陕A群、陕B群选育的玉米自交系抗旱性鉴定

以陕A群、陕B群在多环境、少施肥和少灌溉条件下选育的33份玉米自交系和4份骨干玉米自交系为材料,通过大田控水试验,调查玉米自交系的穗位叶SPAD值、干物质积累量和茎秆强度等生理指标,采用逐步回归分析方法建立最优回归方程,筛选抗旱性的评价指标。结果表明,穗位叶SPAD、茎秆强度和花后干物质积累量可作为玉米自交系抗旱性的第2性状筛选指标。以子粒产量作为第1性状指标,可将37份玉米自交系划分4种类型,高产抗旱型12份,低产不抗旱型13份,低产抗旱型7份和5份高产不抗旱型。以抗旱指数和抗旱隶属度为指标,将37份玉米自交系可分成3种类型,其中,抗旱性较强的玉米自交系2份,抗旱性中等的玉米自交系15份,抗旱性较差的材料20份。综合分析,2013KB-47、2013KB-37、KA225、KB081、L123098-2和KA105共6份玉米自交系具有穗位叶SPAD高、茎秆强度大、花后干物质积累量高和子粒产量高、抗旱指数高和抗旱能力强的特点。     

利用SSR标记划分广西骨干玉米自交系的杂种优势群

利用SSR标记对广西骨干玉米自交系进行遗传多样性分析和杂种优势类群划分,60对标准引物在33份供试材料中共检测出233个等位基因,平均多态性信息量为0.77,自交系间平均遗传相似系数为0.49。研究结果表明,这些自交系来源广泛,且具有较好的遗传基础。按照UPGMA方法进行聚类分析,可以将33份玉米自交系分为Ⅰ和Ⅱ两个类群,Ⅰ类群可进一步划分为4个亚群。杂种优势模式可被简化为"A×B"模式,A群包括Ⅰ-Ⅰ亚群、Ⅰ-Ⅱ亚群和Ⅰ-Ⅲ亚群自交系,B群包括Ⅰ-Ⅳ亚群和第Ⅱ类群自交系。     

玉米大斑病菌StSte12基因对H_2O_2氧化胁迫的应激调节

通过比较野生型菌株Wt01-23与StSte12基因RNAi沉默突变体菌株StRNAi9-10和StRNAi3-6在H_2O_2胁迫下生长和发育方面的差异,分析转录因子基因StSte12对玉米大斑病菌氧化胁迫的调节能力。在不同浓度H_2O_2胁迫条件下,测定野生型菌株和突变体菌株的菌落生长速度、菌丝形态、产孢量和菌丝萌发率。结果表明,随着H_2O_2浓度的增加,玉米大斑病菌野生型菌株和突变体菌株的菌落生长速度、产孢量和菌丝萌发率均显著降低,但突变体菌株的降低程度显著高于野生型菌株,表明StSte12基因对玉米大斑病菌的氧化应激调节具有重要的调控功能。     

一株对玉米螟高毒力的苏云金芽孢杆菌的鉴定及其杀虫活性

从田间土壤中收集并分离获得野生菌株,进行菌体、伴孢晶体形态学观察及分子生物学鉴定,测定其对玉米螟及水稻二化螟的室内生物活性。结果表明,该菌株革兰氏染色阳性,产生的伴孢晶体形状多为不规则形。16S rDNA序列与苏云金芽孢杆菌属的BMB 171同源性达99%,鉴定为苏云金芽孢杆菌,命名为JN002。该菌株对亚洲玉米螟具有较高毒力,对水稻二化螟毒性不及玉米螟,对黏虫几乎无毒力。该菌株是1株对亚洲玉米螟具有较强毒力的苏云金芽孢杆菌新菌株,同时也具备防治水稻二化螟的潜力。     

吉林省半干旱区45年气候变化及基于Hybrid-Maize的玉米品种熟期选择

本研究分析吉林省西部半干旱地区1971~2015年气候要素变化特征,用Hybrid-Maize模型估算该区域品种熟期(GDD)不同玉米品种的产量潜力。结果表明,该区域近45年温度、降水和日照时数年均变化与玉米生长季变化趋势类似,但生长季变幅与年均值变幅差异较大,且生长季时间序列上突变点明显不同,温度和降水具有滞后性,日照时数具有超前性,其中,生长季温度增幅高于全年温度增幅,但突变时间滞后10年;长期年均降水波动性大,而生长季降水较全年呈现明显上升趋势,且2010年以来生长季均为较湿润阶段。生长季日照时数减少比年均减少趋势慢,为其下降速率的40%。以4月30日为适播期,种植密度60 000株/hm~2时,乾安、洮南、前郭推荐熟期相对较长品种(GDD=1656-1672),扶余、镇赉推荐熟期相对较短品种(GDD为1606和1500)。洮南、扶余、前郭玉米R/V值接近1.0,乾安和镇赉R/V超过1.15,利于获得较高产量。     

玉米根部萜类合酶基因对干旱与激素处理的表达差异分析

选用两个具有抗性差异的玉米自交系B73与Mo17,分别对其根部进行干旱、脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)以及茉莉酸甲酯与乙烯利联合(MeJA/EP)处理,定量检测4个与防御相关的萜类合酶基因An2、ZmTPS6、ZmTPS8以及ZmTPS26的表达情况。结果表明,4个基因在B73与Mo17应对干旱和ABA处理时基因表达差异明显。在Mo17中,干旱胁迫以及ABA处理显著诱导4个基因的表达;在B73中,干旱处理导致An2、ZmTPS6和ZmTPS8基因表达下调,在ABA处理下时,只有ZmTPS6被显著上调;MeJA与MeJA/EP处理在B73与Mo17中都能上调4个基因的表达,但在Mo17中的诱导程度更剧烈。B73与Mo17的根部在响应胁迫时存在显著的萜类代谢差异,可能为其抗性差异原因之一。     

玉米耐盐基因ZmHKT1;5在烟草中的功能验证

HKT类基因是与植物耐盐性密切相关的一类基因。在作物中HKT蛋白可通过排出Na+来维持植物体内的Na~+/K~+平衡,从而影响植物耐盐性。通过在烟草中过表达玉米ZmHKT1;5基因,验证该基因具有提高植物耐盐性的作用。结果表明,过表达ZmHKT1;5基因的T0代材料即显示出叶片耐盐能力的明显提高;T2代转基因株系种子在含盐培养基上的发芽能力明显强于野生型材料,T2代转基因株系幼苗阶段的耐盐能力也得到了明显的提高。通过比较在盐胁迫后2月龄的转基因材料和野生型材料的生理指标,发现野生型材料中MDA和H_2O_2的含量相较转基因材料发生了更为明显的上升,说明转基因材料中过表达ZmHKT1;5基因有效降低了盐胁迫引起的过氧化物积累。综合转基因验证的结果,证明ZmHKT1;5基因具有提高植物耐盐性的作用。     

优良早熟玉米自交系KL3及其衍生系利用

自交系KL3是以441×1034为基础材料经多代自交选育而成的优良自交系,是黑龙江省早熟玉米育种的重要自交系,因其抗病性好、抗逆性强、配合力高、农艺性状好、熟期适中而被广泛应用。自交系KL3直接利用选育8个玉米品种,间接利用选育13个玉米品种,社会效益显著。     

高种植密度条件下玉米杂交种耐密性鉴选指标及评价方法

采用种植密度8.25万株/hm~2和10.5万/hm~2两个种植密度,以28个玉米杂交种为材料,测定植株形态、物质积累、光合特性、穗部性状及单株产量等相关指标,探讨准确有效鉴定玉米杂交种的耐密性指标及方法。利用相对值变异系数较大的指标作为杂交种耐密性强弱的鉴选和评价指标,再利用以指标归一化的变异系数作为权重的模糊隶属函数综合评价方法对28个玉米杂交种的耐密性进行评价。结果表明,以各指标相对值的变异系数(CV≥15%)为标准,筛选出相对茎粗、相对SPAD值、相对Pn、相对干物质量、相对秃尖长、相对行粒数和相对单株产量7个主要指标作为耐密性的评价指标。以7个主要指标归一化变异系数为权重对28个杂交种的耐密性进行模糊隶属函数综合评价,筛选出耐密性较强的杂交种为利民33、登海618、瑞普908、华美1号、KWS2564等,耐密性较弱的杂交种四单19、科河8号、丰田6号、陇单339等。利用主成分分析法进一步验证,得出耐密性强和耐密性弱的前5个品种的重合度均为90%。     

玉米自交系微小遗传差异对产量优势的贡献

对3个玉米自交系遗传差异不同的株系自交3代后株系间产量及相互间杂交优势进行分析。结果表明,同一自交系在遗传上存在微小差异的株系,产量水平及其产量构成因素仍然存在一定差异。自交系初始遗传差异越大,后代株系间的产量差异越大;初始单株遗传差异较小的两个玉米自交系昌7-2和郑58具有微小遗传差异株系间杂交组合的超中亲优势分别达到10.55%、4.77%,超高亲优势分别达到3.69%、3.94%。对杂交优势贡献主要来自行粒数,其次是千粒重。通过关联分析找出行粒数相关基因的SNP标记14个(-Log P4),千粒重相关基因的SNP标记3个(-Log P3)。在开放授粉的条件下,株系间微小遗传差异有利于提高亲本和杂交制种产量。