大刍草稀有等位基因促进玉米密植高产

密植是提高作物单位面积产量、促进粮食增产的重要途径之一。叶夹角是影响玉米(Zea mays)密植的关键因子。中国农业大学田丰课题组最近克隆了2个调控玉米叶夹角的数量性状位点(QTL)——UPA1和UPA2, 揭示了这2个位点的功能基因(brd1和ZmRAVL1)通过油菜素内酯(BR)信号通路调控叶夹角。UPA2位于ZmRAVL1上游9.5 kb, 可与DRL1蛋白结合。另一个影响玉米叶夹角的蛋白LG1可以激活ZmRAVL1的表达; DRL1蛋白与LG1蛋白直接互作抑制LG1对ZmRAVL1的激活表达。玉米祖先种大刍草(teosinte)的UPA2位点序列与DRL1蛋白结合能力更强, 导致大刍草ZmRAVL1的表达受到更强的抑制, 下调表达的ZmRAVL1进一步使下游基因brd1的表达下调, 进而降低叶环区的内源BR水平, 导致叶夹角变小。将大刍草的UPA2等位基因导入到玉米中或对玉米中ZmRAVL1进行基因编辑, 在密植条件下均可显著提高玉米产量。上述发现为高产玉米品种的分子育种改良提供了重要理论基础和基因资源。     

玉米自交系×大刍草远缘杂交后代性状变异研究初探

采用人工剥苞多次授粉方法,将近缘一年生二倍体类玉米（大刍草）与普通玉米自交系杂交,对F1、F2以及回交后代B1的抽雄期、吐丝期、散粉期、株高、穗位高、分蘖进行调查研究,分析远缘杂交后代农艺性孳的遗传变化。结果表明,远缘杂交后代株高、穗化高分离变异较大,而抽雄期、吐丝期、散粉期分离变异较小,不同世代植株分蘖变化较大,F1代有57．5％植株、F2代有23％植株、BC1F1代有0．8％植株有分蘖;雌穗光周期敏感性大于雄穗。     

密植条件下种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响

选用平展大穗型品种鲁单981(Ludan981,LD981)和紧凑中穗型品种鲁单818(Ludan818,LD818),在两种种植密度(60000和90000株/hm2)和两种种植方式(单株和双株)下,研究了密植及种植方式对夏玉米冠层和根系结构与功能以及子粒产量等的影响.研究发现,随种植密度增加,冠层垂直分布呈现干重比例权重上移的趋势,根系则呈现下移的趋势.密植条件下,LD981冠层对生长空间更为敏感,其根系对生长空间的竞争强于冠层,其群体产量限制因素是子粒库容;LD818根系对生长空间更为敏感,冠层对生长空间的竞争强于根系,其群体产量限制因素是单位面积穗数.60000株/hm2下,LD981的群体结构质量和功能较优,双株种植可缓解其冠层竞争,根、冠协调,表现增产;在90000株/hm2下,LD818的群体结构质量和功能较优,双株种植可缓解其根系竞争,部分改善冠层群体结构质量和功能,根、冠协调,表现增产.     

现代玉米起源新见解——两类大刍草的混血

农作物驯化推动了农业文明的出现和繁荣,是人类历史上的重大事件。玉米(Zea mays)作为全球范围内的重要粮食作物,其驯化起源一直备受生物学和历史学界的关注。之前,现代玉米起源自小颖大刍草亚种(Z. mays subsp. parviglumis)的观点一直占主流地位。近期,严建兵与其合作团队系统收集并梳理了玉米各种类型野生种和栽培种资源,综合运用基因组学、群体遗传学和数量遗传学方法及考古学成果,发现现代玉米也存在墨西哥高原亚种(Z. mays subsp. mexicana)的杂交渐渗,并影响了诸多农艺性状,进而提出现代玉米起源的新模型。     

施氮时期对高产夏玉米光合特性的影响

选用登海661(DH661)和郑单958(ZD958)为试验材料,研究了高产条件下施氮时期对高产夏玉米光合特性、产量和氮素利用率的影响.结果表明,分次施氮尤其是增加花后施氮较拔节期一次性施氮可提高产量9.3％-18.2％,氮肥偏生产力提高10.9％-17.5％.拔节期、大喇叭口期、花后10d按2∶4∶4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1∶2∶5∶2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2.分次施氮较一次性施氮可延长灌浆期LAI高值持续期.花后施氮20％-40％较一次性施氮穗位叶Pn、φPSⅡ、NPQ和ETR分别提高了10.8％-24.1％,16.6％-25.1％、29.2％-45.3％和14.4％-25.8％,并保持了灌浆期RuBPCase和PEPCase较高活性,延缓了叶片衰老,提高了光能利用率.DH661较ZD958在相同的施氮方式下花后具有更高的光合性能.分次施氮及花后施氮可显著改善两个高产夏玉米品种光合特性,提高氮素利用率,提高产量.     

高产夏玉米褐斑病产量损失模型及损失机理

采用田间自然发病、定点标记不同褐斑病病级植株的方法,形成玉米褐斑病不同发病程度的21个小组,利用DPS统计分析软件,采用逐步回归法构建了玉米单穗质量和百粒重的损失估计模型.结果表明:玉米百粒重损失模型为y=-4.012+0.377X1-0.228X2+0.694X3-0.144X4,穗粒质量损失模型为Y=-4.536+0.173X1+0.188X2+0.248X3-0.034X4(Y为损失率,1为开花期病情指数,X2为授粉期病情指数,X3为灌浆期病情指数,X4为蜡熟期病情指数).玉米不同生育期的褐斑病病情指数与单穗质量和百粒重损失之间的实测关系与模型模拟结果相符;褐斑病直接影响玉米穗位叶的净光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性,病级越高,净光合速率及两种酶的活性越低.     

马铃薯套种玉米高产栽培技术探析

随着科学技术的发展,在种植领域越来越多的新方法、新技术被广泛应用,为我国作农物高产稳产开辟了广阔的发展前景。马铃薯与玉米套种即使其新技术之一。马铃薯套种玉米是为了充分利用各自的优点,即玉米的高光效作用和马铃薯的耐寒喜阴特性,二者的有机结合有效地促进二者的良好生上。本文探究马铃薯与玉米套种的技术以及高产的原因。     

适合大垄窄行密植栽培的大豆新品系筛选

大垄窄行密植栽培是指以垄作为基础,将原两垄合成一垄,垄上种植6行的窄行密植栽培方法.选用适宜品种是大豆大垄窄行密植栽培的核心技术.本试验的目的就是要筛选出适合大垄窄行密植栽培的大豆新品系.通过本试验我们认为,大垄窄行密植宜选择半矮秆抗倒伏品种,最适合的品系是绥98-6027和绥98-6007,建议示范利用.     

高产玉米叶片冗余及其对产量和光合特性的影响

为探明高产玉米群体是否存在叶片冗余现象,根据2007年15000株·hm^-2密度下的产量结果,筛选出低密度条件下的冗余类型(超试1号)和非冗余类型(超试3号),2008年将两品种在各自最适密度的高产条件下进行开花期整株剪叶1/2（T₁）和1/4（T₂）处理,以其地上部干物质积累量和籽粒产量的变化来证实叶片冗余现象的存在;以Richards模型拟合籽粒灌浆过程;以穗位叶光合特征参数和叶绿素荧光参数来评价去除冗余叶片后光合生理特性的变化.结果表明：不同冗余类型的两个玉米品种,在最适密度的高产条件下都存在叶片冗余现象;适当去除玉米群体冗余叶片可以延长植株活跃灌浆时间,有利于获得较高籽粒产量;去除冗余叶片提高了玉米穗位叶净光合速率和光能利用效率.     

尤质高产多抗玉米新品种高技术产业化

一、项目的市场背景和重要意义 1．经济．技术与市场需求背景 我国是世界上仅次于美国的玉米生产和消费大国,我国玉米常年种植面积为2467万公顷,总产1．42亿吨。虽然近年来,我国玉米单产和总产都有所提高,但仍然满足不了需要,     

AFLP标记与玉米杂种产量,产量杂种优势的预测

以１７个玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）自交系及其按双列杂效配制的１３６个单交种为材料,研究ＡＦＬＰ分子标记与玉米杂效种产量、产量杂种优势的关系。结果表明,基于ＡＦＬＰ数据计算的遗传距离与１９９７年杂种产量、产量中优势的相关系数（ｒ）分别为０．４５０３、０．３７１４,与１９９８年杂种产量、产量杂种优势的相关系数分别为０．４３５２、０．３２５３,均达到显水平,但决定系数（ｒ＾２）都很小。当亲本材料改     

害虫密度与作物产量损失预测的一种新方法

本文首次引入幂指模型（y=yLMexp(-bd^α）来模拟害虫密度与作物产量间的关系。通过对15组不同来源的害虫与作物竞争资料的模拟,证明幂指模型具有实际性的生物学意义,能准确地描述多种害虫和多种作物间的危害关系,预测害虫危害作物可能造成的产量损失,为害虫的经济防治提供了一种新的研究方法。     

对生玉米产量性状的杂种优势和配合力分析

本文利用对生基因转育获得的对生与互生自交系及其杂交组合,研究了对生性状对产量性状杂种优势和配合力的遗传效应的影响。结果表明:对生玉米同互生玉米一样具有普遍的杂种优势,在产量性状上F1对生株优势互×互组合大于对×对组合和对×互(互×对)组合;对生性状的转育对产量性状的一般配合力有降低效应,而含有对生基因的互生玉米具有较高的一般配合力效应,因此,在对生玉米育种中可以利用含有不同对生基因的互生自交系作亲本来组配杂交组合(互×互),从而获得较高的制种产量和高产的对生杂交种。     

Variation for Root Aerenchyma Formation in Flooded and Non-Flooded Maize and Teosinte Seedlings

Morphological and anatomical factors such as aerenchyma formation in roots and the development of adventitious roots are considered to be amongst the most important developmental characteristics affecting flooding tolerance. In this study we investigated the lengths of adventitious roots and their capacity to form aerenchyma in three- and four-week-old seedlings of two maize (Zea mays ssp. mays, Linn.) inbred accessions, B64 and Na4, and one teosinte, Z. nicaraguensis Iltis & Benz (Poaceae), with and without a flooding treatment. Three weeks after sowing and following a seven day flooding treatment, both maize and teosinte seedlings formed aerenchyma in the cortex of the adventitious roots of the first three nodes. The degree of aerenchyma formation in the three genotypes increased with a second week of flooding treatment. In drained soil, the two maize accessions failed to form aerenchyma. In Z. nicaraguensis, aerenchyma developed in roots located at the first two nodes three weeks after sowing. In the fourth week, aerenchyma developed in roots of the third node, with a subsequent increase in aerenchyma in the second node roots. In a second experiment, we investigated the capacity of aerenchyma to develop in drained soil. An additional three teosinte species and 15 maize inbred lines, among them a set of flooding-tolerant maize lines, were evaluated. Evaluations indicate that accessions of Z. luxurians (Durieu & Asch. Bird) and two maize inbreds, B55 and Mo20W, form aerenchyma when not flooded. These materials may be useful genetic resources for the development of flooding-tolerant maize accessions.     

Yield of tomato and maize in response to foliar and root applications of triacontanol

Triacontanol applied to tomato plants as a foliar spray caused a significant increase in total yield and yield per plant. When triacontantol was added to the growth medium, only a temporary increase in yield and number of fruits was observed. The yield of maize was unaffected by triacontanol, either applied to the leaves or to the growth substrate. These results support an earlier observation that a reduction in photorespiration is involved in the regulatory function of triacontanol, since only the yield of tomato, a C₃ plant, was increased. The application method was an important factor in it's effectiveness.     

种植方式与密度对油后棉生育特性及产量构成的影响

为提高棉油两熟作物的产量,实现棉花不同种植方式与密度的合理结合,2013年在湖南省4个试验点研究了密度与种植方式对棉花生育特性及产量构成的影响。结果表明,种植方式和密度对棉花产量的互作效应不显著,各种植方式间以营养钵的产量最高,直播产量最低,但无显著性差异。在同一种植方式中,果枝数、单株成铃数随密度增高而降低,产量随密度的增加而增加。在同一密度下,生育期以直播最短,单株成铃数以营养钵最高、果枝层数以漂浮最多、株高、果枝始节位以直播最高,不同处理对棉花铃重、衣分、衣指、子指影响不显著。直播高密度的产量与营养钵中密度、漂浮高密度产量相当。结果表明,不同种植方式之间产量无显著性差异,直播、营养钵、漂浮三种种植方式均适用于湖南油后棉种植,直播的日产量最高,漂浮日产量最低,适当加大直播种植密度,有利于提高棉花产量,为推广棉花轻简化栽培提供理论依据。     

The Effects of Varying Chromosome Arm Dosage on Maize Plant Morphogenesis

Maize is an especially well-suited species for studying the effects of aneuploidy on plant development. We used B-A translocations and testers that were crossed seven times into inbred W22 to generate a dosage series for 14 chromosome arms. This is the first report of dosage effects on maize morphogenesis using inbred B-A stocks and inbred tester stocks. We compared plants containing one dose or three doses of each of the 14 chromosome arms with plants containing two doses for seven measured traits. These were leaf width, leaf length, plant height, ear height, internode length, ear node circumference, and tassel branch number. We observed the typical maize aneuploid syndrome wherein one dose was more widespread and more severe in its effects than three doses. All but two of the one-dose effects were negative, and all of the three-dose effects were negative. The occurrence of positive responses by hyperploid plants in our earlier B-A-A study and the absence of any positive responses among the hyperploids reported for the 14 simple B-A translocations tested for dosage effects in the present study and previously may reflect gene dosage interaction between the two chromosome arm segments present in the B-A-A translocations. The overall congruence of our results with those of previous studies suggests that the traits measured are quantitative traits controlled by multiple genes whose activities provide a balanced regulation that transcends individual inbred lines or diverse genetic backgrounds and that such genes may be especially abundant in chromosome arm 1L.     

玉米优良自交系成熟胚再生体系的建立

选用生产上广泛应用的10个玉米优良自交系,用幼胚通过组织培养研究其再生特性,结果表明:玉米自交系基因型间的培养能力有较大的差异,自交系178的再生率高达78%。在此基础上以其中的178玉米优良自交系为材料,研究了影响玉米成熟胚再生的各种因素,结果表明:高浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)(4.0 mg/L)是诱导愈伤组织必须的;在继代培养基中添加适量的2,4-D(2.0 mg/L)、6-苄基嘌呤(6-BA)(0.2 mg/L)和硝酸银(10 mg/L)显著增加胚性愈伤组织的形成;在分化培养基中添加0.5 mg/L 6-BA有利于提高愈伤组织的分化频率。该再生体系的建立,为以成熟胚为受体系统的遗传转化体系的建立奠定了基础。     

刺槐叶片可塑生长的密度依赖性

为了探明刺槐叶片性状对种植密度的依赖性,通过刺槐田间栽培试验,研究了刺槐叶片可塑生长的密度依赖性以及主要叶片性状因子之间的关系.结果表明,不同种植密度条件下刺槐叶片厚度均无显著差异,但叶面积、叶绿素含蜃、叶片干重、比叶面积、叶干物质含量和叶片N含量差异显著,表明不同种植密度条件下刺槐叶性因子参数的变异较大,刺槐叶片性状对密度的依赖性较强.叶干重、叶厚度和叶片干物质含量均随种植密度的降低而呈增加趋势,叶片干物质含量与种植密度的相关性达到显著水平(P<0.01),而叶干重、叶厚度与种植密度的相关性不显著(P>0.05).比叶而积和叶片N含鼍均随种植密度的降低而降低,表明刺槐各叶性因子之间对种植密度的依赖性差异明显.对刺槐各叶性因子的相关分析表明,不同种植密度条件下各叶性因子之间的相关性及其强弱均存在差别,表明种植密度是影响刺槐叶性因子变异及叶性因子之间关系的因素之一.叶性特征对种植密度响应存在差异的主要原因是叶性因子之间的协同变化、刺槐生长微环境的差异和刺槐间竞争强度的差异,刺槐不同叶性因子之间的协调平衡和对种植密度响应程度与方向的差异表明了刺槐对其生长环境的适应.