海洋环境来源的淀粉酶AmyP对生玉米 淀粉的降解特性

来自海洋宏基因组文库的 α-淀粉酶（AmyP）属于最新建立的糖苷水解酶亚家族GH13₃7。AmyP 是一个生淀粉降解酶,能有效降解玉米生淀粉。在最适反应条件 pH 7.5和 40 °C 下,生玉米淀粉的比活达到 39.6 ± 1.4 U/mg。酶解反应动力学显示 AmyP 可以非常快速的降解生玉米淀粉。对 1%的生玉米淀粉仅需要 30 min;4%和 8%的生玉米淀粉只需 3 h。DTT 可以显著提高 AmyP 对生玉米淀粉的降解活性,1% DTT 促使活性增加 1倍。根据电镜观察和产物分析,认为 AmyP 是以内腐蚀的模式降解生玉米淀粉颗粒,释放出葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖作为终产物。     

玉米浸渍过程中乳酸杆菌作用的研究

为了加强乳酸杆菌在玉米浸渍中的促进作用,我们对自己选育的一株乳酸杆菌ＨＷ—１０６进行了增殖培养。在浸渍开始时,把该茵液以１０％量接种于玉米浸渍水中,浸渍液中ＳＯ２的浓度为０．１０％;浸渍温度为５０±１℃。在此条件下,玉米的浸渍时间由传统的６８ｈ,缩短到３２ｈ。     

黄土旱塬区土壤水分状况与作物生长、降水的关系

土壤水分研究是统筹农业生产和生态环境建设的关键环节.本研究结合4年田间定位试验,通过对黄土高原南部长武旱塬冬小麦和春玉米2012—2015年土壤水分状况的研究,分析农田土壤干层形成情况、土壤水分对作物生长的影响、降水对土壤水库的影响以及作物对土壤水分状况的影响.结果表明: 降水年型是冬小麦地土壤干层形成的主导因素,年内降水分布不均是春玉米地土壤干层形成的主导因素.长武旱塬区冬小麦和春玉米一年一季的种植制度不会导致永久性干层的产生;相较于春玉米,冬小麦根系生长习性更符合黄土旱塬区土壤水分循环特征,黄土旱塬区土壤水分有效性可保证作物产量稳定;降水作用下,冬小麦土壤水库充、放水过程呈现收获期、休闲期和苗期连续充水、缓慢消耗期和大量消耗期连续失水相互交替的特点.0～300和300～600 cm土层土壤水库不一致性现象明显,以最大根深作为野外监测试验中土壤含水量的取样深度时,由于深层土壤水库负反馈作用,不同降水年型下,休闲期和苗期的蒸散均会被高估,缓慢消耗期和大量消耗期的蒸散均会被低估.冬小麦田间过渡层存在的范围为140～360 cm;作物生长的时间跨度影响土壤水库效应的发挥,土壤水库对冬小麦供水表现为年际间的调节作用,土壤水库对春玉米供水表现为季节间的调节作用.     

不同生育期玉米上草地贪夜蛾的发生为害规律

2019年在广东湛江、江门调查了玉米上草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (Smith)发生为害动态,分析了不同生育期玉米上该虫发生为害差异规律。发现各个地区草地贪夜蛾的虫口数量与玉米受害程度存在较大差异,呈现不均衡性;该虫对玉米苗期为害最严重,其次为大喇叭口期;建立了2个地区玉米6个生育期受害率与虫口数量之间的线性回归模型。研究结果可为草地贪夜蛾监测预警及防控提供参考。     

不同品种玉米对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响

为评价新入侵害虫草地贪夜蛾对我国不同品种玉米的为害潜能,本文采用组建实验种群生命表的方法研究了草地贪夜蛾对3种甜质型玉米(穗甜1号、正甜68和华金甜1号)以及3种糯质型玉米(京科糯2000、广黑甜糯和广糯1号)的生存适合度,分析了草地贪夜蛾生物学指标与玉米叶片主要营养物质及粗纤维含量间的相关性。结果表明: 取食甜质型玉米的草地贪夜蛾的幼虫存活率、蛹重、雌成虫产卵量均显著高于取食糯质型玉米;取食甜质型玉米草地贪夜蛾的内禀增长率介于0.1566～0.1843,净生殖力介于187.97～353.35,也均高于取食糯质型玉米(内禀增长率介于0.0998～0.1465,净生殖力介于25.89～95.34),表明取食甜质型玉米的草地贪夜蛾具有更高的种群增长能力。甜质型玉米叶片中主要营养物质维生素C、淀粉、可溶性糖、蛋白质、脂肪、总氨基酸及粗纤维的含量普遍高于糯质型玉米,草地贪夜蛾的净生殖力与维生素C、淀粉、可溶性糖、蛋白质及粗纤维的含量均存在显著正相关关系。草地贪夜蛾在甜质型玉米上具有更高的生存适合度。     

玉米灵芝菌粮营养成分及加工特性变化研究

玉米作为主要的杂粮谷物,营养价值高,维生素、膳食纤维等含量丰富,可以预防多种亚健康疾病,受到市场追捧。但是玉米粉营养结构不均衡、加工性差,限制其应用。有研究表明,微生物发酵技术可以改善谷物的营养成分、大分子物质结构和加工特性。基于此,利用灵芝固态发酵玉米,得到玉米灵芝菌粮（简称菌粮）,从营养成分、大分子物质结构和加工特性3个方面对其进行评价。结果显示,与未发酵玉米相比,菌粮中碳水化合物、蛋白质含量分别提高了748%、28.00%,且蛋白质的氨基酸评分提高,而脂肪含量降低了52.56%;维生素C、核黄素和烟酸含量均显著提高（P<0.05）,分别提高了56.19%、73.91%和20.27%,且玉米中缺乏的硫胺素在菌粮中被检测到;菌粮中各类淀粉和纤维的含量也发生了显著变化（P<0.05）,淀粉、支链淀粉含量分别降低了11.17%、34.70%,直链淀粉含量提高了26.66%,粗纤维、不溶性膳食纤维含量分别降低了21.07%、21.47%,可溶性膳食纤维含量提高了13.57%;菌粮粉粘度降低,水溶性指数提高,吸水性指数和溶胀力降低;此外,与灵芝子实体相比,菌粮中灵芝三萜和灵芝酸含量均显著提高（P<0.05）,分别为灵芝子实体的1.68和2.07倍。灵芝固态发酵玉米得到的玉米灵芝菌粮,营养结构更加均衡,功能活性提高,具有更高的营养价值;大分子物质结构发生改变,加工特性得到改善,冲调特性更好。研究结果为食用菌发酵改良谷物特性的研究提供了参考和指导。     

One phase of the dormancy developmental pathway is critical for the evolution of insect seasonality

Evolutionary change in the timing of dormancy enables animals and plants to adapt to changing seasonal environments and can result in ecological speciation. Despite its clear biological importance, the mechanisms underlying the evolution of dormancy timing in animals remain poorly understood because of a lack of anatomical landmarks to discern which phase of dormancy an individual is experiencing. Taking advantage of the nearly universal characteristic of metabolic suppression during insect dormancy (diapause), we use patterns of respiratory metabolism to document physiological landmarks of dormancy and test which of the distinct phases of the dormancy developmental pathway contribute to a month‐long shift in diapause timing between a pair of incipient moth species. Here, we show that divergence in life cycle between the earlier‐emerging E‐strain and the later‐emerging Z‐strain of European corn borer (ECB) is clearly explained by a delay in the timing of the developmental transition from the diapause maintenance phase to the termination phase. Along with recent findings indicating that life‐cycle differences between ECB strains stem from allelic variation at a single sex‐linked locus, our results demonstrate how dramatic shifts in animal seasonality can result from simple developmental and genetic changes. Although characterizing the multiple phases of the diapause developmental programme in other locally adapted populations and species will undoubtedly yield surprises about the nature of animal dormancy, results in the ECB moth suggest that focusing on genetic variation in the timing of the dormancy termination phase may help explain how (or whether) organisms rapidly respond to global climate change, expand their ranges after accidental or managed introductions, undergo seasonal adaptation, or evolve into distinct species through allochronic isolation.     

玉米种质资源抗南方锈病鉴定

玉米南方锈病已成为近几年我国夏玉米生产区间歇性暴发流行的病害,对玉米生产构成严重威胁,病害流行年份可造成10%以上的产量损失。目前,已确认的抗病自交系非常有限,而抗病育种急需不同抗性控制背景的自交系。为发掘和丰富可利用的南方锈病抗源,于2008～2012年,在广西南宁采用田间人工接种方法对1589份玉米种质资源进行抗南方锈病鉴定。通过高病害压力和连续多年的鉴定,从1589份玉米种质中鉴定出高抗（HR）材料26份,占鉴定总数的1.64%;抗病（R）材料137份,占鉴定总数的8.62%;中抗（MR）水平的材料382份,占鉴定总数的24.04%;感病（S）材料489份,占鉴定总数的30.77%;高感（HS）材料555份,占鉴定总数的34.93%。总体上抗南方锈病种质较少,引进种质中抗病类型材料的比例略高。经重复鉴定,筛选出赤556等18份自交系、老来秕等3份地方品种、A69等4份来自津巴布韦的材料、引自CIMMYT的Dr11表现稳定高抗南方锈病,为今后我国玉米抗南方锈病育种提供了新的抗性资源。     

模拟酸雨对不同类型玉米种子萌发和幼苗生长的影响

以普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米为材料,研究了不同模拟酸雨(pH 6.0、5.0、4.0、3.0、2.0、1.0)对玉米种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明:pH 2.0 ～5.0模拟酸雨对玉米种子萌发和幼苗生长没有显著影响;pH l.0处理的普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米的种子发芽率分别为91.3％、68.7％、27.5％和11.7％.与pH 6.0处理(CK)相比,pH l.0模拟酸雨显著降低了玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数、发芽速度、苗高、根长、苗和根干物质、贮藏物质运转效率,延长了平均发芽时间.pH l.0模拟酸雨对玉米幼苗生长阶段的影响大于发芽阶段,对幼苗地下部分的影响大于地上部分;受基因型的影响,普通玉米和糯玉米的抗酸雨能力最强,其次为爆裂玉米,甜玉米最差.玉米属于抗酸雨作物,酸雨抑制阈值介于pH1.0～2.0之间.酸雨地区可优先选择种植普通玉米和糯玉米.