玉米群体陕综5号果穗性状遗传特征分析

对玉米群体陕综５号果穗性状进行了综合分析,结果表明：陕综５号群体遗传基础丰富,丰产性突出,果穗各数量性状均趋正态分布。分析认为就该群体进行籽粒产量改良时,直接对行粒数、粒型、粒重选择的意义不大,而对穗行数进行选择基本不受其它性状选择的干扰。陕综５号群体的主要选择目标应是：穗行多,果穗长,结实性好。     

国内部分玉米地方品种的品质与农艺性状的表型多样性分析

以710份玉米地方品种为材料,采用随机区组设计,研究了其在脂肪、蛋白质与淀粉等品质性状以及株高、穗长等农艺性状上的表型多样性,分析了这些研究材料的表型多样性在地理来源上的分布.结果表明:(1)平均油分含量4.92%,达到高油3、2和1等级的材料各11、2和3份,地区间差异不显著;(2)平均蛋白质含量12.55%,96%的材料达到食用玉米1等级蛋白质舍量,地区间差异显著;(3)平均淀粉含量70.88%,所有材料均未达高淀粉玉米品种审定标准;(4)株高、穗位高和雄穗分枝数等3个植株性状的变异程度大,地区间差异显著,华南、西南和西北的植株高大,雄穗发达,而华北和东北的植株矮小,雄穗分枝数较少;(5)在3个果穗性状中,变异程度大小依次是穗长、穗行数和穗粗,地区间差异显著,筛选到长穗、粗穗和多穗行材料各5、1和3份;(6)不同地区和不同性状的多样性指数均有显著差异,以华南、华东和西南玉米材料的多样性水平较高.所有研究材料的表型多样性分析结果显示这些材料的脂肪与蛋白质含量较高,淀粉舍量较低;华南、华东和西南种质的多样性水平明显高于其他地区的种质.     

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。     

玉米抗镰刀菌穗腐病接种方法及抗病资源筛选研究

对玉米抗穗腐病性鉴定中采用的牙签法与花丝通道注射法进行比较研究表明,牙签法接种果穗的发病程度重于花丝通道注射法接种。牙签法接种病菌于果穗子粒与穗轴之间,有利于病原菌的发育扩展,是一种比较理想的、容易操作的接种方法。采用牙签法接种串珠镰刀菌,对178份玉米自交系和15份杂交种进行抗穗腐病鉴定,筛选出高抗(HR)自交系1份、抗病(R)玉米自交系34份、抗病(R)玉米杂交种12份。     

美发现玉米果穗丝毒

美国农业部农业研究署的科学家发现,从墨西哥引进的玉米虽不适于商品生产,但其果穗丝中却含有一种可毒杀玉米果穗夜蛾、而对人畜无毒的化合物。试验表明,玉米的害虫玉米果穗夜蛾在吃了这种果穗丝之后,多数死亡。目前,科学家们已对这种穗丝进行了化学鉴     

玉米重金属铅含量的配合力分析与育种对策

选择有代表性的12个玉米自交系,按Griffing4模式组配获得66个组合(F1),用温室盆栽,在3个Pb2+污染水平下对叶片和子粒Pb2+含量配合力和遗传参数进行分析。结果表明:玉米叶片和子粒的Pb2+含量一般配合力与特殊配合力差异均达到显著水平,非加性方差大于加性方差,遗传方差大于环境方差,广义遗传率大于狭义遗传率,该性状的变异主要来自遗传因素,遗传力较强。玉米种质筛选过程中,土壤Pb2+浓度在333.32 mg/kg以下,用亲本郑58组配的组合在筛选时不仅注重子粒Pb2+含量未超标而且要注重叶片Pb2+高富集,其主要是兼顾饲料和粮食安全的同时进行土壤Pb2+污染的生物修复;土壤Pb2+浓度高于715.46 mg/kg时,用亲本178组配的组合筛选应注意叶片和子粒低Pb2+积累的种质选育,对今后在不同Pb2+污染土壤中开展玉米品种筛选和规避污染育种策略的选择具有一定的指导意义。     

玉米果穗发生的多样性

我们在进行玉米繁殖器官形成阶段的观察时,在田间和实验室经常发现果穗在各个节上发育的可能性。本来植物各个节上都有腋芽,当条件允许时,各个节上的腋芽都有发育的可能。对玉米来说,腋芽发育后可以形成圆锥花序,亦可以形成果穗。根据我们的观察,除基部一、二节外,其余节上皆发育成果穗。这种果穗发生的巨大潜力,引     

两个相关基因表达量和SNP与玉米雄穗大小相关

玉米雄穗通常较发达,散粉量大于授粉需要,过量消耗能量会影响光合产物向果穗的分配,过于发达的雄穗还会影响群体透光性、降低光合效率。生产实践和育种研究证明,由于雄穗大小与玉米籽粒产量负相关,因此成为品种选育的间接选择指标。该研究根据前人的报道,从11个雄穗大小不同的玉米自交系中扩增角蛋白相关蛋白基因KAP5-4和受体样蛋白激酶基因CLV1的基因组序列,多重比较后用以分析其开放阅读框、保守结构和单核苷酸多态性,用荧光实时定量PCR检测其在雄穗原基中的差异表达,并与雄穗分枝数和雄穗干重两个度量雄穗小的指标进行了相关分析。结果表明:KAP5-4基因的相对表达量与雄穗分枝数(r=0.77,P0.01)和雄穗干重正相关(r=0.83,P0.01)。11个自交系的CLV1基因开放框在2 104 bp存在单核苷酸多态性,其中5个自交系的2 014~2 016 bp核苷酸组成密码子GAC,编码受体样蛋白第702位酸性的天冬氨酸,另6个自交系的2 014~2 016 bp核苷酸组成密码子AAC,编码受体样蛋白第702位极性天冬氨酰胺。在前5个自交系中,CLV1基因的相对表达量与雄穗分枝数(r=-0.92,P0.01)和雄穗干重(r=-0.91,P0.05)负相关;而在后6个自交系中,仅与雄穗干重负相关(r=-0.91,P0.05)。综上所述,KAP5-4和CLV1基因的表达和单核苷酸多态性与玉米雄穗大小关系密切,可开发功能性的DNA标记用于玉米育种的分子标记辅助选择。     

粗缩病对玉米产量和籽粒品质的影晌

以6个对玉米粗缩病（MRDV）表现不同抗性的玉米品种为材料,研究了粗缩病对玉米产量性状和籽粒品质的影响。结果表明,在供试品种中,‘青农105’和‘青农8’为抗病品种,‘登海3622’和‘农大108’为中抗品种,‘先玉335’和‘郑单958’为感病品种。感病后,玉米果穗穗长、行粒数、穗粒重和产量显著降低,且损失程度表现为抗病品种〈中抗品种〈感病品种：籽粒中粗淀粉含量显著降低,粗蛋白含量升高,粗脂肪含量变化不明显。回归分析表明,通过旃情指数可以准确预测玉米粗缩病导致的产量损失。     

玉米重金属铅(Pb~(2+))含量的配合力分析与育种对策

选择有代表性的12个玉米自交系,按Griffing4模式组配获得66个组合(F1),用温室盆栽,在3个Pb2+污染水平下对叶片和子粒Pb2+含量配合力和遗传参数进行分析。结果表明:玉米叶片和子粒的Pb2+含量一般配合力与特殊配合力差异均达到显著水平,非加性方差大于加性方差,遗传方差大于环境方差,广义遗传率大于狭义遗传率,该性状的变异主要来自遗传因素,遗传力较强。玉米种质筛选过程中,土壤Pb2+浓度在333.32 mg/kg以下,用亲本郑58组配的组合在筛选时不仅注重子粒Pb2+含量未超标而且要注重叶片Pb2+高富集,其主要是兼顾饲料和粮食安全的同时进行土壤Pb2+污染的生物修复;土壤Pb2+浓度高于715.46 mg/kg时,用亲本178组配的组合筛选应注意叶片和子粒低Pb2+积累的种质选育,对今后在不同Pb2+污染土壤中开展玉米品种筛选和规避污染育种策略的选择具有一定的指导意义。     

大豆品种分枝数分级标准探索

大豆分枝与株型及其产量关系密切。大豆品种资源分枝数的表型鉴定对提高其利用效率具有重要指导意义。为了探索黑龙江大豆品种在北京异地种植条件下的分枝数,本研究以来源于我国东北生态区的49份大豆品种为材料,于2011年和2012年采用随机区组试验,在45 cm行距条件下,株距分别设置25 cm、15 cm和5 cm,研究品种的分枝数及对种植密度的敏感性。结果表明,不同品种的分枝数存在极显著差异,并且各品种对种植密度的敏感程度不同。根据分枝数目将参试品种分为少分枝、中等分枝和多分枝3类;根据分枝数与种植密度的相关系数将参试品种分为不敏感、低度敏感、中等敏感和高度敏感4类。本研究为参试材料在不同株型优良品种培育中的利用提供了理论依据,也为大豆种质表型鉴定提供了参考。     

玉米品种耐阴性指标的筛选与评价

采用大田试验,研究了24个玉米品种在50%遮光处理下的形态、生理与产量性状的变化.结果表明：与自然光照相比,遮光处理后,玉米的株高降低,茎粗减小,雌雄间隔期延长,净光合速率减小,比叶重减小,地上部干物质量减少,果穗缩短变细,穗轴直径减小,行粒数减少,籽粒产量显著降低,其中雌雄间隔期、净光合速率、比叶重和行粒数变化的百分率与地上部干物质量和籽粒产量减少的百分率之间呈显著或极显著相关,可作为田间鉴定玉米耐阴性的有效指标.采用综合耐阴性状作为评价参数,经聚类分析表明,郑单958、浚单20、登海602等14个品种属耐阴型品种,安玉12、豫玉22等10个品种属非耐阴型品种.表明以形态、生理指标结合产量性状来评价玉米耐阴性较为客观,且简单易行.     

不同杂种优势群玉米子粒脱水速率分析

采用烘干法测定170份玉米自交系的子粒的脱水速率及其相关性状,利用覆盖玉米全基因组的210对SSR标记对试验材料进行全基因组扫描,通过Structure V2.3.4软件揭示其群体结构。对不同杂种优势群平均子粒脱水速率进行方差分析,并筛选出各个类群中子粒脱水速率快的自交系。结果表明:子粒脱水速率在不同自交系间存在显著差异,与穗轴和子粒的含水率等性状间存在显著相关性。试验共筛选到子粒脱水速率大于1%的自交系20个;授粉后40 d子粒含水率低于21%的自交系10个。参试自交系分成P、旅大红骨、瑞德、兰卡斯特和唐四平头5个杂种优势群;授粉后40 d子粒脱水速率依次是瑞德群0.92%、兰卡斯特群0.85%、旅大红骨群0.82%、混合群0.80%、P群0.76%、唐四平头群0.56%。本文旨在通过研究不同杂种优势群玉米自交系子粒脱水速率的特性,筛选子粒脱水速率快的自交系,为选育适应机械化作业的玉米杂交种提供借鉴。     

弱光胁迫对不同耐荫型玉米果穗发育及内源激素含量的影响

2010—2011年以耐荫性较弱的玉米杂交种豫玉22和耐荫性较强的玉米杂交种郑单958为材料,在抽雄前3 d开始进行弱光胁迫处理,吐丝后10 d恢复自然光照,研究弱光胁迫及光恢复对不同耐荫型玉米果穗生长发育及其内源激素含量的影响。结果表明:弱光胁迫下,玉米果穗生长发育明显减缓,穗长、穗粗和果穗干物质积累显著减小,秃尖度变大;穗行数、穗粒数和籽粒库容显著降低;吐丝期果穗顶部小穗子房发育停滞,已有败育迹象的籽粒在恢复自然光照后无明显改善;豫玉22果穗和籽粒性状在处理间的差异程度均大于郑单958。弱光胁迫下,两玉米杂交种果穗的ABA和ZR含量均升高,而GA含量和GA/ABA比值均降低;IAA含量和IAA/ABA比值在郑单958果穗中表现为升高,而豫玉22则表现为下降。     

玉米果穗超弱发光特性的研究

玉米果穗的超弱发光特性与籽粒成熟度及籽粒着生部位有关。随着成熟时水分的散失和干物质的积累,发光由强到弱,成熟期为发光最低值。超弱发光可反映出玉米籽粒营养物质的转化动态。试验证明玉米果穗不同发育阶段的生理代谢与超弱发光密切相关。     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明:与水分适宜对照(CK)相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8％,叶面积偏小41.2％,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6％,叶面积偏小14.1％,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9％、19.1％、28.1％和29.4％,空秆率增加13.3％;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3％,叶面积偏小37.3％,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2％、24.1％、30.8％和27.9％,空秆率增加24.5％.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

玉米雄穗性状遗传结构与形成分子机制*

玉米为雌雄同株异花植物,其雄穗着生于植株顶部,雌穗腋生。雄穗一方面需产生足量花粉以保证雌穗授粉结实,另一方面由于对下部叶片的遮蔽作用和自身营养需求,其生长发育会同时影响叶片光合作用效率和能量分配,因此优化雄穗结构是提高玉米产量的重要措施之一。玉米雄穗性状包括雄穗分枝数、雄穗分枝长度、雄穗主轴长度、雄穗分枝总长度、雄穗分枝角度等,均为多基因控制的数量性状。自20世纪90年代,研究者开始利用数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位方法解析玉米雄穗性状遗传结构;随着玉米自交系B73等参考基因组释放,以及DNA微阵列、基因组重测序等高通量基因分型技术的日益成熟,全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)成为数量性状遗传研究的主流方法,目前已鉴定出大量玉米雄穗性状遗传位点。通过总结雄穗性状遗传定位研究结果,构建一致性图谱并挖掘定位热点区间,有助于进一步了解雄穗性状遗传结构特征及指导雄穗性状候选基因克隆。此外,通过对调控雄穗发育的已知基因进行功能分类,可为解析玉米雄穗发育的遗传网络和调控通路提供理论支撑。     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明：与水分适宜对照（CK）相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8%,叶面积偏小41.2%,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7 d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6%,叶面积偏小14.1%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9%、19.1%、28.1%和29.4%,空秆率增加13.3%;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3%,叶面积偏小37.3%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2%、24.1%、30.8%和27.9%,空秆率增加24.5%.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

红花单株花产量选择指数的研究

本试验用9个栽培红花品种为材料,进行单株花产量选择指数的研究。结果表明,通过分枝高或株 高两性状进行相关选择可有效提高单株花产量。分枝高、单株有效果球数、开花期是决定单株花产量选 择效果的3个关键性状,综合选择时必须加以考虑。无效分枝数亦是影响单株花产量的重要因素之一, 选择时应予重视。用株高、分枝高、单株粒数、单株有效果球数、开花期、无效分枝数6个性伏组成的选 择指数对单株花产量进行选择的效果最好。用该选择指数对9个参试品种评审结果表明,张掖无刺为 最佳花用型品种,B-54为最差的低产花用品种。     

鲜食玉米病虫害防治技术

在乳熟期采摘的玉米果穗我们通常把它称为鲜食玉米,这种类型的玉米可以直接食用,也可以用作加工。鲜食玉米可分为笋玉米、糯玉米、甜玉米等诸多品种。它既可以作为粮食也可以作为菜肴,并且具有较高的营养价值和良好的口感,风味独特,颇受广大消费者的喜爱。特别是作为黑色食品的黑玉米,在我国的各大城市中备受青睐。从种植成本、生长期以及适应性等方面来看,与其他玉米相比鲜食玉米都有较大的优势,具有较高的经济价值,其市场前景非常广阔。因此实现鲜食玉米产业化生产,对农民的增收、农业现代化的推进以及提升城市居民的消费水准都具有非常重要的现实意义。