玉米宜粒收品种的选育及种质创新策略

进入21世纪以来,玉米生产方式逐步由人工收获过渡到机械穗收,再到机械粒收,生产上迫切需要适宜粒收玉米品种,因此选育推广宜粒收玉米品种,完成新一代品种更新换代对于保障粮食增产增效、提高玉米生产竞争力和最终实现玉米生产全程机械化具有重要意义。本研究根据前人研究结果总结了宜粒收品种农艺性状及遗传特性,明确了宜粒收玉米品种的关键指标:(1)收获时籽粒含水量低;(2)早熟耐密;(3)抗倒伏(折)和抗病(穗粒腐和茎腐病)。结合育种实践,提出了围绕技术创新、种质创新、杂种优势模式创新选育出宜机械粒收玉米新品种育种策略,期望在育种实践中有所帮助。     

玉米籽粒脱水速率研究进展

籽粒直收技术是当前中国实现玉米全程机械化的"瓶颈"。收获时玉米籽粒含水量偏高是制约该技术应用推广的关键因素。从玉米种质类群、农艺性状入手,综述了影响玉米籽粒脱水速率的各种因素,展望了利用分子标记手段加快材料脱水速率的可能性,以期为脱水快、宜机收玉米品种的选育提供科学依据。前人研究表明,籽粒脱水速率快的玉米品种,其籽粒具有果皮薄、籽粒窄且长,苞叶长度适中,苞叶层数少、苞叶和穗轴脱水速率快等特点。在选育脱水速率快的材料中,分子标记辅助育种具有较大的应用潜力。     

河北省夏玉米机收籽粒技术展望

在近2年河北省夏玉米机收籽粒品种试验和直收试验结果基础上,结合国内外相关研究,分析了河北省夏玉米区玉米机械粒收存在的气候耕作条件限制、机械籽粒直收品种不成熟、籽粒收获机械不过关和烘干设备不够用等制约因素,提出河北省夏玉米区玉米机械粒收技术发展方向和对策,即加快适宜机收玉米品种种质资源创新与新品种选育,分区推进玉米机械籽粒直收,统筹推进"早熟节水小麦+早熟直收籽粒玉米"两早两晚配套技术和探索新的种植模式。     

湖北省夏玉米耐密植宜机收品种筛选与评价

为筛选适宜湖北省密植宜机收夏玉米品种,选用市面上常用的23个玉米品种,设置4000、5000、6000株·(667 m2)-13个密度,通过宜机收相关性状(籽粒含水量、株高、穗位高、倒伏率、茎腐病病株率、产量、穗粒数、苞叶层数等)调查,采用主成分分析、隶属函数分析等方法对其耐密植宜机收潜力进行分析.结果表明,夏玉米11...     

2011—2020年河南省审定玉米品种产量及相关性状演变分析

为了解河南玉米主要农艺性状在产量构成中的相对重要性,以2011—2020年河南省审定的247个普通玉米品种以及当前主推品种的种植情况为研究对象,对审定品种的产量与主要农艺性状之间的关系及演变情况进行相关分析和通径分析。结果表明,河南省审定品种的产量水平稳步提升,种植密度、生育期、穗长、穗行数、千粒重的演变趋势与产量一致,对产量具有较大的直接作用,种植密度和生育期对产量贡献效应最大。但随着种植密度的不断提高,密度成为当前限制玉米产量提高的瓶颈,随着品种的更新换代,选育耐密宜机收品种成为高产品种选育的重点。     

适宜机收玉米品种应具备的农艺性状及育种思路

玉米机收是玉米生产的发展趋势,适宜机收的玉米品种越来越受到农户的青睐。以实际工作经验为基础,从4个方面介绍了适宜机收的玉米品种应具备的农艺性状,从3个方面在大方向上提出了适宜机收玉米品种的育种思路和方法,以期能够指导农户正确选择适宜机收的玉米品种,对宜机收玉米品种的选育能够有所借鉴。     

山西省适籽粒直收玉米品种筛选试验研究

本试验旨在筛选适宜山西春播区种植的适籽粒直收玉米新品种,为实现玉米机收和选育适机收品种提供数据支撑。[方法]试验征集到30个玉米新品种,随机区组排列,间比法设计,全程机械化管理,比较鉴定农艺性状、产量性状差异。[结果]试验结果表明,‘和育301’全生育期118天,收获时籽粒含水量17.2%,产量比对照增产5.7%,符合机收籽粒玉米审定标准,其他各参试品种尚未达到最理想的机收要求。玉米产量与生育期长短、籽粒含水量关系密切,如何平衡机收籽粒性能与生育期、籽粒含水量、产量的关系,筛选出适机收籽粒的玉米品种,还需要做多年多点的深入研究。[结论]适籽粒直收玉米品种的选育与筛选,需要在保证产量的基础上,着重选育生育期适中、籽粒脱水快、抗倒伏的品种。     

玉米品种性状与机械化收获

笔者在近年玉米机收过程中发现,制约当地玉米机收的主要问题是掉穗、漏籽和烂粒。要解决这些问题除了收获机械有待改进提高外,玉米品种性状是否有利于机械收获也是不可忽视的重要因素。     

山西省玉米适籽粒直收品种筛选试验研究

本试验旨在筛选适宜山西春播区种植的适籽粒直收玉米新品种。试验征集到30个玉米新品种,随机区组排列,间比法设计,全程机械化管理,比较鉴定农艺性状、产量性状差异。试验结果表明,‘和育301’全生育期118天,收获时籽粒含水量17.2%,产量比对照增产5.7%,符合机收籽粒玉米审定标准,其他各参试品种尚未达到最理想的机收要求。玉米产量与生育期长短、籽粒含水量关系密切,如何平衡机收籽粒性能与生育期、籽粒含水量、产量的关系,筛选出适机收籽粒的玉米品种,还需要做多年的深入研究。适籽粒直收玉米品种的选育与筛选,需要在保证产量的基础上,着重选育生育期适中、籽粒脱水快、抗倒伏的品种。     

玉米机播机收质量效果试验研究

以具有机械化生产潜力的 5 个玉米品种为试验材料,研究不同机播密度对玉米机械播种质量、机械粒收质量和产量的影响,以期为西南地区玉米机械播种和机械粒收技术的推广提供参考和依据。结果表明：调整机播密度影响机械播种和机械粒收质量效果,机械播种的密度调得越高,粒距合格指数变低,重播和漏播的可能性越大,播种均匀性变差,播种质量越易受影响;但破碎率和杂质率有降低趋势,产量损失率和籽粒含水量有所增大。在实际生产中,需要根据玉米品种的特点,配套或改良播种机型,调节适宜的机播密度来提高机械播种质量和机械粒收质量。综合机播质量、机收质量和产量,先玉 1171 品种比较耐密植,宜机播、宜机收。     

鹤壁市粮食耕地人口承载力评价

土地承载力评价是优化国土空间开发格局,制定经济社会发展政策的基础,而耕地是土地的精华,其产品——粮食在人类生存发展中有着更为基础的作用,我国人多、地少、粮紧,粮食安全问题始终是重大战略问题,开展耕地人口承载力研究有着重要意义。近年来,随着人口增加、经济社会发展、生活水平提高,鹤壁市人地关系发生了显著变化。[方法]本文借助土地资源承载力模型分析了鹤壁市耕地人口承载力现状,[结果]发现2006-2016年耕地粮食产量能够完全满足全市人口需求,并有一定盈余；对于2017-2030年耕地人口承载力状况,本文设定了温饱型、小康型、富裕型三种消费标准,通过对人口、耕地变化趋势的线性回归分析,发现在温饱水平、小康水平下耕地不超载,而在富裕水平下轻微超载,[结论 ]此分析说明未来一个时期保护耕地数量、提高耕地质量仍然具有重大的现实意义。     

氮磷钾肥优化配施对冬小麦产量与养分吸收利用的影响

为探究氮磷钾肥优化配施对冬小麦产量、养分吸收和积累以及利用特性的关系,推动高产高效施肥,于2017—2018年在河南省的鹤壁市和焦作市同步开展冬小麦田间试验,分析不施肥(CK)、磷钾肥配施(CF-N)、氮钾肥配施(CF-P)、氮磷肥配施(CF-K)、氮磷钾肥优化配施(CF)、控释尿素与普通尿素1:1配施(CRU)和农民习惯施肥(FP)对冬小麦产量、地上部养分积累和吸收利用效率的影响。结果表明,CF能显著提高冬小麦产量,其两地产量平均值分别较CK和FP提高30.27%和6.50%;与FP相比,焦作市CF的氮、磷、钾素积累量分别提高20.69%、1.03%和23.16%,鹤壁市则分别提高9.99%、3.27%和13.88%;两地CF氮、磷、钾肥利用率较CRU分别平均提高9.57、7.17和9.83个百分点,农学效率分别平均提高0.85、2.20和2.25个百分点。综上,采用氮、磷、钾肥用量分别为240、105、90 kg/hm²,并按照基肥与拔节肥1:1配施的CF处理可显著提高冬小麦产量及养分吸收利用效率。     

79个铁线莲品种花粉育性分析

铁线莲享有"藤本皇后"的美誉,是优异的垂直绿化材料。本研究以79个铁线莲栽培品种为试材,通过0.5%TTC法和I2-KI法两种方法测定铁线莲品种的花粉量和花粉活力,并比较栽培品种之间的差异。结果表明:两种方法测定花粉量差异不显著,测定花粉活力差异显著,TTC法测量花粉活性均值高于I2-KI法并成为铁线莲栽培品种花粉活力检测的最佳方法。铁线莲品种间花粉量差异显著,品种间变幅为0~241粒,平均花粉量为118粒,以48粒花粉量为级差,栽培品种可分为5类群。铁线莲品种花粉均具活力,其花粉活力变幅为2.8%~78.4%,萌发率最高为78.4%(C.’Doctor Ruppel’),最低为2.8%(C.’Purpurea Plena Elegans’),铁线莲品种群间花粉活力排序为早花大花组>晚花大花组>其他基因型,本研究可为铁线莲杂交育种亲本选配等研究提供科学依据。     

谷子(Setaria italica)DNA甲基化修饰相关酶类基因的进化及表达分析

为系统研究谷子(Setaria italica)参与DNA甲基化修饰相关酶类的编码基因,本研究以测序品种‘豫谷1’为材料,水稻(Oryza sativa L.) DNA甲基化修饰相关酶类基因作为参考,运用序列比对和系统进化树构建的方法,得到13个参与谷子DNA甲基化修饰相关的酶类基因,这些基因与水稻的相应基因相似度为64%~80%。谷子与水稻中DNA甲基化修饰相关酶类基因在系统进化树上主要分成了三个进化枝,并且同功的DNA甲基化修饰相关酶类基因在分枝上彼此相邻。同时,实时荧光定量PCR筛选出13对在谷子中能成功扩增的引物,并对实时荧光定量PCR的程序进行确立和优化。本研究为深入开展谷子的表观遗传学研究提供了科学依据。     

棉花CML基因家族成员鉴定与功能分析

【目的】类钙调素(Calmodulin-like,CML)蛋白是1种重要的Ca2+传感器,在调节植物应激反应机制中起重要作用。对CML基因家族进行全基因组学分析,以便深入研究CML基因在棉花逆境胁迫下的作用。【方法】利用生物信息学的方法进行了棉花CML家族成员的鉴定。利用转录组数据和反转录聚合酶链式反应分析陆地棉(Gossypium hirsutum L.)CML基因在盐胁迫下的表达模式。利用病毒诱导基因沉默技术对GhCML44-2基因进行沉默并进行功能验证。【结果】在陆地棉(Gossypium hirsutum L.)、雷蒙德氏棉(G. raimondii Ulbrich)、亚洲棉(G. arboreum L.)中分别获得了154个、74个、78个CML蛋白。进化树和保守基序分析表明,GhCML蛋白分为8个亚类,都含有保守的EF-hand结构域;在盐胁迫下,107个GhCML基因在叶和根中有显著的差异表达,且在根和叶中的差异表达模式不同。启动子分析表明,这些基因启动子中存在多种不同的胁迫响应元件;利用病毒诱导基因沉默技术成功沉默GhCML44-2的棉株相较于对照更加不耐盐。【结论】该研究结果有助于了解棉花CML基因家族的进化与功能,为后续研究其功能提供了一定的理论依据。     

基于SNP标记的大麦遗传多样性与群体遗传结构分析

为了评价大麦种质组合的配制,本研究对384份不同来源大麦种质资源的农艺性状和遗传背景进行分析,并选取了分布于大麦7条染色体上具有多态性的6 454个SNP标记进行群体遗传结构分析,结果表明:(1) 384份参试大麦种质资源的6个农艺性状中,除分蘖数外,其他性状表现基本接近正态分布。6个参试农艺性状统计量指标在环境、基因型、基因型与环境互作效应方面均达到极显著水平(p<0.01)。(2) SNP标记基因分型共分为8种类型。其中A/G类型的最多为2 386个;T/A类型的最少,为104个。平均各条染色体上分布922个,其中4H染色体上最多,为1 288个;1H染色体最少,为642个。(3)遗传结构分析结果显示,384份参试材料分为3个亚群,第1亚群有48份材料,第2亚群有149份材料,第3亚群有187份材料。本研究结果为分子标记辅助育种提供科学依据。     

中华猕猴桃‘金阳’果实生长发育动态分析

研究南京地区‘金阳’猕猴桃果实发育规律,为其在南京及其周边地区的推广及优质丰产提供理论依据。以5年生‘金阳’猕猴桃为试验材料,定期观察并记录‘金阳’猕猴桃从坐果到成熟软化过程中的鲜重、干重、纵横径、种子发育和果肉颜色等形态指标,并测定可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、有机酸、维生素C、叶绿素和类胡萝卜素等含量。结果表明,‘金阳’猕猴桃花后0～40 d果实迅速膨大,鲜重快速增加;花后20～116 d干物质不断积累;花后83 d种子开始变黑,花后97 d种子完全变黑成熟。‘金阳’果实成熟前,可溶性固形物变化幅度较小,可溶性糖含量呈上升趋势,维生素C和可滴定酸均呈先上升后下降的趋势,有机酸中奎宁酸、苹果酸、柠檬酸的含量较高。‘金阳’花后138～154 d,果实达到可采收状态。果实采收后,硬度迅速下降,并且类胡萝卜素/叶绿素的比值升高,果肉颜色由绿色转为黄绿色,再变为黄色。南京地区可食用状态下‘金阳’猕猴桃单果重为80.5 g,果肉金黄色,维生素C的含量为129 mg/100 g,可溶性固形物的含量为14%,可滴定酸的含量为1.4%,果实经济性状良好,因此‘金阳’猕猴桃适宜在南京地区推广。     

基于RNA-seq的铁线莲转录组信息分析

本研究首次采用高通量测序技术对同一株上三种不同花被类型的铁线莲'薇安'进行了转录组测序,构建了铁线莲的cDNA文库,并对转录组数据进行过滤及拼接、功能注释、基因的差异表达分析等。通过转录组测序,一共获得了 146 036条序列,99 652个Unigene基因,长度分布在201-14 638 bp之间,平均长度977 bp。对聚类后得到的Unigene进行同源搜索和功能注释,共9 133个Unigene与七个数据库(NR, GO,NT, Pfam, KEGG, KOG, Swissprot)均具有同源性,占总数目的9.16%。经SSR位点查找与分析,从检测到的99 652个序列总数中识别出23 035个SSR位点,包含序列的SSR的数量有18 243个,总长为129 654 975 bp 该研究结果可为铁线莲'薇安'不同花被类型的差异基因表达及筛选和探究重被花形成的分子机制提供了科学依据。     

长筒石蒜类胡萝卜素裂解双加氧酶基因LlCCD4的克隆与表达

长筒石蒜(Lycoris longituba)是石蒜属植物,为中国特有的观赏花卉,具有极高的观赏价值也是石蒜属少有的香花品种,然而目前尚未有关于其花香方面的报道。故本研究以长筒石蒜花瓣为材料,在长筒石蒜中开展了花香基因CCD4的研究。利用课题组已获得的长筒石蒜花瓣转录组数据库,我们筛选到1个与拟南芥CCD4基因同源性最高的序列,并克隆得到了其完整的编码区,命名为LlCCD4。该基因编码区全长为1 815 bp,编码604 aa,蛋白质分子量约为66.20 kD,理论等电点为6.43,属于酸性不稳定的疏水性蛋白,且具有CCD4基因共有的保守结构域。进化分析进一步表明该基因为CCDs基因家族中的CCD4成员,与单子叶植物番红花中的CCD4基因具有较高的同源性。实时荧光定量分析证实该基因在长筒石蒜的盛花期即长筒石蒜花瓣最香的时期表达量最高。本研究将有助于揭示长筒石蒜花香形成的分子机理,并为石蒜属植物花香改良提供基因资源。     

文冠果种仁油脂脂肪酸形成的多基因协同调控

文冠果是中国北方重要的木本油料树种,种仁油脂富含油酸、亚油酸,特别是含有3%～5%其他食用植物油缺乏的神经酸。为探讨文冠果种仁油脂脂肪酸形成的基因调控机制,以品系‘12-03’4个不同发育期(6月22日, 7月6日, 7月19日, 8月1日)的种仁为材料,利用GC-TOF/MS (气相色谱飞行时间质谱)方法测定种仁油脂脂肪酸组份及不同组份的相对百分比;利用q RT-PCR分析种仁油脂脂肪酸形成相关基因KAR、EAR、HAD、FATA、FATB、SAD、FAE1、KCR、HCD、ECR、FAD2和FAD3的表达模式;分析不同基因表达对种仁油脂脂肪酸形成积累的影响。结果表明:(1)品系‘12-03’种仁成熟期油脂中油酸占29.87%、亚油酸占42.96%、神经酸占3.27%;种仁发育期间,油酸含量呈一直上升趋势,亚油酸含量呈先下降后上升趋势,神经酸呈先上升后下降趋势。(2) KAR、HAD和EAR基因的高表达协同FATA和FATB基因的低表达,为文冠果种仁油脂碳十八以上不饱和脂肪酸的形成积累提供了充足硬脂酸合成前体C16:0-ACP。(3)种仁成熟期前的SAD基因高表达催化硬脂酸快速去饱和为油酸,为C18:1以上不饱和脂肪酸形成提供了充足底物。(4)不同发育期种仁中FAE代谢通路的FAE1和KCR基因表达量均较低,HCD基因表达量在种仁成熟期前呈快速上升趋势;HCD基因是文冠果神经酸合成FAE代谢通路上的关键基因。(5)种仁发育期FAD2基因的持续高表达和FAD3基因的持续低表达促成种仁高积累亚油酸和低积累亚麻酸。SAD和FAD2基因的协同高表达促成文冠果种仁油脂富含油酸和亚油酸,而种仁成熟前期不断上升的HCD基因表达量促进了神经酸的合成积累。这不仅可为进一步理解文冠果种仁油脂脂肪酸合成积累的基因调控提供理论依据,而且对木本油料脂肪酸的遗传改良具有重要意义。