常用玉米自交系抗旱性及抗旱性鉴定指标研究

采用人工水分胁迫处理,通过植物生理学方法,对10个常用玉米自交系进行了抗旱性研究。结果表明,不同玉米自交系存在明显差异,沈136、齐319、丹598和沈137耐旱性较好,可以作为玉米耐旱育种的基础材料。干旱胁迫下,玉米植株叶片相对含水量、丙二醛含量、电导率和ASI与玉米子粒产量极显著相关,能够比较准确地评价玉米自交系抗旱性的强弱,和抗旱系数、抗旱指数一样可以作为玉米育种耐旱自交系筛选的鉴定指标。     

化学调控和施磷对玉米/花生间作磷吸收利用和间作优势的影响

为了研究化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系磷营养的调控效应,于2012—2013年在河南科技大学农场进行田间试验,试验设单作玉米、单作花生、玉米/花生间作和玉米/花生间作+化学调控4种种植方式,分别施磷[180 kg(P2O5)·hm–2]和不施磷共8个处理,研究了间作玉米和间作花生不同器官磷含量、磷积累分配的特点,分析了化学调控和施磷对间作体系磷间作优势的影响。结果表明:间作显著提高了玉米籽粒磷含量、茎和籽粒磷积累量,促进了磷向籽粒分配;明显降低了花生各器官磷含量、磷积累量,不利于磷向果仁分配;与单作玉米和单作花生相比,间作提高了玉米/花生间作体系磷吸收量,磷吸收间作优势为15.99~19.54 kg(P)·hm–2。在玉米小口期喷施化学调控剂提高了间作玉米籽粒磷含量,降低了茎、叶和籽粒的磷积累量,提高了磷向籽粒分配比例;提高了间作花生果仁磷含量和茎、叶和果仁磷积累量,促进了磷向果仁分配。化学调控间作玉米施磷肥显著增加了间作玉米和花生各器官的磷含量以及磷积累量,提高了磷向玉米籽粒和花生果仁分配比例,促进了间作体系对磷的吸收;磷吸收间作优势为19.50~22.00 kg(P)·hm–2,比不施磷提高16.51%~57.51%,达到显著差异水平。这表明玉米/花生间作具有明显磷间作优势,化学调控间作玉米再施磷有利于间作体系磷吸收量增加,显著提高磷间作优势。因此,生产上可以采用化学调控同时施磷肥来进一步提高磷间作优势。     

氮肥深追可提高玉米对15N的吸收、分配及利用

【目的】 利用15N示踪技术,探索不同追氮方式下玉米植株各组织器官氮素吸收、分配及氮素利用率的情况,为指导寒地玉米高产、高效施肥技术提供理论依据。 【方法】 试验以玉米品种德美亚3号为试验材料,设置不施氮肥（N0）、浅追施一次（S1）、深追施一次（D1）和深追施二次（D2）4个处理。分析了玉米氮素吸收、分配和利用特性,以及肥料贡献和残留。 【结果】 氮肥深追施处理玉米不同器官干物质积累量高于浅追,深追二次又显著高于一次（P < 0.05）;除茎外,深追二次玉米各器官氮素含量均显著高于其它处理（P < 0.05）;氮肥深追玉米各器官氮素积累量高于浅追,除茎和轴差异不显著外,根、叶和籽粒氮素积累量差异显著（P < 0.05）;深追处理15N标记氮素含量显著高于浅追（P < 0.05）,除穗轴外,其它器官间差异达到显著水平（P < 0.05）;氮素深追15N在玉米根和籽粒分配率高于浅追,在叶和轴内的分配率相反;深追一次15N在茎中的分配率高于浅追,深追二次则低于浅追。氮肥深追与浅追相比,氮素利用率分别显著提高了26.0%和14.1%（P < 0.05）;氮肥深追二次与一次相比差异也显著（P < 0.05）;土壤15N残留率深追二次和一次处理分别比浅追一次降低2.1%（P < 0.05）和1.2%,氮素损失率分别减少了23.9%和12.9%（P < 0.05）,肥料氮素贡献率深追二次和一次分别提高了3.6%（P < 0.05）和0.6%。 【结论】 氮肥深追可有效提高玉米的干物质积累、氮素吸收、分配及氮素利用率,降低土壤氮素残留率,提高氮肥的贡献率,且氮肥深追二次好于一次深追。     

不同基因型玉米幼胚愈伤组织的培养特性

为了研究不同基因型玉米自交系幼胚愈伤组织的培养特性,选取19个玉米自交系(属于5个杂种优势类群)为试验材料,以授粉后10～12 d的玉米幼胚为外植体,研究不同基因型和培养基对玉米幼胚愈伤组织诱导率的影响。结果表明,供试材料均能通过幼胚愈伤诱导培养形成愈伤组织,其中11个自交系的愈伤组织能分化获得再生植株。Reid、旅大红骨和其他种质3个杂种优势类群中的B73、黄C、478,综31,178、501、先早17、旱21等8个自交系具有较好的幼胚培养特性和植株再生特性,愈伤组织诱导率高,且愈伤整齐、大小适中、植株再生率高,适宜作为受体材料进行遗传转化。幼胚在附加4 mg／L 2,4-D且去掉水解酪蛋白和L-脯氨酸的N6改良培养基上,幼芽及根的数量少、出愈率高、愈伤组织质地好,并明显减少了幼胚自发性芽分化的趋势,有利于保持愈伤组织胚性、提高再生植株频率,为玉米自交系幼胚诱导的适宜培养基。     

玉米数字模拟器研究

以玉米为对象，对作物-环境-技术关系展开了数字化模拟研究。运用系统分析方法和动态模拟技术，构建了基于玉米生长发育过程的玉米产量与品质形成模拟器系统；应用组件化程序设计思想，采用标准化接口和模块化封装技术，研究了玉米生长、管理、调控与设计数字化模拟器系统；应用可视化技术实现了玉米动态模拟的可视化输出；从而实实现了玉米生产系统预测、管理、调控、设计的数字化和科学化。     

玉米脱水素基因家族的鉴定与分析

脱水素(dehydrin,DHN)属于LEA蛋白第二家族成员,是一种植物中广泛存在的亲水性蛋白,在干旱、低温和高盐等非生物胁迫的环境中起到重要作用。通过生物信息学方法对玉米全基因组DHN家族成员进行了鉴定,并进一步对其系统发育、基因结构、染色体定位和基因复制以及表达模式进行了系统分析。结果显示,在玉米DHN基因家族中共有5个家族成员,多物种系统发育进化树分析、基因结构以及基序分析都表明DHN家族成员在进化上具有高度的保守性。基因复制和物种间微共线性分析表明,在5个玉米DHN基因中存在着1对片段复制基因(ZmDHN1-ZmDHN2),玉米、高粱和水稻3个物种间存在2对直系同源基因(ZmDHN2-Sb04g032250.1,ZmDHN2-Os02g44870.1)。通过转录组表达数据分析表明,玉米DHN家族基因在不同发育时期具有不同的组织表达模式;同时,诱导表达模式分析表明ZmDHN基因的表达受到盐和干旱胁迫的显著诱导。该研究结果将为进一步鉴定玉米DHN家族重要的基因成员并对其开展功能分析奠定基础。     

转Bt毒蛋白基因玉米的研究进展

此文首先回顾了国内外抗虫转基因玉米研究发展历程,归纳总结了转Bt毒蛋白基因玉米的常用转化方法和转基因玉米转化体的鉴定方法,对转Bt毒蛋白基因玉米后续实验的抗虫性分析鉴定及遗传稳定性评价与利用也进行了介绍。进而探讨了Bt毒蛋白基因在玉米遗传转化上善待解决的问题以及未来的发展方向。认为应加大力度对瓶颈技术进行深入研究,以期转Bt毒蛋白基因玉米能够获得更好的发展。     

浅议我国玉米育种工作的限制因素及解决方法

在今后的几十年,我国玉米需求面临巨大的压力,育种目标的核心是继续提高杂交种的生产潜力和利用价值。但品种资源的狭窄制约我国生产水平的提高。因此为了实现玉米生产的可持续以展,拓宽品种资源,加强对种质的改良、扩增、创新是当务之急。玉米种质产业的发展要在种质扩增、改善品质和应用生物技术领域取得突破性进展。     

秸秆覆盖对沟灌水盐迁移与玉米水分利用效率的影响

为研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下的沟灌土壤水盐迁移特征,明晰沟灌作物产量及水分利用效率的变化规律,设置垄背秸秆覆盖量分别为0.3（P0.3）、0.6（P0.6）、0.9（P0.9）、1.2kg/m 2 （P1.2）和常规覆膜（DM）、裸地不覆盖（CK）6种处理,于2019年进行沟灌灌水试验,对比分析了不同秸秆覆盖量下玉米生育期前后沟断面土壤水盐分布、作物产量及水分利用效率的变化情况。结果表明：玉米苗期,覆膜和秸秆覆盖处理能显著降低作物无效耗水,保证生育后期对水分的需求;抽雄灌浆期,覆膜增温效应促进了作物生长,DM处理玉米耗水强烈,土壤储水量最低;玉米成熟期,垂直方向土壤水分运动较前期减弱。整体来看,P1.2、P0.9处理蓄水保墒效果较好（P<0.05）。沟灌灌水定额较小、盐分淋洗效果较差,且受土壤蒸发及地下水补给作用,因此造成根系层盐分累积。覆膜和秸秆覆盖处理均能有效抑制盐分聚集,P1.2和P0.9处理生育末期的土壤含盐量较初始含盐量增幅较小,分别为14.10%和24.74%。P0.9和DM处理产量和水分利用效率较CK分别提高20.01%、25.46%和11.32%、15.29%,增幅较大;过量秸秆覆盖造成播期土壤温度偏低,会影响玉米出苗,P1.2处理玉米产量和水分利用效率较DM处理略有降低,但差异不显著（P>0.05）。采用主成分分析法对沟灌秸秆覆盖下土壤保墒抑盐效果、玉米出苗、产量以及水分利用效率等因素进行综合评价,初步确定适宜的沟灌秸秆覆盖模式,建议采用0.9~1.2kg/m 2 的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减小地膜残留带来的环境污染。本研究可为灌区农业栽培提供一定借鉴。     

饲用玉米根际促生菌资源筛选及其特性研究

为获得玉米根际促生菌(PGPR)菌株并明确其功能特性;以玉米根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选溶磷菌与固氮菌,测定所选菌株溶磷能力和固氮酶活性,并测定其产IAA的能力,从中筛选综合性能优良的菌株,在此基础上,运用生理生化鉴定和16SrDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定优良菌株的种属。结果表明:玉米根际有大量PGPR菌,分布特征表现出根表(RP)根表土(RS)远根土(NRS)根内(HP)的数量分布规律,呈根际效应。最终获得262株PGPR菌,其中固氮菌48株,溶解无机磷细菌108株,溶解有机磷细菌106株,有分泌IAA能力的菌株15株。筛选出综合性能优良、有进一步开发应用潜力的菌株7株。经鉴定其中3株为Pseudomonas fluorescens;2株为Bacillus subtilis;Klebsiella oxytoca和Bacillus megaterium各1株。