植物防御素D1基因种子特异表达载体构建及在玉米中的转化

以绿豆基因组DNA为模板,通过PCR技术扩增了绿豆防御素D1基因序列,与GenBank中绿豆防御素基因的相应片段有99.08%同源性,克隆片段长为355bp。将种子特异启动子sbeIIb和D1基因插入到带有耐盐基因的表达载体pCAMBIA1301-BADH中,构建了无抗生素选择标记的种子特异表达载体pSBEIIb-D-B,该载体是利用耐盐基因BADH替代抗生素基因作为筛选标记,消除了对环境及肠道微生物的潜在威胁。将该载体利用超声波辅助农杆菌介导法转化了2个玉米自交系丹598、988的愈伤组织,经分化诱导出苗后进行PCR检测,证明得到转基因阳性植株,相对转化率最高达到7.8%。     

氯化钾中的钾素和氯素对玉米茎腐病防治效果研究

通过长期定位试验和田间试验,研究了缺钾条件下钾素、氯素以及氯化钾对玉米不同抗性品种茎腐病的防治效果,明确钾素和氯素在氯化钾防治玉米茎腐病中的作用。结果表明,施钾可明显增强抗、感病品种抗茎腐病的能力,且对感病品种的防治效果优于抗病品种;施氯对抗、感病品种茎腐病防治效果均不明显。施钾明显增加了吉单180(抗病品种)、吉单327(感病品种)根、茎、叶部的钾素含量,在缺钾条件下,抗病品种较感病品种具有更强的吸钾能力。分析发现,蜡熟期的根部钾素含量与玉米茎腐病的发生率相关最密切,相关系数r=-0.9218。土壤养分是决定氯化钾中钾素还是氯素发挥主导作用的关键因素。     

钙在糖调控玉米抗茎基腐病防御反应中的作用

在玉米与茎腐病菌-肿囊腐霉菌互作中,外源补充钙离子显著提高了感病玉米品种茎部可溶性糖含量和防御酶系活性;减钙处理则显著降低抗病品种茎部可溶性糖含量和防御酶系的活性。同时,可溶性糖含量与玉米防御酶系活性也存在着极显著的相关性。钙离子和可溶性糖在玉米与病菌互作中,协同调节寄主的防御反应。     

不同钾素营养水平对春玉米碳代谢的影响

采用田间试验与生化分析等方法研究了不同钾素营养水平与春玉米产量及碳代谢的关系。结果表明,适宜的施钾量可使春玉米叶片具有较高的叶绿素含量以及较强的RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性,同时也获得了较高的产量。各处理在春玉米主要生育时期叶片中叶绿素含量及RuBP羧化酶、PEP羧化酶的活性均表现为K₂>K₃>K₁>K₀,这一规律与各处理对产量的影响一致。     

种衣剂添加芸苔素内酯预防玉米冷害药害试验分析

在11％福·戊种衣剂中添加不同浓度的0.1％芸苔素内酯(BR),对九单48和东单213进行包衣处理,利用智能光照培养箱和田间错期播种,检验不同包衣处理对低温冷害的防御能力.结果表明,人工控制温度条件下,九单48添加最佳剂量BR出苗率为92％,未添加BR处理出苗率仅为20％,未包衣(对照)出苗率为48％.东单213添加最佳剂量BR出苗率为90％,未添加BR处理出苗率为80％,未包衣(对照)出苗率为52％.田间错期第一批播种处理中,九单48添加BR比未添加出苗率高3.83个百分点;东单213添加BR比未添加出苗率高4.94个百分点.种衣剂中添加适量BR能够有效抵御冷害药害,提高出苗率.     

钾肥不同施用方式对春玉米钾素吸收、利用和产量的影响

以先玉335为供试品种,通过连续两年田间试验,研究不同施钾方式对春玉米钾素吸收、利用和产量的影响。结果表明,1/2钾作基肥施用、1/2钾在拔节期追施的处理产量两年均最高,且肥料回收利用率提高1.7~10.3个百分点,玉米的干物质量和钾素积累量在整个生育期表现最好。施钾可显著提高春玉米产量,钾肥分次施用比一次性基施的产量有所提高。钾肥追施次数过多、追施时期过晚对玉米产量和钾肥利用率的影响均不显著,且不利于玉米营养体中的钾素向子粒转运。综合考虑玉米产量、钾肥利用效率和钾素吸收利用等因素,1/2钾作基肥、1/2钾在拔节期作追肥为最佳施用方式。     

玉米大斑病菌亲环素基因的克隆及表达规律分析

利用简并引物PCR结合RACE技术获得S. turcica中亲环素基因的全长,并通过Real-time PCR技术检测该基因在病菌侵染结构发育过程中的表达模式。结果表明,玉米大斑病菌亲环素基因开放阅读框全长1 125 bp,3′UTR 154 bp,5′UTR 93 bp,编码374个氨基酸,将此基因命名为CyPs1,并将其cDNA序列提交GenBank,获得登录号EU679371.1,Protein ID为ACD62431.1。系统发育树分析显示,CyPs1与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、蓝莓枯枝病菌(Neofusicoccum parvum)等物种的亲环素同源性可达到90%以上。该基因在病菌分生孢子萌发、附着胞形成及侵染阶段均有表达,至附着胞形成和侵染菌丝形成阶段,转录水平分别升至分生孢子时期的2倍和3倍。     

试论玉米单株定植在黔西北山区玉米生产中的地位和作用

结合玉米不同种植方式试验和大面积推广实践,论述了玉米单株定植在黔西北山区玉米生产中的重要地位和作用;实行玉米单株定植可适当提高密度,改善田间通风透光条件,促进玉米根系发达、茎粗叶茂、穗大粒多产量高.在黔西北山区要想提高玉米单产,在当前以至今后相当长的时间内,必须大力推广和普及玉米单株定植高产综合配套栽培技术。     

生长素响应及转运信号在玉米不同节位腋芽发育过程中的分布模式分析

玉米多穗影响玉米的产量和品质,受环境因素及基因型等诸多因素调控。生长素作为一种重要的植物发育调控因子,其代谢和转运在植物的器官形成和分化中均发挥重要作用。借助DR5rev::mRFPer和pZmPIN1a::ZmPIN1a::YFP的转基因植株,通过分析红色荧光蛋白标记的生长素响应信号和黄色荧光蛋白标记的生长素转运蛋白PIN1a的分布模式发现,在植株发育早期,不同节位上的腋芽处于同一发育时期,未发生成花转变,生长素响应信号和生长素转运蛋白的分布模式是一致的,均匀分布在整个腋芽原基中。随着植株的生长,不同节位上的腋芽发育开始出现不同步,生长素响应信号和生长素转运蛋白的分布模式产生明显差异,位置越靠上的腋芽生长素响应信号越强,极性转运越活跃。研究结果暗示,生长素局部合成和极性转运在玉米腋芽发育过程中均发挥作用。     

分子标记技术在玉米和高粱品种分析中的初步应用

以玉米丹2100和高粱辽杂10号的可见叶片为材料,应用RAPD筛选技术,对玉米、高粱基因进行分子标记.主要结果如下:(1)对玉米丹2100和高粱辽杂10号叶片总DNA提取纯化的方法进行优化,确定提取总DNA的最佳方法.即CTAB法.(2)初步建立了玉米丹2100和高粱辽杂10号RAPD反应体系,并确定了RAPD反应体系中最佳的引物种类及PCR扩增的最佳反应条件,获得了稳定高效的RAPD扩增结果及多态性较好的DNA.(3)应用RAPD技术筛选14个随机引物,共扩增出45条谱带.A2、G4、Y13分别扩增出3条差异谱带分别为OPG-04800、OPA-02450、OPY-13500.     

玉米对水分亏缺的响应

对玉米不同生育时期的水分亏缺指标进行分析,从玉米对水分亏缺的生态响应、激素响应、抗氧化系统的响应、渗透调节物质的响应、蛋白质的响应、呼吸作用的响应、氮代谢的响应、光合作用的响应、核酸的响应等方面研究结果进行综述。玉米吐丝期遭受水分亏缺时,对产量影响最大;在玉米受到水分亏缺时,首先细胞膨压进行改变,然后诱导信号物质（ABA）大量产生来调节气孔的开闭,达到减少水分散失的目的,进一步影响光合作用,抑制物质生产,最终产物分配受到约束,收获指数降低,产量下降。对玉米进行适度水分亏缺可以提高玉米抗旱性和水分利用效率。     

玉米类病斑突变体Lmm18的表型与初定位分析

发掘玉米抗病种质资源,克隆抗病基因并解析玉米抗病机制,是玉米抗病性品种改良的基础。类病斑突变体(Lesion mimic mutant,Lmm)是一类在没有病原菌侵染或其他外界刺激情况下,表现出类似病害所致自发性坏死斑的突变体,是研究植物抗病机制的重要材料。对类病斑突变体Lmm18进行表型鉴定和基因初定位。该突变体首先在叶尖部表现类病斑坏死表型,坏死斑随着生长沿叶脉逐渐扩展增多,最后遍及整个叶片。通过二氨基联苯胺(3,3’-diaminobenzidine,DAB)染色,发现Lmm18中过氧化氢含量相较于野生型明显增多。此外,抗病标志基因PATHOGENESIS-RELATED 1(PR1)和PR5在Lmm18中显著上调,表明该突变体启动了抗病防御反应。遗传分析表明,该性状由显性单基因控制。利用B73与Lmm18杂交构建的F₂群体进行BSR-Seq (Bulked Segregant RNA-Se-quencing)分析及连锁标记定位,将Lmm18基因初步定位到2号染色体1.23 Mb的区间内,该研究为后续克隆该基因并解析其介导的抗病防御调控机制奠定了基础。     

碱胁迫下玉米microRNA827及其靶基因的表达响应

较高的pH影响植物根系对磷和氮的吸收,是盐碱土壤导致产量降低的主要原因之一。研究表明,植物在盐碱胁迫下microRNAs(miRNAs)通过调控靶基因的表达,提高植物对盐碱耐受性。通过实时定量RT-PCR分析表明,zma-miR827主要在冠根和花丝等组织中表达。碱胁迫处理玉米幼苗后,zma-miR827随着处理时间呈现先增加后降低趋势。通过玉米基因组数据库分析,预测zma-miR827-3p有4个靶基因,其中,GRMZM2G166976受碱胁迫后呈现先升高后持续下降的表达趋势;GRMZM2G077531则呈现先下降后升高;GRMZM2G127374呈现先下降后上升再下降后上升最后下降至最低值的趋势;GRMZM2G013176呈现持续升高的趋势。通过构建进化树分析表明,zma-miR827与水稻(Oryza sativa)中参与磷调控的osa-miR827高度同源。     

不同玉米品种对大斑病的抗性与相关防御酶活性的关系研究

以吉林省玉米早熟、中早熟区种植的4个玉米品种及其亲本为材料,对不同玉米品种对大斑病的抗性与苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）等3种防御酶活性的关系进行研究。结果表明,3种防御酶PAL、POD和PPO与玉米对大斑病的抗性关系非常密切,玉米植株受大斑病菌侵染后,防御酶活性比对照明显增高。防御酶的作用受品种遗传背景的影响,不同品种中不同防御酶对其大斑病抗性的贡献有差异。受大斑病菌侵染后,抗病性强的品种,PAL和PPO或PAL和POD酶活性发生协同增强,且从抽丝期到灌浆期酶活性协同增强的防御酶不发生酶活性衰减或衰减微弱;感病的品种,从抽丝期到灌浆期存在2种或3种防御酶活性同时衰减现象。     

水分胁迫对玉米叶片水分代谢的影响

试验在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片水分代谢的影响。结果表明,水分胁迫下玉米叶片水势、相对含水量、气孔导度和蒸腾速率均明显降低,随胁迫程度增强,降低幅度增大。其中叶片水势和叶片相对含水量与品种抗旱性密切相关,蒸腾速率和气孔阻力与品种抗旱性关系不明显。     

宁夏引黄灌区滴灌玉米4种光响应曲线模型比较

为探讨宁夏引黄灌区滴灌玉米光合响应机制,采用Li-6400XT气体交换测量系统测定2年玉米大喇叭口期的光响应曲线,选取4种通用的光响应曲线模型分别对玉米光响应过程进行分析、拟合与比较,筛选出6个不同氮素处理下最优光响应模型,并利用最优模型计算分析玉米光合生理特征参数。结果表明,滴灌玉米功能叶片光合能力随着施氮量的增加呈递增趋势。通过模型误差计算与分析,4种光响应曲线模型拟合精度存在差异,且直角双曲线、非直角双曲线和指数模型对于高氮处理的光响应曲线拟合度均高于低氮处理。相对其他3种模型,直角双曲线修正模型拟合精度最高,可作为最优光响应曲线模型模拟引黄灌区水肥一体化玉米光响应动态。由最优模型对各氮素处理光响应生理参数计算分析表明,360 kg/hm^2氮处理玉米叶片的光响应参数均高于其他氮处理,有利于提高玉米对强光的适应范围和光能利用效率,增强光合作用。     

玉米耐涝机理研究进展

淹水胁迫是玉米生产遭受的主要逆境之一。淹水胁迫使玉米植株气体扩散受阻,叶片细胞膜脂过氧化加剧,MDA含量积累,保护酶系统受损,叶绿体降解,光合速率下降。玉米可通过生理生化机制的调节来适应淹水胁迫,包括玉米植株生长发育、形态结构、解剖结构产生明显变化,在呼吸代谢、光合作用、抗氧化系统和内源激素等方面也发生相应变化。本文从形态学、生理学、生物化学和分子生物学等方面综述玉米耐涝机理研究进展,为玉米耐涝性研究和耐涝玉米新品种选育提供参考。     

玉米单交种光合生产能力杂种优势对氮肥的响应

以先玉335和郑单958及其亲本为材料,设不追氮和追氮150 kg/hm~2两个氮处理,研究玉米单交种光合生产能力杂种优势与产量杂种优势的关系及其对氮肥的响应。不追氮条件下,玉米单交种产量杂种优势主要来源于干物质积累量和LAI的杂种优势,叶片光合特性Pn、Gs、Ci和Tr均未表现出杂种优势。追氮150 kg/hm~2条件下,产量杂种优势显著提高,较不追氮高36.6%;除干物质积累量和LAI等群体数量性状仍具有杂种优势外,叶片光合特性Pn、Gs、Tr和SPAD值等个体功能性状也表现出明显的杂种优势。施氮条件下,干物质积累量和LAI的杂种优势没有提高,Pn、Gs、Tr和SPAD值的杂种优势分别较不追氮提高35.8%、55.3%、50.9%和19.6%。施氮条件下玉米单交种产量杂种优势的提高主要来源于叶片光合特性杂种优势的提高,与干物质积累量和LAI的杂种优势无关。     

不同抗性基因型玉米对烟嘧磺隆除草剂的反应差异

以不同浓度的烟嘧磺隆对纯合抗性基因型(CYPCYP)、纯合敏感性基因型(cypcyp)和杂合抗性基因型(CYPcyp)3种抗性基因型的8个玉米自交系和杂交组合进行抗性试验。结果表明,不同抗性基因型的抗性表现存在明显差异,其抗性强弱表现为CYPCYP>CYPcyp>cypcyp;0.1倍浓度可准确地鉴定出纯合敏感性基因型(cypcyp),≥0.5倍浓度可有效地区分纯合敏感性基因型(cypcyp)自交系和杂交种,2倍浓度可区分纯合抗性基因型(CYPCYP)和杂合抗性基因型(CYPcyp)杂交种,3倍浓度可区分出纯合抗性基因型(CYPCYP)的自交系和杂交种。在大田生产中,无论是CYPCYP还是CYPcyp基因型品种,在常规用量的1.5倍浓度范围内都是安全的。在玉米抗除草剂育种中,除了选育纯合的"抗×抗"强抗型品种以外,而且可通过"抗×不抗"的组配方式选育出抗除草剂玉米杂交种。     

浚单系列玉米品种对弱光胁迫的响应

从拔节期到吐丝期进行50%遮荫处理,研究玉米品种浚单18、浚单20和浚单22对弱光胁迫的响应。结果表明,遮光处理使3个品种的植株矮化变细,叶片净光合速率、比叶重、地上干物质积累及吐丝期和成熟期叶面积指数均显著减少,中上部叶片功能期缩短1～3d,雌雄间隔期延长1～2 d;遮光处理还造成果穗缩短变细,穗粒数和子粒产量显著减少;遮光显著提高子粒中蛋白质的相对含量,赖氨酸相对含量也有所增加,而淀粉和油分相对含量则减少,但与对照相比,差异均不显著。综合性状表明,浚单20的耐荫性优于浚单22和浚单18。