2019年美国玉米高产竞赛简报

介绍2019年美国玉米高产竞赛情况和竞赛结果,分析全美优胜者的分布区域、选用种子品牌及信息,进而分析玉米高产原因,从而提出美国玉米高产竞赛对我国玉米生产的启示和建议。     

接种根瘤菌对西南地区大豆光合性能和固氮能力的影响

为探讨接种根瘤菌对西南地区大豆固氮能力的有效性,在大田试验条件下,以根瘤菌株 Bradyrhizobium japonicum5038和B. japonicum 5136侵染南黑豆20和南夏豆25,比较两个大豆品种接种后植株的光合特性和叶绿素 含量,考察根瘤数量并测定分析其蔗糖含量、豆血红蛋白含量和固氮酶活性。结果表明：接种后两大豆品种叶片 chla/b值显著下降,叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加;根瘤数、单株瘤重、植株地上部和地下部生物量 均显著增加,单个瘤重和根冠比则无显著变化;根瘤内蔗糖含量和豆血红蛋白含量均显著增加,固氮酶活性提高。 不同大豆品种对不同菌株的响应不同,南夏豆25与根瘤菌B.japonicum5136的适配性最好,接种后大豆光合性能和 固氮能力的改善效果明显优于南黑豆20。     

增效磷肥对花生生长、产量和磷利用率的影响

采用大田试验,在正阳县酸性砂姜黑土和清丰县石灰性砂质潮土区,研究了磷肥与不同增效剂（腐殖酸、 复合氨基酸和草酸）配施对花生生长、产量及磷肥利用率的影响。结果表明,85%常规施磷与腐殖酸、氨基酸和草 酸配施对花生产量的作用效果受土壤类型影响,砂姜黑土区,分别比85%常规施磷增产8.82%、4.66%和-1.68%,砂 质潮土区分别比85%常规施磷增产8.40%、3.18%和12.08%,砂姜黑土区和砂质潮土区分别以85%常规施磷+腐植 酸和85%常规施磷+草酸处理对花生生长和增产的促进效果最好。施磷增效剂也提高了花生磷积累量和磷肥利用 率,其原因在于磷增效剂促进了土壤难溶性磷组分转化为活性较高磷组分,与85%常规施磷相比,砂姜黑土区85% 常规施磷+腐植酸和砂质潮土区85%常规施磷+草酸处理的花生磷积累总量分别显著增加26.31%和22.89%,磷肥 表观利用率分别提高7.74%和4.99%,磷肥农学效率分别提高5.54 g/kg和5.39 g/kg。因此,酸性砂姜黑土区磷肥减 量15%配施腐殖酸,石灰性砂质潮土区磷肥减量15%配施草酸,可提高磷肥利用率,确保花生不减产,实现磷肥减 量增效目标。     

不同花生品种对花生果腐病的抗性鉴定

采用自然病圃鉴定法,对76个花生品种（系）进行了花生果腐病抗性评价,以期为抗病育种及田间病害防 治提供理论依据和抗性材料。结果表明,不同花生品种间对花生果腐病的抗性存在着显著差异,供试76份花生品 种（系）中未发现对果腐病免疫的品种,获得高抗品种2个,抗病品种7个,中抗品种12个,感病品种21个,高感品种 33个。聚类分析结果表明,分支I中的9个品种（尤其是花育9115）抗性较好,可进一步加以利用。花生对果腐病的 抗感性与荚果鲜重之间不存在显著相关。     

水分和盐胁迫下小麦种子萌发相关性状的QTL定位

小麦萌发期对水分和盐胁迫敏感,对该时期水分和盐胁迫下种子萌发性状进行QTL定位具有重要的意义。本研究以小麦“泰农18×临麦6号” RIL群体为材料,以20%PEG-6000溶液和100 mmol·L^-1 NaCl溶液分别模拟水分和盐胁迫环境,对种子萌发期10个性状进行了QTL定位。结果表明,在正常、水分胁迫和盐胁迫3种不同处理下各性状变异较大。相关分析表明,抗旱和耐盐可能是两个独立遗传的性状,胚芽鞘长可以作为节水抗旱的鉴定指标。3种处理下共检测到10个萌发相关性状的103个QTL,其中,17个为相对高频QTL（RHF-QTL）,分布在7条染色体（1A、3A、3B、4B、7A、7B和7D）上,平均贡献率为7.55%~15.97%。这些RHF-QTL形成4个QTL簇（QTL cluster,QC）,分布在3A、7A和7D染色体上。其中,7A染色体上的QC2包括3个RHF-QTLs（ QSdw-7A.1、 QGf-7A.1和 QGi-7A.1）,均与小麦耐盐性相关;7D染色体上的QC3包括2个RHF-QTLs（ QGi-7D.1、 QGdrc-7D.1）,均与小麦节水抗旱性相关。这2个QCs增加效应均来自母本泰农18。本研究获得的RHF-QTLs和QCs,可为小麦萌发期节水抗旱和耐盐分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

西藏高原主要麦类作物真菌毒素污染与产毒真菌分布研究

为探明西藏麦类作物中真菌毒素污染程度及产毒真菌种类与分布,以青稞、小麦为研究对象,对其籽粒中多种毒素进行分析,并对毒素污染阳性样品进行真菌分离鉴定。结果表明,2018年毒素总检出率为20.13%;杂色曲霉毒素检出率最高,为10.74%;OTA超标率最高,为3.36%;小麦的毒素检出率和超标率都高于青稞,二者的污染毒素种类以OTA、ZEN、ST为主。西藏高原42份被真菌毒素污染的农作物籽粒中共分离到199份真菌,分属23属67种真菌,青霉属为优势属,曲霉属次之。     

春季低温对小麦颖果发育的影响

为了探明春季低温（倒春寒）导致小麦减产的细胞学机理,以扬麦15为材料,在小麦幼穗处于雌雄蕊分化期至药隔期之间时,设置-3 ℃低温处理,通过树脂半薄切片对颖果不同发育时期的形态结构进行观察。结果表明：（1）在颖果发育早期,低温促进了颖果的长度生长,抑制了宽度生长;与对照相比,低温处理组小麦颖果发育进程缩短;（2）低温处理组颖果果皮发育早,中果皮降解速度快;（3）低温处理增加了胚乳淀粉体的积累量,降低了蛋白体的积累量,发育后期胚乳充实度显著低于对照组;（4）与对照相比,低温处理后颖果韧皮部面积和珠心突起传递细胞面积增大。以上结果表明,春季低温处理更有利于养分运输组织的发育,使得灌浆时间缩短,最终导致淀粉积累量增加及颖果早熟。     

灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术,试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁）,拔节期灌1水（W₂）,孕穗期灌1水（W₃）,越冬期和拔节期灌2水（W₁₂）,越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）,拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃）,越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3）,全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明,与不灌水的CK比较,所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加,但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大;拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大,但对淀粉含量的提升作用较小,对总蛋白及其组分含量的降低作用较大;孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大,对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加,小麦籽粒产量显著提高,淀粉含量先显著提高后基本不变,而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高,其次是W₁₃处理;W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高,其次是W₁₂及W₁₃处理;W₂₃处理淀粉含量最高,其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标,最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

氮磷钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响

为明确不同氮、磷、钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响,以济麦22为供试材料,设置F0（不施肥）、F1（N 180 kg·hm^-2,P₂O₅ 75 kg·hm^-2,K₂O 60 kg·hm^-2）、F2（N 225 kg·hm^-2,P₂O₅ 120 kg·hm^-2,K₂O 105 kg·hm^-2）和F3（N 270 kg·hm^-2,P₂O₅ 165 kg·hm^-2,K₂O 105 kg·hm^-2）4个施肥量处理,比较分析开花后不同氮、磷、钾用量对小麦叶面积指数、冠层不同层次光截获特性和成熟期干物质分配的影响。结果表明,F1处理下叶面积指数显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异;开花后15 d,F1处理下小麦冠层不同层次及总PAR截获率和截获量均显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异。F1处理下成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官中的分配量、籽粒中的分配量及总干物质积累量显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异。成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官和籽粒中的分配量以及总干物质积累量与冠层上层（顶部至株高2/3）、中层（株高2/3至株高1/3）和总PAR截获率均呈显著正相关。F1处理（N 180 kg·hm^-2,P₂O₅ 75 kg·hm^-2,K₂O 60 kg·hm^-2）为本试验条件下的最优处理。     

朱顶红幼嫩花梗胚性愈伤组织诱导和高效植株再生

为建立高效的朱顶红植株再生和种苗繁育技术体系,以幼嫩花梗为外植体开展胚性愈伤组织诱导和植株再生研究。对2,4-D和噻苯隆（TDZ）浓度、外植体发育时期及大小进行了筛选,结果表明：将切片厚度为1 mm的幼嫩花梗外植体置于添加0.5 mg ? L-1 TDZ 和2.0 mg ? L-1 2,4-D的MS固体培养基上培养8周,胚性愈伤组织诱导率最高,达85.3%。将胚性愈伤组织转移至相同的培养基上,每月继代1次,平均每月增殖10.6倍。在不含任何生长调节剂的MS培养基上,胚性愈伤组织的植株再生率达98.0%,平均每块愈伤组织可再生出12.3个小植株。经过36次（3年）继代培养后,胚性愈伤组织的增殖和植株再生效率没有显著变化。幼苗移栽至温室驯化,成活率达97.5%。再生植株移栽到田间,没有发现明显的表型变异。对随机选择的再生植株和母株进行简单序列重复区间（ISSR）扩增分析,证实再生植株没有发生DNA水平变异。