Comparison of Salt and Drought‐Stress Effects on Maize Growth and Yield Formation with Regard to Acid Invertase Activity in the Kernels

The long‐term effects of salt stress (11 dS m^?1) and drought stress (35 % WHC) were investigated for two maize genotypes, focusing on the relation between metabolic changes around the time of pollination and the impact on yield determinants at maturity. The relatively salt‐resistant hybrid Pioneer 3906 and the relatively drought‐resistant hybrid Fabregas were compared. The experiments were conducted in large plastic containers in a vegetation hall in two consecutive years (2011 and 2012). Plant height and leaf area were significantly reduced under both stress conditions. The transpiration rate was only slightly reduced under drought stress; but under salt stress, a significant reduction occurred 40–53 days after sowing. As a significant increase in sucrose concentrations was observed in the salt‐treated maize kernels 2 days after pollination, the availability of assimilates was not limiting and the plants could afford to save water by reduced stomatal opening. Although under both stress conditions the soluble acid invertase activity was reduced 2 days after pollination, concomitantly, an increase in hexose concentrations was observed. Thus, in these experiments, the delivery of hexoses by acid invertase activity did not limit kernel development. Differences in grain yield at maturity between salt and drought stress were most likely caused by salt‐specific effects (Na⁺ toxicity), Fabregas being more affected than Pioneer 3906.     

基于气象-生理的夏玉米作物系数及蒸散估算

准确估算作物系数对预测作物实际蒸散量和制定精准的灌溉计划至关重要。为反映作物逐日作物系数变化,综合考虑气象和生物因子对作物生长的共同影响,采用五道沟水文实验站大型蒸渗仪夏玉米实测蒸散及气象数据,基于地温及叶面积指数建立了气象-生理双函数乘法模型,并结合梯度下降法对模型进行了精度优化。结果表明,在整个玉米生长期中,作物系数实测值和计算值平均绝对误差为0.12,均方根误差为0.15,相关性为0.91,蒸散量实测值与计算值平均绝对误差为1.0 mm/d,均方根误差为4.5 mm/d,相关性为0.75。该模型计算的全生育期蒸散量准确率(误差在2～3 mm/d以内)相比使用联合国粮农组织(FAO)推荐的作物系数计算所得准确率提高了3倍以上,可更精确用于作物系数及蒸散量计算。     

玉米霜霉病的侵染途径及防治措施

系统综述了玉米霜霉病的症状表现、发生规律和防治措施等方面的研究进展.加强进境植物检疫、及时清除病残体和选育高抗的玉米品种是防治玉米霜霉病的重中之重.     

仿生法评定抗草甘膦玉米和转Bt基因玉米的酶水解物能值的研究

本试验旨在分析抗草甘膦玉米和转Bt基因玉米原料及饲粮与同源非转基因玉米原料及饲粮体外总能消化率以及酶水解物能值,为转基因玉米的营养实质等同性仿生评定方法的研究提供参考。试验采用单因素完全随机设计,使用单胃动物仿生消化系统模拟饲料原料和饲粮在鸡胃肠道的消化过程,分析同源非转基因玉米、抗草甘膦玉米和转Bt基因玉米以及对应的3种玉米-豆粕饲粮在不同体外模拟消化阶段的干物质消化率、总能消化率和酶水解物能值的差异。结果表明:同源非转基因玉米、抗草甘膦玉米和转Bt基因玉米以及对应饲粮在常规概率成分含量上是相似的。抗草甘膦玉米及饲粮与同源非转基因玉米及饲粮相比,在干物质和能量胃消化率、全消化道消化率及酶水解物能值上均没有显著差异(P0.05)。转Bt基因玉米全消化道总能消化率低于同源非转基因玉米(P=0.03,变异系数=0.50%),对应玉米饲粮的酶水解物能值则高于同源非转基因玉米饲粮(P=0.02,变异系数=1.12%),但均处于仿生消化系统测试的误差范围内(变异系数≤1.64%)。由此可见,抗草甘膦玉米的酶水解物能值与同源对照玉米没有差异,而转Bt基因玉米存在统计学意义上的差异,但所有的测值均处于仿生消化系统的测试误差之内。仿生法发现的差异是否具有生物学意义有待体内试验验证。仿生法可为转基因饲料营养等同性研究提供一种新方法。     

密度和播期对杂交玉米遵糯4号鲜穗数的影响

采用206最优回归设计方案,研究了不同密度和播期对遵糯4号鲜穗数的影响。结果表明:在试验设置的密度和播期范围内,随二因素升高,鲜穗数先升后降。综合考虑,密度在55 500~64 500株/hm2、播期在4月12—18日水平区间内,有利于遵糯4号鲜穗数的提高。     

秸秆生物炭对黄土区农田土壤养分和作物生长的影响

旨在探索生物炭对黄土区农田的具体应用效果。采用大田试验，在不施氮肥和施氮肥(187.5 kg/hm2)处理下，分别设计了不同生物炭用量(0、6、12、24、48 t/hm2)试验，来观察对黄土高原农田土壤养分和玉米生长的影响。结果发现：当施入187.5 kg/hm2氮肥时，24~48 t/hm2范围内的生物炭施用量对土壤养分促进作用效果最佳，其中48 t/hm2时全氮超出对照26.6%，碱解氮可超过对照约27.67%；6~12 t/hm2的范围时，玉米茎粗、叶绿素在生长中期均相对处于优势，且玉米养分含量和产量结果优于生物炭量大的处理。不施氮的情况下，生物炭也可促进土壤和玉米籽粒养分的积累。其中6~12 t/hm2时，土壤和玉米籽粒养分含量相对较高；24~48 t/hm2时玉米产量结果最佳，比对照高1468.2 kg/hm2，约13.39%。结果表明，生物炭的添加对土壤的养分影响较大，且一定程度上依赖于氮肥的投入情况。     

玉米茎秆抗倒伏遗传的研究进展

茎秆倒伏严重影响玉米产量、品质和机械化收获,是当前玉米生产和育种亟待解决的主要问题之一。加强对玉米茎秆抗倒伏性的研究,对提高品种抗倒伏能力具有重要意义。本文综述了玉米茎秆倒伏的主要影响因素及其遗传特征。茎秆倒伏与茎秆自身的强度密切相关。茎秆强度越高,抗倒伏性越强。茎秆强度受茎秆所处的发育阶段、茎秆内部结构和外部形态,及其细胞壁成分等影响。处于分生组织的茎秆细胞分裂旺盛,较易折断,而进入生殖生长后,茎秆表皮、厚壁组织增厚,维管束发育成熟,对茎秆的支撑作用增强。茎秆细胞壁的主要成分——纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖、无机物等均可提升茎秆强度。目前,研究者借助高通量表型平台,利用玉米连锁群体和自交系群体,采用各种定位方法,鉴定到一系列影响茎秆形态、强度、细胞壁成分的相关QTL和候选基因。研究表明,基于单倍型的QTL定位方法比基于单个SNP的定位效果好。一致性QTL分析将不同遗传群体的研究整合到一起,能够提高QTL结果的通用性。茎秆强度的遗传基础复杂,受微效多基因控制,位点间具有加性效应。茎秆成分QTL中的候选基因涉及细胞壁代谢、转录因子、蛋白激酶等。MAIZEWALL是玉米细胞壁相关基因的重要数据库。目前该数据库包含1 156个玉米细胞壁生物学相关的候选基因,为该领域的深入研究提供强大的资源。已鉴定到一系列影响玉米茎秆细胞壁成分、茎秆形态和强度的基因,其功能涉及纤维素合成路径,如纤维素合成酶类、Cobra类、糖基转移酶和核糖转运蛋白类;苯丙烷路径基因,如控制bm1—bm5的相关基因;植物激素类,如赤霉素、生长素、油菜素甾醇相关基因;转录因子如NAC、MYB;miRNA（ZmmiR528）以及F-box基因（stiff1）等。今后应积极探索不同发育时期玉米茎秆倒伏的力学机制;广泛发展自然群体或育种群体进行遗传分析;采取多种定位策略,提高抗倒伏相关基因鉴定的功效;针对优良等位基因,开发各类分子标记,加强抗倒伏分子标记辅助选择。本文将为玉米茎秆抗倒伏遗传机制解析及抗倒伏玉米品种的分子育种提供参考。     

基于机载LiDAR数据的玉米叶面积指数反演

以机载LiDAR离散点云数据为数据源,基于植被冠层孔隙率与叶面积指数的关系,提出一种反演大田玉米叶面积指数的方法。对反演LAI和实测LAI进行对比分析,结果表明:基于Axelsson改进的不规则三角格网加密方法可以将地面点和非地面点分开,结合高分辨率影像能够提取出玉米冠层点云;基于孔隙率反演LAI,尼尔逊参数的选择对结果影响很大,利用扫描天顶角模拟尼尔逊参数,LAI反演结果接近于真实情况。利用机载LiDAR点云数据能精确地反演大田玉米LAI,该研究方法适用于中等高度的农作物,可以扩展到甜菜、甘蔗等其他中等高度农作物。     

玉米粒重一致性QTL整合图谱的构建及元分析

为进一步研究候选基因发掘、克隆以及基因组结构,在生物信息学基础上,利用公共网络资源上已发表的149个玉米粒重相关QTL位点信息,初步探讨了玉米粒重"一致性"QTL发掘。结果表明:构建出一个包含了80个玉米粒重QTL位点的整合图谱,并在第7染色体上确定出一个"一致性"QTL,由标记bcd349和gpm760a界定,置信区间为463.29~505.50,间距42.21cM。     

2019年天津市全株玉米窖贮前营养品质调研

为加强青贮玉米贮前品质调控,实现全株玉米青贮品质全面提升,试验在已有青贮后品质调研的基础上开展贮前青贮玉米品质调研工作。试验采集天津市22个奶牛养殖场共55个批次的窖贮前的青贮玉米,进行粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、淀粉等营养指标分析。结果显示,天津市青贮玉米窖贮前干物质含量21.06%~43.85%、粗蛋白含量6.14%~10.09%、酸性洗涤纤维含量20.92%~30.41%、中性洗涤纤维含量34.38%~40.90%、淀粉含量18.74%~35.85%。根据国标青贮玉米品质分级,青贮玉米品质综合等级为一级和二级的占比58.18%,说明大部分牧场青贮玉米综合品质控制良好,但仍有部分奶牛养殖场在青贮玉米窖贮前品控方面有较大提升空间。