玉米抗烟嘧磺隆基因研究进展

我国于20世纪90年代初期开始推广烟嘧磺隆,作为高效、广谱的磺酰脲类除草剂,大量应用于玉米苗后杂草防治。多年生产实践发现,烟嘧磺隆会对部分玉米品种产生一定药害,从而造成玉米产量下降。挖掘并应用玉米抗烟嘧磺隆基因,培育抗除草剂新品种,是解决药害问题的最有效方法。本文概述烟嘧磺隆的除草、选择及解毒机制,不同玉米品种对烟嘧磺隆抗性差异,对玉米抗烟嘧磺隆基因的遗传机制、基因定位和克隆及不同单倍型等进展进行系统阐述,加快抗性基因的应用进程,推进抗除草剂新品种培育,保障我国玉米生产安全。     

烟嘧磺隆对糯玉米愈伤组织生长及分化的影响

以糯玉米的愈伤组织为研究对象,研究不同浓度烟嘧磺隆对愈伤组织生长分化的影响,确定合适的筛选浓度。结果表明,烟嘧磺隆对糯玉米愈伤组织的存活率、相对生长量及分化率均有不同程度抑制作用。经烟嘧磺隆处理的愈伤组织颜色略深、质地紧密,褐化增多。在烟嘧磺隆浓度为160 mg/kg 条件下,玉米愈伤组织的存活率及分化率均达最低,分别为1.31%和0。110 mg/kg浓度烟嘧磺隆对糯玉米愈伤组织具有明显的致死作用。     

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。     

20%烟嘧磺隆·氰草津油悬浮剂的生物活性评价

在温室盆栽条件下,以马唐、反枝苋为试材,采用Gowing法测定了烟嘧磺隆与氰草津复配的联合作用,并对实验室制得的20%烟嘧磺隆.氰草津油悬浮剂进行了大田生物活性评价试验。结果表明,烟嘧磺隆与氰草津复配后对马唐有增效作用,对反枝苋属于相加作用,两者适宜复配,配比为1～4：12.5。于玉米3～5叶期、杂草2～5叶期喷施20%烟嘧磺隆.氰草津油悬浮剂180～300g/hm^2,药后30d的杂草总株防效及鲜重防效分别为83.6%～94.3%、92.7%～99.2%,对玉米安全性较好,玉米株高、产量均大于人工除草处理;在玉米7叶期及杂草5叶期以后施用该药剂,玉米的安全性及杂草株防效均出现下降。     

20%烟嘧磺隆·氰草津油悬浮剂的生物活性评价

在温室盆栽条件下,以马唐、反枝苋为试材,采用Gowing法测定了烟嘧磺隆与氰草津复配的联合作用,并对实验室制得的20%烟嘧磺隆·氰草津油悬浮剂进行了大田生物活性评价试验。结果表明,烟嘧磺隆与氰草津复配后对马唐有增效作用,对反枝苋属于相加作用,两者适宜复配,配比为1～4∶12.5。于玉米3～5叶期、杂草2～5叶期喷施20%烟嘧磺隆·氰草津油悬浮剂180～300 g/hm²,药后30 d的杂草总株防效及鲜重防效分别为83.6%～94.3%、92.7%～99.2%,对玉米安全性较好,玉米株高、产量均大于人工除草处理;在玉米7叶期及杂草5叶期以后施用该药剂,玉米的安全性及杂草株防效均出现下降。     

玉米锌素营养基因型差异及遗传特性初探

本文以19个单交种和15个自交系为材料，对玉米不同基因型品种的抗缺锌性能及其分级指标、与其亲本自交系的遗传关系等进行了研究。在供试的单交种之间锌素营养特性存在明显的基因型差异。同时发现：玉米单交种对缺锌的敏感性与其亲本自交系有密切的遗传关系，可以通过选用不同敏感性的自交系有目的地选育对某些营养具有一定敏感性的品种，为通过育种手段解决营养问题提供了可遵循的规律。     

玉米与大豆间作条件下不同茎叶处理除草剂的筛选

选用五种除草剂在玉米与大豆间作田间进行茎叶喷施,调查不同处理对田间杂草的防效、作物的安全性和作物产量的影响。结果表明:40 g/L烟嘧磺隆和55%咪唑乙烟酸两种除草剂对杂草防效均在90%以上,而且对玉米和大豆两种作物安全。40 g/L烟嘧磺隆使大豆增产27.8%,,玉米增产16.4%。5%咪唑乙烟酸使大豆增产42%,,玉米增产16.4%。筛选出的这两种除草剂比较适宜于玉米与大豆间作时的茎叶处理除草剂。     

青贮玉米的育种及发展趋势

对青贮玉米育种的分类、主要性状、种质资源及当前的育种现状进行了综述,提出了青贮玉米的育种目标、原理和方法,并讨论了在青贮玉米育种中存在的问题,为今后青贮玉米育种研究提供参考。     

玉米单倍体育种技术研究与应用进展

综述了玉米单倍体育种技术研究进展及在玉米育种中的应用。包括玉米单倍体的获得方法、鉴定方法、二倍体加倍方法、在玉米育种中的应用等,并就玉米单倍体育种研究存在的问题、现状、发展趋势等作了初步的阐述和分析。     

喷雾助剂在烟嘧磺隆减量化防治玉米田杂草中的应用研究

以表面张力、扩展直径、干燥时间和最大持液量为评价指标,测定植株油类喷雾助剂GY-Tmax、矿物油类助剂GY-T12及有机硅类助剂GY-S903喷雾助剂不同添加量对40 g/L烟嘧磺隆可分散油悬浮剂药液物理性状的影响。结果表明,3种助剂均能显著降低其药液的表面张力,增加其扩展直径,GY-S903对其影响最大。3种助剂对药液的干燥时间和最大持液量的影响存在显著差异。添加0.25%～0.75%的GY-Tmax,在保证对玉米田杂草防治效果相当的情况下,烟嘧磺隆用量可减少50%;添加0.03%～0.07%的GY-S903及0.3%～0.6%的GY-T12可使烟嘧磺隆用量减少40%。在整个生育期内,未发现40 g/L烟嘧磺隆可分散油悬浮剂30 g ai/hm~2添加喷雾助剂各处理对玉米的明显受害症状,烟嘧磺隆添加GY-Tmax较30 g ai/hm~2烟嘧磺隆增产6.6%～7.6%,增产作用最强。GY-S903对烟嘧磺隆的增产作用与GY-T12相当,较30 g ai/hm~2烟嘧磺隆处理分别增产4.3%～7.0%及3.9%～7.4%。     

甜、糯玉米对烟嘧磺隆除草剂抗性的遗传分析与基因发掘

以4种不同类型的玉米除草剂对6个甜、糯玉米自交系进行抗性鉴定,并对抗×敏感杂交组合进行抗性遗传分析。结果表明,沈糯512抗、沈糯509抗、沈糯W4抗和沈甜135抗对烟嘧磺隆表现为抗,沈糯509感和沈甜132感对烟嘧磺隆表现为敏感;抗×敏感组合在F2的抗性表型符合孟德尔遗传3∶1的分离比例,据此推断,该抗性是受一对显性基因控制的遗传性状。试验还表明,所试甜、糯玉米对烟嘧磺隆和2,4-D的抗性受不同位点基因控制。     

Efficacy of four post-emergence herbicides applied at reduced doses on weeds in summer maize (Zea mays L.) fields in North China Plain

Field experiments were conducted in 2010 and 2011 in a typical location of North China Plain to evaluate weed control efficacy of four post-emergence herbicides nicosulfuron, mesotrione, topramezone and the combination of mesotrione/nicosulfuron when they were applied at reduced doses at different weed growth stages. Experimental results showed that nicosulfuron, topramezone and the combination of mesotrione/nicosulfuron provided better weed control efficacy than mesotrione when they were applied at their label recommended doses at the 2- to 3-leaf and 4- to 5-leaf stages of weeds; nicosulfuron and mesotrione/nicosulfuron could at least be reduced by 33% and topramezone reduced by 67% without sacrificing total weed control efficacy and maize grain yield. Nicosulfuron and its combination with mesotrione could effectively control broadleaved and grass weeds when their doses were reduced by 67% and by 33%, respectively. Topramezone could effectively control broadleaved and grass weeds when its dose was reduced by 67%. The efficacy of mesotrione in controlling grass weeds was bad even at the label recommended dose. All four herbicides tested did not affect the maize grain yield.     

Control of volunteer cereals with post-emergence herbicides in maize (Zea mays L.)

Volunteer winter cereals are found sporadically in maize (Zea mays L.) fields across southern Ontario. Seven field trials were conducted over a two-year period (2006 and 2007) at four locations to determine the efficacy of five acetolactate synthase (ALS)-inhibiting herbicides for the control of volunteer cereals applied at two post-emergence application timings (2–4 and 4–7 maize leaf tips). The volunteer cereals were a hard red winter wheat (Triticum aestivum L.) (‘Hyland AC Morley’), soft red winter wheat (‘Pioneer 25R47’), soft white winter wheat (‘Pioneer 25W41’), and a autumn rye (Secale cereale L.) (‘FR’) cultivar. Volunteer cereal competition in maize resulted in a yield reduction of up to 44%. Foramsulfuron, nicosulfuron, nicosulfuron/rimsulfuron provided greater than 70% control of the volunteer cereals at 56 days after treatment (DAT), while primisulfuron and rimsulfuron provided greater than 60% control. Volunteer cereal control with early and late application was greater than 82 and 61%, respectively. Hard red winter wheat was the most sensitive to the ALS-inhibiting herbicides with control of 84–93%. Soft red and soft white winter wheat cultivars were intermediate in sensitivity with control of 76–87%, while autumn rye was the least sensitive with control of at 56–71% control at 56 DAT. Maize yields were improved when volunteer cereals were controlled with the use of herbicides compared to the weedy control, but were lower than the weed-free control. Early herbicide application resulted in improved control of volunteer cereals and higher maize yield.     

糯玉米育种概况及育种方法探讨

介绍了国内外糯玉米育种概况和常用的糯玉米育种方法,并对糯玉米育种方法进行了探讨。美国糯玉米育种和生产与糯玉米作为工业原料紧密联系在一起,品种大多属专用化深加工型;当前我国糯玉米主要用作鲜食,糯质资源丰富,但生产上应用的糯玉米品种血缘较为狭窄,符合鲜食要求的品种尚不多。探索鲜食糯玉米育种新方法,育成适口性佳、产量高、抗逆性强的鲜食糯玉米品种,是现今我国鲜食糯玉米育种的重要研究方向。     

“十二五”以来我国玉米分子育种研究进展

分子育种是玉米遗传育种快速发展的最重要推动力之一。近些年来,我国在玉米分子育种相关领域已经取得了重大进展。文章综述从"十二五"至今,国内研究者利用分子育种技术在玉米种质遗传多样性和遗传结构分析、相关性状基因/QTL发掘和基因克隆等方面的新进展,促进玉米分子育种技术能够更好地应用于育种研究中,为提高育种效率提供思路和参考。     

玉米矮花叶病预防性育种和抗病遗传研究标准化问题的商榷

在简要分析造成当前我国玉米抗病育种被动局面与短期行为的思想及问题的基础上，从理论和实践两方面的可行性出发，提出下一步玉米抗病遗传育种，应树立以防为主，防治结合的思想，开展与当前进行的生产上发生的主要病害抗病育种相结合的预防性育种工作及抗病遗传研究，并建立玉米对矮花叶病抗病遗传研究方法的标准化体系，该体系包括采用株系的依据、调查的性状和标准、亲本的要求及遗传模型和分析方法等。     

玉米种质资源的交流和保护

分析了玉米种质资源对育种的重要意义。种质资源和植物新品种间具有一定的内在关系,但是又互相区别。公共研究机构是玉米种质资源的主要提供者,企业间的玉米种质资源合理有序交流是发展的趋势。指出资源价值评价和评估体系的规范建设是平等分享种质资源的核心环节,种质资源的合理分享将有助于育种产业的健康和长远发展。