室内外评价在黄淮海夏玉米区释放玉米螟赤眼蜂防治亚洲玉米螟的可行性

为了评价在黄淮海夏玉米区释放米蛾卵繁育的玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae防治亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的可行性,本试验在室内组建了玉米螟赤眼蜂在亚洲玉米螟卵上的实验种群生命表的基础上,在河南省鹤壁市滑县测定了玉米螟赤眼蜂对亚洲玉米螟的防治效果,筛选出了具有较好防治效果的释放密度和释放方法。结果显示,米蛾卵繁育的玉米螟赤眼蜂在亚洲玉米螟卵上的净生殖力R0为9.8240,单雌平均产雌率R0'为12.6256,2013年在河南省鹤壁市滑县释放玉米螟赤眼蜂能使亚洲玉米螟虫口密度减退73.91%,释放密度为2.25×105头/hm2。2014年在鹤壁市淇滨区钜桥镇采用传统的人工挂卡和新型的无人机释放玉米螟赤眼蜂,亚洲玉米螟虫口密度减退54.55%-68.16%。结果表明,在黄淮海夏玉米区释放米蛾卵繁育的玉米螟赤眼蜂防治玉米螟是可行的。     

玉米联合固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A的分离鉴定与固氮特性研究

【目的】固氮微生物是生物固氮的主体,其菌种的选育更是生物固氮研究的基础。本实验室分离鉴定出一株新的固氮菌,并对其固氮相关活性进行初步研究。【方法】固氮菌采用Ashby无氮培养基进行分离纯化。通过形态特征分析、生理生化特征分析、16S r RNA基因序列分析和基因组扫描对固氮菌进行鉴定。利用靛酚蓝-分光光度法检测固氮菌的泌铵能力。固氮酶活性的测定使用乙炔还原法。【结果】从玉米根部分离到一株固氮菌株GXGL-4A,菌体短杆状,大小约为1.5μm×0.5μm,单个或常见2个菌体细胞串联在一起,革兰氏染色结果为阴性。16S r RNA基因序列分析结果表明该菌株与Kosakonia oryzae Fo8A1d 16S r RNA基因序列有95%的相似性,结合形态特征、生理生化特征和基因组扫描,将其命名为K.radicincitans GXGL-4A。对其进行固氮基因nif H的检测,经PCR扩增得到预期的296 bp条带;采用靛酚蓝-分光光度法,测得发酵液中铵态氮含量为2.5 mg/L,表明该菌株具有较好的泌铵能力。乙炔还原法测其固氮酶活性,以乙烯生产量表示,结果显示GXGL-4A菌株在无氮培养基上能够有效地还原乙炔,达到232.94 nmol C2H4/(m L·h)。【结论】菌株GXGL-4A是一株可较好地分泌铵的新的固氮菌,具有很好的研究价值。     

EMS对三个玉米自交系的诱变效应分析

EMS诱变玉米花粉是玉米化学诱变的主要技术。该研究以生产上3个常用的玉米自交系K305、21-ES、R08为材料,对其花粉用不同浓度的EMS诱变处理,探讨其EMS诱变的最佳浓度范围,明确其诱变效应。结果表明：3个自交系经过不同浓度的EMS诱变后,其结实率随着浓度的增大表现出减小的趋势,从其半致死剂量来看,EMS诱变花粉的适宜浓度范围自交系K305和R08均为0.67~1.0 mL?L-1,21-ES在1.67 mL?L-1附近。 M1代不同性状其变异幅度和变异系数与对照相比主要表现出增大的趋势,其不同性状的生物学效应在材料间表现不一致,表明性状在不同材料间对EMS的敏感性不一样,生育期表现为21-ES>K305>R08;主要株型性状表现为R08>21-ES>K305;主要雄穗性状K305和21-ES比R08敏感;主要果穗性状表现为21-ES>K305>R08。 M2代整体表现为变异谱扩大,其株高、穗位高和叶面积以及主要果穗性状的变异表现复杂,主要雄穗性状中除K305的M2株系雄穗分枝数呈双向变异外,其余M2株系整体偏向于雄穗变短,雄穗分枝数减小。该研究结果为后续研究和应用打下了基础。     

太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传及外施赤霉素分析

为了解太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传规律和原因,该研究以不育突变体为母本,自交系178、478为父本,对测交 F1、F2群体进行育性鉴定和株高分析,对 F2可育株进行基因型和株高分析,对姊妹交后代分离群体进行育性鉴定和株高、雄穗长度、节间数、节间长度分析,同时,还对姊妹交后代分离群体进行施赤霉素处理,调查育性和株高的变化。结果表明：178和478背景下的 F1表现出与测交母本一样的极显著差异;在178和478核背景下的 F2中,不育株株高极显著矮于可育株,两核背景下的不育株间株高差异不显著,而可育株间株高差异极显著;F2中纯合和杂合可育株的株高差异不显著;姊妹交后代分离群体中不育株株高、雄穗长度、节间数和节间长度极显著小于可育株;外施赤霉素的不育株在苗期表现出对赤霉素一定的敏感性,但株高最终未恢复正常高度。因此,得出该突变体矮化表现稳定,与不育性状并存,且不受细胞核背景的影响;核不育基因对植株株高的矮化无剂量效应;突变体的矮化与雄穗长度、节间数和节间长度有关;突变体不完全属于赤霉素不敏感型,其矮化并不是单一缺乏赤霉素而引起。该研究结果为认识太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传和生理机制提供了参考。     

基于锁式探针技术快速检测玉米细菌性枯萎病菌和玉米内州萎蔫病菌

目的:建立一种检测玉米细菌性枯萎病菌和玉米内州萎蔫病菌的方法,为同时检测这2种检疫性细菌提供技术手段。方法:基于靶标序列设计2种检疫性细菌的锁式探针,与靶标菌进行连接消化反应,然后采用通用引物进行滚环扩增,其产物与偶联上对应捕获探针的微球进行杂交,最后通过液相悬浮芯片二重检测。结果:该检测方法能够有效地检测2种检疫性细菌,其检测阈值为103CFU/m L,具有良好的可重复性。结论:建立了一种快速、灵敏的玉米细菌性枯萎病菌和玉米内州萎蔫病菌的二重检测方法。     

粘性丝孢酵母的诱变及以玉米秸秆水解液为原料产油条件优化

对粘性丝胞酵母进行紫外诱变,获得一株产油率较高的菌株,较原菌株提高了1.53倍。将该菌株接种于用1%硫酸和酶水解处理并浓缩至还原糖浓度为5%的玉米秸秆水解液中培养,生长较好。通过四因素三水平正交实验,确定培养条件为初始pH值7.0、接种量1%、发酵温度30℃、发酵时间5 d时产油率最高。对最佳产油条件进行验证,测得油脂含量为21.3%。从而为利用农业废弃物大规模生产微生物油脂提供了试验数据。气相色谱-质谱联用分析仪显示油脂脂肪酸组成为棕榈酸28.36%,油酸55.86%,10-十八烯酸9.23%,硬脂酸6.70%,可以作为原料生产生物柴油。     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定北大核心CSCD

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

玉米SAUR基因家族的鉴定与生物信息学分析

为研究玉米早期应答生长素基因SAUR(Small auxin-up RNA)家族,本研究采用全基因组信息鉴定出91个玉米SAUR基因,命名为ZmSAUR。SAUR家族成员基因结构、氨基酸特点、染色体定位及基因进化分析表明,SAUR基因家族在染色体上呈现不均匀分布,其中2号染色体上数量最多为22个,基因的扩增模式为分散复制与片段复制。SAUR基因家族具有相对保守的结构,即包含1个保守的Rna DNA结构,SAUR蛋白的3D结构含有3个α螺旋和3个β折叠。根据多物种SAUR蛋白进化树分析将其分为9个分支,并分析发现玉米与物种相近的谷子聚在一起。这些信息为玉米SAUR基因家族功能分析奠定了一定的工作基础。     

转mCry1Ac基因玉米BT799对斑马鱼的生态毒理学效应

转基因作物的饲用安全性问题一直是人们关注的焦点之一.为评估转mCry1Ac基因玉米BT799对鱼类的生态毒理效应,本研究以斑马鱼为受试动物,设置5个处理:含20%转基因玉米膨化饲料组(GMF)、含20%亲本玉米膨化饲料组(PF)、转基因玉米粉(GMM)、亲本玉米粉(PMM)以及商业饲料对照组(CF),通过98 d的喂养试验,调查斑马鱼的生长表现、组织病理、繁殖、肝脏中抗氧化酶活性及敏感蛋白mRNA的表达水平.结果表明:转mCry1Ac基因玉米对斑马鱼的各项生长指标、肝脏、脑和肠道的组织病理、产卵量、受精卵孵化率、肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及SOD、CAT、热激蛋白70(HSP70)和卵黄蛋白原(VTG)mRNA表达量均无显著影响.但在试验后期,饲料组(GMF和PF)和玉米粉组(GMM和PMM)斑马鱼的体重、体长和特定生长率显著低于商业饲料组;饲料组斑马鱼的孵化率显著低于玉米粉组和商业饲料组;饲料组(3.85±0.76)雄鱼肝脏中的VTG mRNA表达量显著高于玉米粉组(1.60±0.56).研究表明,转mCry1Ac基因玉米对斑马鱼没有明显生态毒理效应,但由于配制的膨化饲料与商业饲料在营养成分和适口性上的差异,可能导致个别指标与商业饲料组相比有显著差异.     

基于DSSAT模型对豫北地区夏玉米灌溉制度的优化模拟

合理的灌溉制度是提高农业水资源利用效率、保证夏玉米高产稳产的前提。采用农业技术转化决策系统(DSSAT,Decision Support System for Agrotechno1ogy Transfer)探究了河南省北部地区夏玉米不同降水年型下的最优灌溉制度。经过参数的校正和验证,归一化均方根误差(nRMSE)、均方根误差(RMSE)和一致性指数(d)均表现出模拟值与实测值的吻合度很好,DSSAT-maize模型可以准确模拟夏玉米物候期、地上部分生物量、产量和土壤水分状况。然后基于模型模拟了不同灌溉处理下的夏玉米生产潜力,从而评估夏玉米缺水量,并对比分析不同生育时期灌水对产量的影响确定最优灌溉时期,综合考虑产量和水分利用效率确定最优灌溉制度。结果表明:夏玉米生长季的缺水量年际间差异显著,多年平均值为38.91 mm,波动范围为0—193.03 mm。在丰水年,不需要灌溉;在平水年,开花期灌水30 mm;在枯水年,开花期和灌浆期灌水50 mm;在特别干旱年,苗期、拔节期和开花期至少灌水180 mm。优化的灌溉制度下丰水年、平水年和枯水年的WUE达到最高且产量分别占其最高产量的100%、99.72%和97.89%,实现了作物高产节水协同提高的目标。