玉米11个ZmbZIP基因的鉴定及表达特征分析

以玉米自交系郑58为试验材料,利用生物信息学方法和qPCR技术,设置200 mmol/L NaCl、20%PEG6000、4 ℃低温和硝态氮或铵态氮缺乏等胁迫试验,对11个ZmbZIP基因进行生物信息学分析,探测这些基因应答低温、干旱、盐害、缺氮等胁迫时的响应表达模式。系统进化树分析结果表明,11个ZmbZIP基因可以细分为2个亚组;qPCR分析结果表明,不同亚组的ZmbZIP基因在玉米不同组织中呈现不同的表达特征,同一亚组的基因呈现类似的表达模式,反映了ZmbZIP基因在玉米生长发育进程中生物学功能的保守性和分化性。人为模拟盐、干旱、低温和氮缺乏等胁迫的结果表明,ZmbZIP基因受到各种逆境因子的广泛调控,亚组I中的ZmbZIP1、ZmbZIP6和ZmbZIP13的表达量同时受NaCl溶液胁迫诱导而上调(相对表达量上调2倍),受PEG6000胁迫抑制下调;亚组II中的ZmbZIP38、ZmbZIP77、ZmbZIP112和ZmbZIP124同时受盐、PEG6000和低温胁迫诱导上调,硝态氮缺乏胁迫抑制ZmbZIP1、ZmbZIP6和ZmbZIP134基因表达,而铵态氮缺乏胁迫下,这3个基因表达明显上调,推测这些基因广泛参与应答逆境胁迫响应途径。     

基于Sentinel-2遥感影像的黑土区土壤有效磷反演

【目的】土壤养分含量的整体状况对供给作物的生长有着重要意义,对农田土壤速效养分含量的估算是作物生长发育状况评价过程中的关键环节,高光谱遥感技术的发展为区域有机质和土壤养分的动态监测提供了有效的手段。相比传统方法耗时、耗力及测量复杂等缺点,该文提出了基于遥感影像的大面积土壤速效养分含量的精准估算方法,对促进玉米作物的精准施肥和黑土地肥力保护具有重大理论意义。【方法】文章以东北黑土区的吉林省农安县玉米农田为研究区,基于Sentinel-2遥感影像和土壤有效磷含量实测数据,利用偏最小二乘回归方法构建土壤有效磷含量的反演模型,最终获取土壤有效磷含量的空间分布图,实现了黑土区土壤有效磷含量的大面积、快速、精准估算。【结果】Coastal aerosol波段(海岸/气溶胶波段)、可见光波段及红边波段与土壤有效磷含量的相关性较强,模型的决定系数R²为0.649、均方根误差为2.44 mg/kg。【结论】利用偏最小二乘回归模型估算所得土壤有效磷含量空间分布情况与其空间插值结果相一致,从空间分布情况上看,农安县西北部的土壤有效磷含量最高,东北部的土壤有效磷含量高于中部与南部地区;模...     

玉米耐低氮基因型筛选时期的初步探讨

采用溶液培养法研究了贵州省喀斯特高原生态型玉米品种贵毕303不同时期氮素营养对玉米缺氮症状、形态特征、生物学产量及氮素营养状况的影响及其差异。结果表明,不同时期供氮对贵毕303的缺素症状、地上部和地下部的生物学产量、生物学形态特征及植株氮素营养状况产生不同程度的影响,其中以玉米的生物产量、根系体积、植株总吸氮量及缺素症状表现更为突出,可明显地反映贵毕303氮素营养特征的阶段性或时期性。根据植物营养临界期定义,该玉米品种的三叶期后完全营养液培养供应时期或近4叶期是玉米氮素营养基因型材料筛选的关键时期。     

玉米田养鹅对土壤理化性状、杂草多样性及玉米生长的影响

为探究"玉米田养鹅"对农田生态系统杂草多样性、土壤理化性质及玉米生长状况的影响,以林芝市八一镇章麦村试验田为研究对象,运用对比方法,研究玉米田养鹅(Raising geese in cornfield,RGC)和对照(Control,CK)土壤理化性质、杂草多样性及玉米生长的异同,旨在通过田间状态的描述和中间状态的研究,为以后优化玉米田调控措施提供依据。结果表明:1)RGC处理有19种杂草,其中以菊科植物最多,对照组仅有9种。不同功能群杂草密度相差很大,双子叶一年生或越年生被子植物功能群杂草密度远远高于其他5种功能群;RGC处理提高了杂草群落Shannon-Wiener和Simpson多样性指数,但降低了Pielou均匀度指数和Margalef物种丰富度指数;2)RGC处理土壤含水率较对照高1.27%,与对照相比差异不显著(P0.05);3)随着土层加深,RGC和对照土壤紧实度均呈逐渐增加趋势,且RGC对紧实度影响显著;4)对照土壤碱解氮含量为86.48mg/kg,略高于RGC处理2.67mg/kg(P0.05),速效钾含量为161.07mg/kg,略高于RGC处理28.66mg/kg(P0.05),而RGC的土壤中速效磷含量为120.98mg/kg,是对照(106.25mg/kg)的1.14倍(P0.05)。结论:RGC处理增加了农田系统杂草数量、种类和生物量,提高了生物多样性,使土壤紧实度明显减小、土壤含水率增加及土壤养分含量出现差异,且玉米各项农艺性状低于对照。     

opaque-2玉米近等基因系的构建与赖氨酸含量快速检测

我国高赖氨酸玉米种质资源狭窄,opaque-2(o2)突变基因能大幅提高玉米赖氨酸含量,通过分子标记辅助选择构建o2玉米近等基因系并检测其赖氨酸含量具有重要意义。其中,要解决的两个关键问题是如何准确地将不同供体的o2突变基因导入受体系和如何快速地检测导入系的赖氨酸含量。本研究利用O2基因内紧密连锁的SSR共显性标记引物phi057检测玉米供体和受体自交系的多态性,利用其特异性和共显性构建o2近等基因系;参考已有研究,改进染料结合(DBL)法,测定18组构建成功的o2近等基因系的赖氨酸含量。结果表明,不仅在不同供体(CA339和山东2548)之间存在多态性,而且在不同受体系间也存在多态性,利用phi057能够成功地将不同供体的o2突变基因导入受体系,构建o2近等基因系;改进的DBL法分析表明,不同受体系赖氨酸含量变化较大,不同背景的受体系导入o2突变基因后赖氨酸含量增加的幅度差异也较大;普通玉米自交系间赖氨酸含量为0.223%~0.368%,构建成功的不同o2近等基因系间,赖氨酸含量为0.373%~0.527%,与受体亲本相比,赖氨酸增加幅度最低为13%,最高为74%。分析表明,phi057能准确筛选导入o2突变基因的受体系,结合改进的DBL法能快速地选择赖氨酸含量高的玉米。     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

气压式玉米精量播种机均匀低损配气机构设计与试验

针对气压式玉米精量播种机配气系统存在各行气流分配不均、气压损失及气流速度损耗较大的问题,基于加压导管定常不可压缩湍流模型损失理论,探明了气流损失及分配不均的原因。采用等效仿真简化模型,通过 CFD （computational fluid dynamic,CFD）仿真4种不同气路结构中气压损失及气流速度损耗,分析得出最佳气流分配方式;通过正交试验,得出分配器最优结构形式;确定了配气机构连接段最优母线形状为内凹-外凸组合型曲线,连接段长度以及组合曲线内凹外凸水平长度比是2个影响配气机构性能的关键参数,连接段长度值越大,节锥角越小,且组合曲线内凹外凸水平长度比在3附近时气压损失及速度损耗最小。与常用配气机构进行对比试验,试验结果表明,常用配气机构的气压损失在30%以上,而该低损配气机构能够将气压损失减小到10%以内,气流速度损耗不显著,各行压力一致性变异系数在4%以内。     

夏玉米水分胁迫与反冲机制及其应用

通过定点试验研究了不同生育期水分胁迫对夏玉米生理生态过程的影响。结果表明,不同生育期 水分胁迫对夏玉米产量及其构成因素的敏感因子不同。土壤水分胁迫首先作用于作物叶片,叶水势下降后,叶片生长、光合作用及光合产物的运输均随之下降。适度水分胁迫可诱发反冲机制,秸秆覆盖可缓解水分胁迫并对反冲机制有增益作用。反冲机制对旱作农业、农业节水有广泛指导意义。     

地下水作用下微咸水灌溉对土壤及作物的影响

随着微咸水灌溉面积逐年增加,不合理的灌溉对土壤环境造成了不同程度的污染。该文采用大型蒸渗仪研究不同地下水埋深条件下微咸水灌溉夏玉米对土壤-作物系统环境因子的影响。研究结果表明：在地下水水位低于3 m地区进行微咸水灌溉,0～100 cm的土层内不会形成严重的积盐现象。当灌水水质为4 g/L时,灌水水质对土壤盐分环境的影响大于地下水埋深对其的影响。地下水埋深越深,夏玉米叶面积指数、株高及产量越小,且随灌溉水盐分水平的增加而减小,地下水埋深对夏玉米形态指标的影响大于盐分水平对其的影响。     

中国玉米灰斑病病原菌的鉴定及其基本特征研究

【目的】明确引起中国玉米灰斑病的病原菌种类。【方法】广泛采集玉米灰斑病发生地区病样,用单孢分离方法获得大量菌株,采用病菌形态学、培养特征和种特异性鉴定技术,准确鉴定中国不同地域的玉米灰斑病致病种。【结果】从黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、云南和湖北大量采集的玉米灰斑病病样中分离获得136个菌株,经过系统鉴定,确认其中65个菌株为玉蜀黍尾孢（Cercospora zeae-maydis）,71个菌株为玉米尾孢（C. zeina）,未发现以往有记载的高粱尾孢玉米变种（C. sorghi var. maydis）;引起中国北方地区玉米灰斑病的是玉蜀黍尾孢,而引起云南和湖北玉米灰斑病的是玉米尾孢,但在2008年前分离的云南菌株中有玉蜀黍尾孢。【结论】在中国,玉米灰斑病的病原菌有2个种：玉蜀黍尾孢和玉米尾孢,前者存在于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古和山东,在云南2008年前也有分布,后者分布在西南玉米区的云南、湖北。