高于小麦的258.63,但内禀增长率、周限增长率和平均世代周期无显著差异。研究结果为草地贪夜蛾在小麦上的预测预报和有效防控提供了基础数据。     

玉米北方炭疽病研究进展

 玉米北方炭疽病是一种世界性玉米病害,也是中国北方玉米产区的主要病害之一。本文主要就该病害名称由来、田间症状特征与鉴定、致病菌生物学特性、致病力分化、遗传转化与靶基因敲除方法、影响发病条件、品种抗病性鉴定与抗病性遗传和防治方法等方面进行了综述,以期为玉米北方炭疽病防控技术提供参考。     

PEG胁迫下春小麦萌发期抗旱指标的遗传力

为探索干旱胁迫对春小麦萌发期生长的影响,筛选春小麦萌发期抗旱性指标。以宁夏灌区和雨养区的2种粒色（红皮和白皮）40份春小麦的抗旱品系为试验材料,研究PEG-6000模拟干旱胁迫对胚根长、胚根数、胚芽鞘长和一叶长的影响。利用广义遗传力分析法,筛选春小麦萌发期抗旱性指标。胚根长的广义遗传力最高,均大于0.55,遗传力的控制程度稳定。雨养区的红粒种子胚根长的遗传力高达0.95;雨养区的红粒种子的胚芽鞘长的广义遗传力最高,达0.94,但其遗传力控制程度不稳定,最低遗传力仅为0.06;胚根数和一叶长的遗传力很低,且控制程度极不稳定。春小麦萌发期胚根长的广义遗传力最高,控制程度稳定。其次是胚芽鞘长,但其遗传力的控制程度不稳定。胚根长可作为春小麦萌发期的抗旱指标鉴定抗旱材料,以胚芽鞘的长度为参考值。     

大型薄壳制件真空辅助树脂传递模塑工艺充模方案仿真分析及优化

针对大型树脂基复合材料制件不适于用实验试错法进行充模方案设计的问题,在分析树脂流动规律的基础上将大型薄壳件的求解区域分解,仿真分析了不同充模方案下树脂在纤维中的流动行为和模腔内压力变化,提出在制件填充面积等分处设置流道的方法,选择和优化大型薄壳制件的充模方案。结果表明:①对于不便进行实验试错法进行真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺充模方案设计的大型薄壳制件,可以采用数值模拟的方式,以达西定律、能量守恒定律等为计算依据,求解压力场和速度场,对比不同仿真方案的充模时间等数据合理安排注胶方式方法,指导VARTM工艺制备大型复合材料制件合理安排注胶方式,提高生产率、减少因树脂浸润不均匀产生的缺陷。②对于大型薄壳类制件,忽略厚度方向尺寸,影响充模时间的主要因素为流道长度和树脂流动距离。选取尽可能长的注胶流道,合理设置流道位置以减少树脂流动的距离;长流道可以增加树脂瞬时注入量、提高较长时间的压力差;而树脂流程越长,树脂前锋处压力损失越大,流速越慢。③试验提出了制件填充面积等分处设置流道的方法。将大型薄壳工艺制件充模面积等分,注胶流道布置在垂直于制件长度方向的面积等分线上,可缩短充模时间并减少制件两端的树脂富集现象。对于较狭长部分可再次进行面积等分设置流道,以免造成树脂流程过长压力流失过多;而对于较宽阔部分不宜设置过多流道以免树脂前锋稳定前互相接触造成制件充模不均匀。     

Maize/peanut intercropping increases photosynthetic characteristics, ~(13)C-photosynthate distribution,and grain yield of summer maize

Intercropping is used widely by smallholder farmers in developing countries to increase land productivity and profitability. We conducted a maize/peanut intercropping experiment in the 2015 and 2016 growing seasons in Shandong, China. Treatments included sole maize(SM), sole peanut(SP), and an intercrop consisting of four rows of maize and six rows of peanut(IM and IP). The results showed that the intercropping system had yield advantages based on the land equivalent ratio(LER) values of 1.15 and 1.16 in the two years, respectively. Averaged over the two years, the yield of maize in the intercropping was increased by 61.05% compared to that in SM, while the pod yield of peanut was decreased by 31.80% compared to SP. Maize was the superior competitor when intercropped with peanut, and its productivity dominated the yield of the intercropping system in our study. The increased yield was due to a higher kernel number per ear(KNE). Intercropping increased the light transmission ratio(LTR) of the ear layer in the maize canopy, the active photosynthetic duration(APD), and the harvest index(HI) compared to SM. In addition, intercropping promoted the ratio of dry matter accumulation after silking and the distribution of ~(13) C-photosynthates to grain compared to SM. In conclusion, maize/peanut intercropping demonstrated the potential to improve the light condition of maize, achieving enhanced photosynthetic characteristics that improved female spike differentiation, reduced barrenness, and increased KNE. Moreover, dry matter accumulation and ~(13) C-photosynthates distribution to grain of intercropped maize were improved, and a higher grain yield was ultimately obtained.     

川北地形过渡带地形因子对土地利用与景观格局变化的影响

[目的]基于地形特征分析不同用地类型时空分布变化,不仅能解释土地利用时空变化规律,并能更进一步为优化土地利用结果,生态环境保护奠定基础。[方法]基于四川省北部江油市2003,2010,2018年3期遥感影像,运用土地利用转移矩阵法,分析不同用地类型之间的转化情况;接着利用地形位指数法、分布指数法,分析地形因子影响下不同用地类型分布指数变化特征;之后利用移动窗口法,探究景观格局中斑块密度与Shannon多样性指数时空变化规律;最后结合双变量空间相关性分析,分析地形因子与景观指数间的空间相关性特征。[结果](1)在2003—2010年期间,水田面积减少最多(减少面积2 238.98 hm~2),建设用地面积增加最多(面积增加3 360.36 hm~2);在2010—2018年期间,水田面积减少1 175.84 hm~2,建设用地面积增加1 614.78 hm~2;2003—2010年期间江油市土地利用的变化量整体高于2010—2018年。(2)北部山区主要由旱地转移为林草地,南部平原地区主要为水田转移为建设用地,中部丘陵区域旱地和水田相互转化强烈。(3)随时间变化,旱地和未利用地优势等级向中地形位等级靠拢;低地形位等级上建设用地、水田和水域优势度逐渐降低,并具有优势等级向较高地形位等级扩展趋势。(4)山区河流沿岸以及山地平原交汇处斑块密度与Shannon多样性指数较高,且呈线性分布;随时间变化,丘陵区域斑块密度增加,主城区附近Shannon多样性指数呈下降趋势。(5)高—高聚集区主要表现为向山地丘陵交汇处聚集;城区附近景观指数因受其他因素影响较多,导致该区域景观指数与地形位指数呈现出不显著相关性。[结论]在地形过渡带区域,不同地貌对于各类用地变化的影响在时空上存在差异性,其地形因子与景观指数的空间相关性差异明显。     

秸秆还田配施腐熟剂对砂性土壤性质及滴灌玉米生长的影响

为探究秸秆还田配施腐熟剂对宁夏扬黄灌区土壤改良和玉米增产的效应,在秸秆还田条件下施用3种不同腐熟剂[生物秸秆速腐剂(SR+BS)、EM菌秸秆腐熟剂(SR+RJ)、有机废物发酵菌曲(SR+OW)],以秸秆还田不施腐熟剂处理为对照(CK),研究其对秸秆生物失重率、砂性土壤理化性状和滴灌玉米生长及产量的影响。结果表明,3种腐熟剂均能有效促进玉米秸秆腐解,其中SR+RJ的秸秆腐解程度最佳,翻埋130 d后其秸秆生物失重率为49.9%,SR+OW和SR+BS次之,3种处理分别较CK显著提高7.1、5.7、5.2个百分点。SR+RJ对改善0~40 cm土层土壤容重效果最佳,较CK显著降低4.2%,同时显著提高了耕层土壤有机质和速效养分含量及生育中后期土壤贮水量,SR+OW和SR+BS次之。施用秸秆腐熟剂能明显促进玉米生育中后期植株生长,其中SR+RJ最佳。SR+RJ和SR+OW对玉米增产增收效果最明显,分别较CK显著增产26.9%、23.4%,显著增收28.8%、23.4%。可见,秸秆还田配施腐熟剂可有效促进玉米秸秆腐解,改善土壤理化性质,促进玉米生长发育,显著提高作物产量与经济效益,以EM菌秸秆腐熟剂效果最佳。本研究为宁夏扬黄灌区还田后促进秸秆腐熟和砂性土壤培肥及玉米高产提供了技术参考。     

Functional polymorphism among members of abscisic acid receptor family(ZmPYL) in maize

Pyrabactin resistance 1-like proteins(PYLs) are direct receptors of abscisic acid(ABA). For the redundant and polymorphic functions, some members of the PYL family interact with components of other signaling pathways. Here, 253 positive colonies from a maize cDNA library were screened as interacting proteins with the members of ZmPYL family. After sequencing and function annotation, 17 of 28 interaction combinations were verified by yeast two-hybrid(Y2 H). The germination potential, taproot length and proline content of a quartet mutant of Arabidopsis PYL genes were significantly deceased comparing to the wild type(WT) under alkaline stress(pH 8.5) and 100 μmol L–1 methyl jasmonate(MeJA) induction. The malondialdehyde(MDA) content was significantly increased. After germinating in darkness, the characteristics of dark morphogenesis of the quartet mutant seedlings were more obvious than those of the WT. The differential expression of the related genes of photomorphogenesis in the mutant was much more than that in the WT. Three light and two JA responsive cis-affecting elements were identified during the promoter sequences of the AtPYL1 and AtPYL2 genes. These results suggested that functional polymorphism has evolved among the members of ZmPYL family. In response to developmental and environmental stimuli, they not only function as direct ABA receptors but also interact with components of other signaling pathways mediated JA, brassinosteroid(BR), auxin, etc., and even directly regulate downstream stress-related proteins. These signaling pathways can interact at various crosstalk points and different levels of gene expression within a sophisticated network.     

利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。