玉米穗上叶与主茎夹角性状的数量遗传研究

以两个株型不同的玉米自交系自330和PH4CV构成的6世代群体为试验材料,利用量角器测定玉米穗上叶基部与主茎自然夹角角度。通过P1、P2、F1、F2、B1和B26个世代联合分析法,研究玉米穗上叶与主茎夹角性状的基因遗传分离规律。结果表明,该性状在F2分离世代群体呈多峰分布,B1和B2群体分离世代呈双峰分布,说明玉米穗上叶与主茎夹角性状遗传由多基因数量性状控制,且符合一对加-显主基因+加-显-上位性多基因遗传模型(即D模型),主基因遗传率为27.55%～52.60%,多基因遗传率为47.40%～72.45%,两者在后代遗传方面都具有重要作用。     

基于冠层反射光谱的夏玉米叶片碳氮比监测

基于不同夏玉米品种在2个年份不同施氮水平下的田间试验,研究夏玉米叶片碳氮比随生育期的变化模式及其与冠层反射光谱的定量关系,建立玉米叶片碳氮比的定量监测模型。结果表明,夏玉米叶片碳氮比随施氮量的增加而降低,随生育进程呈"高-低-高"动态变化趋势。利用冠层反射光谱监测叶片碳氮比的适宜时期为孕穗期至吐丝期。13个光谱参数与2个品种叶片碳氮比有较好的相关性。通过比较模型的拟合决定系数(R2)和预测标准误(SE),确定转换型植被指数(TVI)与叶片碳氮比的线性回归方程为最佳监测模型。经不同年际独立试验数据的检验,叶片碳氮比监测模型的预测精确,相关系数(r)为0.682 4,根均方差(RMSE)为0.405 2,表明夏玉米冠层反射光谱可用来定量估测叶片碳氮比的变化状况。     

吉林省中部黑土区玉米氮肥效应研究

在吉林省中部地区黑土条件下,通过田间试验研究氮肥对玉米的增产效应和氮肥的利用效率。结果表明,施用氮肥处理产量极显著高于不施氮肥处理,但并不随施N量的增加而持续增加,当施N量增加至145 kg/hm2时,玉米产量最高,再增加施N量,其产量下降,符合二次曲线方程Y=ax2+bx+c。从施肥效益考虑,最大效益施N量为152.3～173.9 kg/hm2,获得玉米产量8 800～12 127 kg/hm2。玉米对氮肥的利用率随施N量的增加而降低。范家屯镇、陶家屯镇、万发镇3个试验点的施N量由90 kg/hm2增加至255 kg/hm2,其氮肥利用率分别由32.71%、58.95%和30.81%降低至14.52%、21.74%和11.16%。     

利用超声波处理花粉转化法获得玉米转基因新材料

首次利用改良的超声波处理花粉方法将植酸酶基因phy转化到玉米基因组中,进行遗传转化和转化效率的验证研究。分子检测结果表明,该基因能够有效整合到玉米基因组中,并可以有效转录表达,从而证明超声波处理花粉转化技术是一种适合玉米的方便而有效的遗传转化途径。     

高密度对超高产春玉米花粒期叶片衰老与根系活力的影响

选用不同穗型、株型品种浚单20、内单314和京单28为材料,在3种种植密度(7.5万、8.25万和9.0万株/hm2)下,比较研究花粒期冠层不同层位叶片光合性能和根层根系活力的垂直变化及其关系,明确高密度条件下超高产春玉米生育后期根冠早衰及其相关机理,探索防衰增产的调控途径。结果表明,花粒期叶片的叶面积指数(LAI)均随密度增加逐渐增大,而不同层位叶片的SPAD值、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和根系活力均随密度增加而降低;浚单20各性状对密度变化的反应较内单314和京单28敏感,浚单20在高密度下子粒产量最高;灌浆期浚单20根系活力最大值出现在30～40 cm的土层,内单314和京单28最大值出现在20～30 cm的土层,浚单20根系活力下移速度比内单314和京单28快,这与后期植株叶片的SPAD值、LAI、Pn、Tr和Gs的下降有着必然联系。春玉米衰老过程中地上部与地下部密切相关,叶片衰老进程与根系活力空间下移进程一致。     

BcWRKY1转录因子基因花粉管通道法转化玉米的初报

采用花粉管通道法,以LH1037、合344、05-2044等7份优良玉米自交系为试材,转化转录因子BcWKKY1基因,并优化了遗传转化体系。结果表明,当转化DNA溶液浓度为200μg/mL、授粉后9 h转化,结实率和转化率最高;转基因玉米的发芽率均低于非转基因对照。共获得T0代PPT抗性植株89株,PCR阳性植株55株,其中36株结实。T1代转基因植株的PCR和PCR-Southern阳性率为86.7%。     

糯玉米钾素分配转移特性的基因型差异

在同一供肥水平下研究31个糯玉米品种的钾素分配转移特性,分析糯玉米钾素分配转移规律及其与钾素吸收利用的关系,揭示钾素分配转移的基因型差异及其对产量形成的作用。结果表明,糯玉米生育期间钾素在各器官的分配与氮、磷不同,钾素不随生长中心的转移而转移,在生育期间钾素主要分配在叶片和茎秆中,开花前主要分配在叶片中,开花后钾素分配到茎秆中最多。糯玉米不同品种各器官钾素转移率存在显著差异。相关分析表明,钾素转移率主要影响产量和钾素利用效率的高低,而对钾素吸收总量及钾收获指数影响较小。通径分析表明,鲜穗、鲜子粒及成熟子粒中高产品种叶片的钾素转移率较高,叶鞘的钾素转移率高有利于品种鲜穗、鲜子粒及成熟子粒钾素利用效率的提高。     

壳聚糖对玉米幼苗生长及生理生化活性的影响

采用浸种实验,研究不同分子量壳聚糖对玉米种子萌发、幼苗生长及生理生化活性的影响。结果表明,5种壳聚糖均能显著提高玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗的根长、芽长和株鲜重,提高幼苗的叶绿素含量和可溶性蛋白含量,增加幼苗的根系活力,有效诱导超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的表达,显著提高酶活性。平均分子量5 000的壳聚糖对种子萌发和幼苗生长促进效果较好,分子量为3 000的壳聚糖对幼苗生理活性及酶活力提高最大。     

玉米4个穗部性状的遗传及相关分析

选用10个优良玉米自交系配成不完全双列杂交组合,研究玉米穗长、穗粗、穗行数、百粒重4个穗部性状的遗传效应及其相关性。结果表明,穗长、穗粗、百粒重主要受遗传主效应控制,穗行数受基因型×环境互作效应的影响。穗长和穗粗主要受胚加性效应的影响,其胚加性方差(VAo)分别占遗传主效应方差(VG)的92.56%、95.80%;穗行数的遗传受母体加性互作、胚加性互作的共同影响,两种效应依次占环境互作效应的50.31%、49.60%;百粒重受胚乳加性和母体加性效应的共同控制,两种效应分别占遗传主效应的50.73%、47.12%。穗长和穗粗以胚普通遗传率为主,穗行数以胚乳和母体互作遗传率为主,百粒重以胚乳普通遗传率和母体普通遗传率为主。穗长与穗粗、穗行数,穗粗与穗行数的胚加性(rAo)、细胞质(rC)均呈极显著高度正相关,穗长与百粒重的细胞质(rC)呈极显著正相关,穗粗与百粒重的细胞质(rC)、母体显性(rDm)、胚加性互作(rAoE)、细胞质互作(rCE)均呈极显著正相关,穗长与穗粗、穗长与穗行数、穗长与百粒重、穗粗与穗行数、穗粗与百粒重5对性状可以同步改良。     

西南地区玉米大斑病菌生理小种鉴定

2008～2010年对采自西南地区的玉米大斑病标样经过单孢分离、纯化,共获得146个菌株。通过Ht单基因鉴别寄主进行生理小种鉴定,共鉴定出9个生理小种,分别为0、1、2、3、12、1N、2N、3N、N。0号小种占鉴定菌株的62.33%,为优势小种,其次为1号小种,占鉴定菌株15.07%。毒性频率分析表明,所有供试菌株对Ht1抗性基因的毒性频率最高,为20.99%;对Ht3抗性基因的毒性频率最低,为1.36%;对Ht2和HtN抗性基因的毒性频率分别为13.01%和9.57%。目前,西南地区玉米大斑病生理小种分化明显,并且产生了新的生理小种,对玉米生产存在潜在威胁。