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玉米科学 2018年第01期杂志 文档列表

玉米科学杂志遗传育种·品种资源

基于自然加倍为主体的DH双轮回选择玉米育种技术体系的构思1-7

摘要：依据相关理论和育种实践提出,在单倍体规模化育种技术基础上,应用单倍体轮选遗传修复原理,纳入主体杂优模式双向轮回选择育种理念,融入分子辅助设计、数据采集与分析处理等现代技术,构建＂基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种集成技术体系＂。通过对主体杂优模式的双向DH轮回循环选择改良,逐步累加农艺性状相关有益基因频率,快速聚合雄穗自然加倍基因,随育种进程逐步深入,形成两个相互对应的单倍体高自然加倍商业化核心种质群,逐步摆脱复杂苛刻的实验室或工厂化加倍技术环节,步入简捷高效的单倍体田间自然加倍技术体系。该体系能够实现育种技术全新跨越,大幅度提高育种效率,缩短育种年限,简化操作流程。

玉米泛素活化酶基因家族鉴定及表达模式分析8-14

摘要：通过生物信息学分析,从B73玉米全基因组中鉴定出4个泛素活化酶基因,分别命名为Zm UBA1～Zm UBA4。4个Zm UBA基因编码氨基酸数目在1 030～1 056 aa,编码蛋白分子量在114.63～117.39 k D,等电点在5.18～5.80,且均含有5个内含子。蛋白二级结构预测,4个基因编码的蛋白主要以α–螺旋和不规则卷曲为主,亚细胞定位预测4个基因均定位于细胞核中。荧光定量PCR结果表明,Zm UBA1基因在根、茎、叶、雄穗和雌穗中呈现组成性表达,Zm UBA2和Zm UBA4基因在雄穗表达量最高,Zm UBA3在叶片表达量最高,呈现组织特异性表达。Zm UBA3在盐和低温胁迫上调表达,Zm UBA4在盐胁迫时下调表达,说明Zm UBA3基因可能参与玉米低温和盐胁迫的应答,Zm UBA4可能参与玉米盐胁迫应答。

转精氨酸酶基因ZmARG玉米株系AKF65的杂交组合鉴定及遗传稳定性分析15-19

摘要：以转玉米精氨酸酶基因ZmARG的T_4代株系AKF65为试材,配置杂交组合,对组合进行农艺性状调查和产量性状鉴定,并将F_1进行回交,采用PCR分子检测手段分析ZmARG基因的遗传特性。结果表明,杂交组合合344×AKF65和WY-1-2×AKF65在株高、穗位高等性状上,与非转基因对照组合相比差异均不显著,在产量、单穗重、穗长等性状上显著高于对照组合,百粒重、粒宽和粒厚等性状上显著高于常规对照品种克玉15。BC1F1回交世代中ZmARG基因分离比例均接近1∶1,表明外源ZmARG基因为显性并稳定插入到基因组中。

玉米Ⅰ型二酰基转移酶基因（DGAT1）的生物信息学分析及其在非生物胁迫下的表达研究20-28

摘要：对玉米中的两个I型DGAT基因ZmDGAT1.1和ZmDGAT1.2进行生物信息学分析。结果表明,两个玉米DGAT1基因编码的蛋白均属于膜结合的酰基转移酶类MBOAT家族,均含有多个跨膜结构域以及保守的底物结合和催化功能区。两个玉米DGAT1基因的不同组织和发育阶段表达分析显示,两者在胚乳发育期表现出高水平表达;在种子发育期表达模式完全不同,ZmDGAT1.2在种子发育既油脂合成的早期表达水平较高,ZmDGAT1.1在种子发育和油脂合成的后期表达水平更高。多种非生物胁迫处理条件下的qRT-PCR检测结果表明,两个DGAT1基因对多种非生物胁迫的响应模式也有明显差异,说明其在参与逆境胁迫响应方面发挥着不同的作用。

玉米品种对鞘腐病的抗性评价及产量损失研究29-36

摘要：选取中国北方生产主栽玉米品种和常用自交系,通过人工接种的方法进行玉米鞘腐病的抗性鉴定。结果表明,139份玉米杂交种中,免疫品种3份,高抗品种124份,抗病品种12份,无感病品种,表明目前生产上推广的玉米杂交种对鞘腐病的抗性较好,鞘腐病的发率病与病情指数正在逐年上升。供试12份自交系的平均抗性水平明显低于杂交种,发率病明显高于杂交种。测产结果表明,产量损失同玉米鞘腐病发病程度呈正比。

海南播期对玉米DUS测试性状表达的影响37-44

摘要：以5个普通型品种和5个糯质型品种的玉米单交种为试验材料,设置3个播期处理,研究海南播期对玉米特异性、一致性和稳定性（DUS）测试性状表达的影响。结果表明,播期对玉米质量性状和假质量性状的表达无显著影响;播期对不同性状、不同类型、不同品种玉米数量性状的表达影响程度不同,对抽雄期、散粉期等8个性状的表达影响程度较大,对幼苗第一叶鞘花青甙显色强度、植株上部叶片与茎秆夹角等10个性状的表达影响程度较小,对雄穗最低位侧枝以上主轴长度、雄穗一级侧枝数目等15个性状的表达无显著影响。

基因编辑技术的研究及在玉米中的应用45-49

摘要：尽管人类已经发现并应用ZFN、TALEN基因编辑技术来实现对基因的定向改变,但由于操作复杂、成本较高,一直限制着基因组学的研究进展。基因的低成本、高效率、操作简单的编辑技术一直是生物分子领域亟待解决的问题。2013年《科学》（Science）杂志上两篇有关CRISPR/Cas的报道标志着基因编辑技术取得了重大突破。CRISPR是从细菌、古菌基因组中发现特殊的DNA重复序列家族。目前,该技术已经成功应用于水稻、斑马鱼、小鼠等动植物中,实现了对特定基因的定向修饰。简要介绍CRISPR/Cas的发现历史、组成、作用原理和最新研究进展,对该技术在玉米研究中的应用进行展望。

玉米科学杂志生理生化·耕作栽培

河北省低平原区不同夏玉米品种灌浆、脱水、子粒机收特性的研究50-55

摘要：以河北省低平原区不同类型的5个夏玉米品种为试材,在同一种植密度水平下,研究不同夏玉米品种灌浆、脱水和粒收特性之间的差异。结果表明,5个品种在授粉后40 d时达到了百粒鲜重最大值,之后开始缓慢下降,伟科702鲜重最大,华美1号最小。5个品种百粒重和鲜重表现趋势一致,在授粉后40 d内增长较快,衡玉1182百粒重最大,蠡玉35最小。5个品种灌浆速率呈单峰曲线,均在授粉后20 d左右达到最大峰值,灌浆峰值表现为衡玉1182〉华美1号〉伟科702〉郑单958〉蠡玉35。5个品种粒收时子粒含水率差异很大,衡玉1182最低,华美1号次之,蠡玉35最高。衡玉1182子粒破损率、杂质率和产量损失率均最小,子粒产量最高。综合分析,衡玉1182具有子粒灌浆速率快、收获时子粒含水率低、破损率和杂质率低、产量高等特质,可以作为直接粒收品种大面积推广。

不同化控剂对春玉米根系伤流液特性的影响及其激素调控机制56-63

摘要：以东农253为试验材料,在玉米6叶期喷施吨田宝（DTB）、DCPTA和ETH复配剂（KP）两种化控剂,对照为清水。结果表明,DTB和KP均可提高春玉米根系伤流量,特别是生育后期的流量,分别比对照提高了72.34%和129.78%;提高了伤流液中矿质元素的流量,氨基酸的总流量也得到相应的提高,特别是丝氨酸的流量。内源激素IAA、CTK和ABA流量在各时期均有增加;GA流量在乳熟期得到显著提高,拔节期、抽雄吐丝期和灌浆初期均低于对照,之后得到显著提高。对内源激素比值均有不同程度的影响,改变了激素间的平衡水平;提高了行粒数和百粒重,产量分别比对照提高了13.89%和21.06%。相关性分析表明,玉米根系伤流量及其组分与产量密切相关,表明化控剂具有调控根系伤流量、矿质元素和内源激素流量的作用,对促进地上部生长发育和产量的形成有重要作用。

低温胁迫对玉米种子萌发及淀粉分解酶类活性的影响64-68

摘要：采用玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,研究适温（25℃）和低温（10℃、6℃）胁迫下玉米种子萌发特性及淀粉分解酶（α-淀粉酶、β-淀粉酶、总淀粉酶、淀粉磷酸化酶和淀粉去分支酶）活性的变化,探讨低温胁迫对玉米种子萌发及淀粉分解酶活性的影响。结果表明,大多数淀粉分解酶的活性在适温下随萌发天数先升后降,在低温胁迫下随萌发天数逐渐升高但未达到最适酶活。低温显著抑制玉米种子的发芽率,降低各淀粉分解酶活性,其中,6℃低温处理对两个品种的淀粉分解酶活性的影响最严重,尤其是对郑单958。在各类淀粉分解酶中,淀粉去分支酶活性下降幅度最大（先玉335和郑单958下降幅度最高可达75.5%和83.0%）。低温胁迫对玉米种子萌发和淀粉分解酶活性均有重要影响。

蠡玉16玉米受旱减产规律及产量与水关系模型研究69-73

摘要：以淮北平原地区常用玉米品种蠡玉16为试验材料,采用测坑法进行作物的受旱试验,研究主要农作物不同受旱条件下的减产规律,构建产量与水关系模型。结果表明,蠡玉16玉米关键期受旱对其产量的影响十分显著,轻旱、中旱、重旱的减产率分别为4.3%、36.8%、51.1%,且随着受旱程度的增大减产率剧增;蠡玉16玉米在抽雄灌浆期对水分亏缺最为敏感,敏感指数达0.925 1;其次是拔节期、分蘖期和乳熟期,敏感指数分别为0.126 2、0.066 2和0.003 2。水分亏缺对蠡玉16玉米产量影响最大阶段为抽雄灌浆期,同时也是需水强度最大期。

淹水胁迫对不同土壤类型养分及玉米苗期养分吸收分配的影响74-82

摘要：采用池栽试验,以潮土和砂姜黑土为对象,研究淹水胁迫下不同土壤类型速效养分变化及玉米苗期养分吸收分配的特征。结果表明,淹水胁迫导致两类土壤速效氮含量显著下降,随着淹水时间延长降低幅度增大;土壤速效磷含量呈倒抛物线型,在淹水3 d达最低值;速效钾含量呈上升趋势,潮土速效钾含量呈曲线上升趋势,砂姜黑土速效钾含量呈线性增加趋势。玉米养分及干物质的累积量和产量随着淹水时间延长而降低,氮、磷、钾的累积量分别降低21.37%～72.22%、22.00%～42.10%和11.71%～60.36%;干物质的累积量下降37.49%～57.17%;玉米产量下降9.05%～30.15%,砂姜黑土的下降幅度大于潮土。淹水减少了叶片和茎秆的养分及干物质累积量,增加了茎秆中的养分和干物质分配比例,平均增加25.95%和43.34%。

苗期调亏灌溉对夏玉米植株抗倒伏性状的影响83-88

摘要：针对黄淮海平原夏玉米生产中干旱和倒伏问题,选用浚单20和伟科702两个高产品种为材料,采取盆栽调亏灌溉的方法,在苗期设置4个干旱胁迫水平,并在拔节期复水至正常水平,研究苗期不同程度的水分亏缺对玉米植株抗倒伏性状及产量的影响。结果表明,轻度干旱胁迫能降低玉米乳熟期穗位系数及长粗比,增加茎粗系数、地上第3节茎秆的穿刺强度及茎秆拉力。此外,轻度干旱胁迫的气生根及总根条数、根干重和根冠比较对照也有明显提高。灌浆期单株总叶面积及产量随干旱胁迫呈先增高后降低的趋势,其中,千粒重的变化是造成产量差异的关键。苗期轻度干旱胁迫结合拔节期复水,可以改善玉米农艺性状,增强茎秆抗倒伏能力,提高玉米子粒产量。

干旱胁迫及补水对玉米生长发育和产量的影响89-97

摘要：以辽宁锦州农田试验站为研究地点,依托2015年田间分期播种试验,通过分析玉米植株生长发育和生理特征的数据,揭示干旱胁迫及补水对玉米不同播期和不同发育期的影响。试验表明,干旱胁迫对吐丝期的影响大于抽雄期,造成抽雄日期比正常年份推迟1～14 d,吐丝日期推迟5～23 d,抽雄、吐丝间隔日数增加为3～15 d。抽雄-吐丝期遇干旱胁迫,最多可造成24.03%的植株未抽雄、37.3%的植株抽雄后未吐丝、49.21%的植株未正常发育。干旱胁迫抑制植株茎秆的生长,同时加速了叶片的枯萎,对抽雄-吐丝期的影响大于拔节期,不仅阻碍茎秆营养物质的累积,还抑制了营养物质从茎秆向果实转移的生理过程,最终对干物质的分配造成叶重和茎重比例增加,穗重比例减少。干旱胁迫对各播期均造成大幅减产,早播播期（影响抽雄-吐丝期）损失严重,晚播播期（影响拔节期）损失相对较小。补水条件下的各播期玉米植株均能正常生长发育,发育期、植株性状和干物质分配等数据与正常年份接近。

玉米浅埋滴灌节水种植模式产量与效益分析98-102

摘要：在内蒙古通辽市科左中旗粮食生产基地,为了生态节水、科技高产、循环发展的生产目标,解决膜下滴灌造成的地膜污染和回收成本高的难题,浅埋滴灌高效节水种植模式被广泛开发和利用。通过开展种植对比试验,比较不用种植模式下的玉米产量及经济效益。研究结果表明,浅埋滴灌高效节水种植模式2015年和2016年玉米产量达到11 128.71、12 426.42 kg/hm^2,两年推广种植面积分别0.27万hm^2和1.44万hm^2。浅埋滴灌种植模式从保苗效果、子粒品质、平均产量、成本投入、纯效益等方面的综合表现最好。

小麦季不同耕作方式对砂姜黑土玉米农田土壤微生物特性及酶活性的影响103-107

摘要：在山东省砂姜黑土田小麦、玉米轮作双季秸秆还田下,以传统小麦季旋耕为对照（CK）,开展定位耕作试验探讨小麦季不同耕作措施对夏玉米灌浆期土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,与CK相比,免耕模式下能显著增加0～20 cm土层真菌数量（＋48.4%）、土壤微生物生物量碳SMBC（＋84.3%）和SMBC/SMBN比值（＋100%;土壤蔗糖酶活性显著降低（-43.1%）。深耕和深松模式下微生物生物量碳（SMBC）与CK差异均不显著,微生物生物量氮（SMBN）显著降低,分别比对照下降33.0%和37.9%。深松模式下SMBC/SMBN比对照增加138%,深耕和深松下土壤脲酶活性均显著高于其它模式。本区域砂姜黑土农田在小麦季传统旋耕基础上,可适当结合免耕和深松进行轮耕以促进玉米季土壤碳氮转化,提升土壤质量。

秸秆还田对玉米产量和土壤团聚体组成及有机碳分布的影响108-115

摘要：研究秸秆还田对土壤团聚体组成、有机碳分布及玉米产量的影响,为秸秆合理利用与土壤培肥提供科学依据。采用田间定位试验的方法,研究秸秆还田（SNPK）和生物炭还田（BNPK）处理对玉米产量,土壤团聚体组成及其有机碳分布的影响。结果表明,与常规施肥相比,SNPK和BNPK处理4年后玉米产量分别提高6.95%和4.83%;SNPK和BNPK处理均提高了0～20 cm土层〉2 mm团聚体含量,降低〈0.25 mm团聚体含量,均降低21～40 cm土层中〉2 mm团聚体含量;SNPK处理提高0～20 cm土层有机碳含量14.11%,BNPK处理对土壤有机碳提高不明显,二者均提高0～20 cm土层中0.25～1 mm和〈0.25 mm粒级中的有机碳含量;SNPK处理明显提高0～20 cm土层〉2 mm粒级团聚体对有机碳的贡献率,BNPK处理对各粒级团聚体对有机碳的贡献率影响不明显。长期秸秆还田和生物炭还田能够改变土壤团聚体的分布,有利于土壤结构的形成,提高土壤固碳能力,增加玉米产量。

黑土地保护性耕作技术的思考116-119

摘要：分析美国保护性耕作的起源、基本情况,对美国保护性耕作技术进行总结,对我国黑土地的演变、保护情况及保护性耕作技术问题做详细探讨,阐述中国黑土地的保护现状。针对我国黑土地未来耕作技术的发展,提出应采用和推广轮作、秸秆还田、免耕及垂直耕整等4类技术对我国黑土地实施保护性耕作。