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全生育期增温对济麦229生长发育、旗叶和产量的影响

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麦类作物学报 2025年第1期 63-72页

作者：黄金鑫刘百川展晓孟张玉梅郭雷李丹萍刘秀坤刘建军李豪圣赵振东高欣曹新有青岛农业大学农学院山东省农业科学院作物研究所/山东省农业科学院/小麦玉米国家工程研究中心/小麦育种全国重点实验室/农业农村部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室/山东省小麦技术创新中心

为探究气候变暖对强筋优质小麦生长发育和产量的影响及机理，以强筋优质小麦济麦229为试验材料，以田间自然温度生长的小麦为对照，研究了全生育期增温对济麦229生长发育、旗叶衰老特性和产量的影响。结果表明，与对照相比较，全生育期... 详细信息

为探究气候变暖对强筋优质小麦生长发育和产量的影响及机理，以强筋优质小麦济麦229为试验材料，以田间自然温度生长的小麦为对照，研究了全生育期增温对济麦229生长发育、旗叶衰老特性和产量的影响。结果表明，与对照相比较，全生育期增温使济麦229营养生长阶段的分蘖数、株高、倒一叶面积、叶绿素含量和地上部干物质积累量显著增加，加快了花后旗叶面积和叶绿素含量的降低速度，减少干物质向穗部转运量；增温对济麦229孕穗期和开花期旗叶SOD、POD和CAT活性影响较小，旗叶中MDA和脯氨酸含量较低，但花后旗叶SOD活性显著增加，POD和CAT活性不同程度降低，导致MDA、脯氨酸含量和相对电导率增加；增温使济麦229的穗数和千粒重分别降低了20.3%和10.0%,产量减少了24.1%,对穗粒数的影响不显著。综上，全生育期增温可促进济麦229的营养生长，不利于生殖生长阶段小麦旗叶的光合作用和抗氧化作用，导致旗叶加速衰老和产量降低。

关键词：小麦全生育期增温分蘖旗叶抗氧化产量

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苗草专用型大麦品种鉴定及全基因组关联分析

作物学报 2025年第1期51卷 91-102页

作者：马敏虎常华瑜陈朝燕仁增刘廷辉邢国芳郭刚刚山西农业大学农学院/杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室山西晋中030801 中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部粮食作物基因资源评价利用重点实验室/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程北京100081 甘孜藏族自治州农业科学研究所四川甘孜626000

苗草工厂为实现草食动物的饲草周年供应提供了新的解决方案。针对苗草生产的品种需求,本研究对124份中国大麦育成品种(系)与种质开展了苗草转化率鉴定和生物量调控位点发掘。结果显示,大麦种子萌动后,水培条件下苗草生物量呈指数增长趋... 详细信息

苗草工厂为实现草食动物的饲草周年供应提供了新的解决方案。针对苗草生产的品种需求,本研究对124份中国大麦育成品种(系)与种质开展了苗草转化率鉴定和生物量调控位点发掘。结果显示,大麦种子萌动后,水培条件下苗草生物量呈指数增长趋势并在7 d后进入平台期。在植物工厂条件下,鉴定出冬青16、扎青6号等10个高苗草转化率品种且分析发现苗草生物量与籽粒千粒重呈一定的负相关。进一步通过全基因组关联分析,共鉴定到12个苗草生物量相关QTL位点,从中预测出8个调控苗草生物量的候选基因。本研究不仅为大麦苗草工厂化生产筛选出高转化率品种,同时也为苗草专用型大麦品种的遗传改良奠定了基础。

关键词：大麦苗草生物量调控位点全基因组关联分析

秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响

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中国农业科学 2020年第1期53卷 29-41页

作者：穆心愿赵霞谷利敏冀保毅丁勇张凤启张君齐建双马智艳夏来坤唐保军河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米生物学重点实验室信阳农林学院

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评... 详细信息

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评价和秸秆还田量的优化提供依据。【方法】试验于2017年10月至2018年10月在河南原阳进行,采用裂区试验设计,设置秸秆还田量和基因型两个因素。秸秆还田因素为主区,设置4个秸秆还田量处理,分别为秸秆不还田(S0)、半量秸秆还田(S1)、全量秸秆还田(S2)和倍量秸秆还田(S3);基因型为副区,供试品种分别为浚单20(XD20)和郑单958(ZD958)。分析2个品种在不同秸秆还田量处理下叶面积指数(LAI)、干物质积累与转运、产量性状的差异。【结果】与秸秆不还田处理相比,秸秆还田能维持玉米花后较高的叶面积指数,且基因型与秸秆还田量间存在显著的交互作用。玉米开花期,XD20和ZD958的LAI均随秸秆还田量的增加而增加,在S3处理下最高。玉米成熟期,XD20和ZD958的LAI降幅随秸秆还田量增加而呈先降后升的趋势,XD20在S1处理下最低,ZD958在S2处理下最低;且2个品种成熟期LAI随秸秆还田量增加呈先升后降的趋势,XD20在S1处理下最高,ZD958在S2处理下最高。花后较高的叶面积指数有利于玉米花后维持较高的干物质生产能力,从而显著提高花后干物质积累量,优化干物质积累与分配特性。基因型和秸秆还田量互作显著影响花前营养器官的干物质转运量(DMR)和转运率(DMRE)、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率(DMRCG)、花后干物质积累量(DMAA)及其对籽粒干物质积累贡献率(DMAACG)。随秸秆还田量增加,XD20花前营养器官(茎鞘+叶片)的DMR、DMRE和DMRCG呈先降后升趋势,均在S1处理下最低,而花后DMAA和DMAACG则呈先升后降趋势,均在S1处理下达到最高值;ZD958花前营养器官(茎鞘+叶片)的DMR、DMRE和DMRCG以及花后DMAA均呈先升后降趋势,均在S2处理最高。玉米花后干物质积累量的增加,有利于增加粒重,进而提高籽粒产量。与S0处理相比,S1、S2和S3处理均提高了玉米籽粒产量,但玉米籽粒产量并未随着还田量的增加而持续增加;XD20在S1处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理3.5%—17.7%,ZD958在S2处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理0.4%—16.8%。【结论】在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟潮土区,适量秸秆还田可延缓玉米生育后期叶片衰老进程,优化玉米干物质积累与分配特性,提高花后干物质积累量,增加粒重,进而提高玉米籽粒产量。但不同基因型玉米对秸秆还田量的响应有很大差异,在推广秸秆还田时,不仅要考虑秸秆还田量,还要考虑作物遗传因素对秸秆还田效应的影响。

关键词：秸秆还田量夏玉米基因型干物质转运

523份玉米自交系对禾谷镰孢穗腐病和灰斑病的抗性鉴定

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中国农业大学学报 2025年第01期 27-37页

作者：陈鸽王敏周德龙刘宏伟张志军苏前富卢实焦仁海夏远峰徐国良刘文国路明吉林省农业科学院(中国农业科技东北创新中心)玉米研究所/国家玉米工程技术研究中心(吉林)/农业农村部东北中部玉米生物学与遗传育种重点实验室吉林吉农高新技术发展股份有限公司吉林省农业科学院(中国农业科技东北创新中心)植物保护研究所主要粮食作物国家工程研究中心

为筛选东北地区抗禾谷镰孢穗腐病和灰斑病的玉米自交系，2021—2023和2022—2023年分别对523份玉米自交系开展了禾谷镰孢穗腐病和灰斑病的田间人工接种抗性鉴定，试验采用随机区组设计，在吐丝10 d后和9—11叶期通过针刺接种法和心叶灌... 详细信息

为筛选东北地区抗禾谷镰孢穗腐病和灰斑病的玉米自交系，2021—2023和2022—2023年分别对523份玉米自交系开展了禾谷镰孢穗腐病和灰斑病的田间人工接种抗性鉴定，试验采用随机区组设计，在吐丝10 d后和9—11叶期通过针刺接种法和心叶灌注法分别接种禾谷镰孢穗腐病和灰斑病的病菌，在蜡熟末期采用单株调查法对禾谷镰孢穗腐病病情级别进行调查，在乳熟后期对灰斑病病情发生级别进行调查。结果表明：在禾谷镰孢穗腐病的抗性鉴定中‘，PHRE 1’3年均稳定表现抗病‘，丹598’‘吉A1473’‘LN 1’等23份自交系在3年内均达到中抗以上，占总参试自交系的4.2%；在灰斑病的抗性鉴定中，‘丹299’在2年中均稳定表现出抗病，‘LH217’、‘吉1037’和‘吉A1001’等67份自交系2年中均达到中抗以上，占总参试自交系的12.6%。综上，‘吉A1473’、‘A-349’和‘M 67’这3个自交系对2种病害均能达到中抗以上，可用于培育抗禾谷镰孢穗腐病和抗灰斑病的春玉米新种质。

关键词：玉米自交系抗性鉴定禾谷镰孢穗腐病灰斑病

不同夏玉米品种及其密度对子粒机收质量的影响

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玉米科学 2019年第5期27卷 143-150页

作者：夏来坤谷利敏丁勇张前进齐建双薛华政李丽华穆心愿张凤启张君唐保军河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米生物学重点实验室

选用不同基因型玉米品种,设置3个种植密度,研究不同基因型夏玉米子粒机收质量及其对种植密度的响应。结果表明,不同处理组合机收子粒破损率为1.03%~6.26%,杂质率为0.17%~2.12%,含水率为23.9%~35.80%。除60 000株/hm^2密度下创玉107、粒... 详细信息

选用不同基因型玉米品种,设置3个种植密度,研究不同基因型夏玉米子粒机收质量及其对种植密度的响应。结果表明,不同处理组合机收子粒破损率为1.03%~6.26%,杂质率为0.17%~2.12%,含水率为23.9%~35.80%。除60 000株/hm^2密度下创玉107、粒收1号和先玉335外,其他处理组合的破碎率均低于5%;所有处理组合杂质率均低于3%。随种植密度从60 000株/hm^2增加到90 000株/hm^2,机收脱粒时子粒含水率、破碎率和杂质率均呈降低趋势。机收子粒腐籽率为0.58%~5.89%,除迪卡517、华皖267和粒收1号外,其他品种均超过2%;90 000株/hm^2密度下子粒腐籽率显著高于60 000株/hm^2和75 000株/hm^2。在黄淮海地区评价玉米品种的子粒机收质量时需关注腐籽率。种植密度、基因型及其交互作用均显著影响子粒机收质量,基因型的影响效应大于种植密度。

关键词：夏玉米子粒机收质量种植密度基因型破碎率杂质率含水率

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玉米自交系籽粒脱水相关性状配合力分析

植物遗传资源学报 2019年第4期20卷 871-879页

作者：张凤启张君丁勇赵发欣穆心愿齐建双谷利敏马智艳夏来坤唐保军河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米生物学重点实验室

优异玉米自交系是玉米商业化育种的基础,配合力是评价自交系遗传力及其育种价值的重要指标。本研究以国内外14份玉米自交系按完全双列杂交设计配制的182个杂交组合及其亲本自交系为材料,对其籽粒脱水相关性状进行配合力分析,结果表明:(1... 详细信息

优异玉米自交系是玉米商业化育种的基础,配合力是评价自交系遗传力及其育种价值的重要指标。本研究以国内外14份玉米自交系按完全双列杂交设计配制的182个杂交组合及其亲本自交系为材料,对其籽粒脱水相关性状进行配合力分析,结果表明:(1)籽粒脱水速率、籽粒含水率、苞叶层数、苞叶面积在不同自交系之间差异显著,且均受环境影响;(2)配合力分析发现,Zheng12、Zheng645、PHR55、LH202作为亲本材料易配制出籽粒脱水快或成熟期籽粒含水率低的组合,尤其组合Zheng12×LH202;(3)182个杂交组合籽粒脱水相关性状的各表型值与其父母本一般配合力效应之和均呈极显著正相关。这为宜机收玉米品种遗传改良提供优异种质资源及理论依据。

关键词：玉米籽粒脱水速率籽粒含水率配合力

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不同类型玉米品种间子粒脱水速率相关分析

玉米科学 2018年第2期26卷 64-70页

作者：王利锋唐保军王振华李会勇河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米生物学重点实验室

利用10个黄淮海区域有代表性的玉米品种,进行子粒脱水速率相关性状研究。结果表明,子粒水分含量与散粉天数、生理成熟天数、穗轴水分、苞叶水分、百粒重及小区产量具有显著的正相关,与子粒脱水速率呈显著负相关。不同品种所有子粒脱水... 详细信息

利用10个黄淮海区域有代表性的玉米品种,进行子粒脱水速率相关性状研究。结果表明,子粒水分含量与散粉天数、生理成熟天数、穗轴水分、苞叶水分、百粒重及小区产量具有显著的正相关,与子粒脱水速率呈显著负相关。不同品种所有子粒脱水性状间均存在显著差异。通径分析结果表明,仅苞叶水分这一性状对子粒含水量具有显著的正向直接效应。依据子粒生理成熟期时的水分含量把其划分为3种不同脱水类型,品种不同类型、同一类型不同品种间均具有完全不同的脱水方式。根据研究结果提出,实现机收子粒应该重点考虑3个重要因素,即生理成熟期、生理成熟后子粒脱水速率和种植密度。

关键词：玉米子粒水分含量脱水速率

利用RNA-Seq发掘玉米叶片形态建成相关的调控基因

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中国农业科学 2020年第1期53卷 1-17页

作者：郭书磊鲁晓民齐建双魏良明张新韩小花岳润清王振华铁双贵陈彦惠河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米生物学重点实验室河南农业大学农学院

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法... 详细信息

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。

关键词：玉米叶宽叶长 RNA-Seq 形态建成调控基因

杀虫基因Cry1Ab的合成、表达及其抗虫性鉴定

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华北农学报 2014年第6期29卷 131-135页

作者：岳润清铁双贵齐建双韩小花燕树锋河南省农业科学院粮食作物研究所河南省玉米生物学重点实验室

对苏云金芽孢杆菌Cry1Ab野生型基因的编码区序列进行改造,以获得密码子优化的抗虫基因,构建原核表达载体后,将重组载体转入大肠杆菌进行诱导表达并对诱导蛋白进行抗虫试验。首先根据植物密码子的偏好性及使用频率,优化、改造并人工合成... 详细信息

对苏云金芽孢杆菌Cry1Ab野生型基因的编码区序列进行改造,以获得密码子优化的抗虫基因,构建原核表达载体后,将重组载体转入大肠杆菌进行诱导表达并对诱导蛋白进行抗虫试验。首先根据植物密码子的偏好性及使用频率,优化、改造并人工合成了Cry1Ab基因,序列分析表明:改造后的Cry1Ab基因全长1 848 bp,与原始序列同源性为66%,G+C含量由原来的37.34%提高到63.04%。将改造后的Cry1Ab基因与原核表达载体p ET28b(+)连接,转化大肠杆菌BL21(DE3),阳性菌液进行诱导表达后,SDS-PAGE分析结果显示:Cry1Ab蛋白在BL21(DE3)细胞中得到高效表达,分子量为70 k Da。喂虫试验结果表明:诱导表达的蛋白对玉米螟具有很强的毒性,幼虫死亡率达到93.33%,而且,存活的玉米螟生长发育也受到明显抑制。该抗虫基因可以作为培育转基因抗虫作物的候选基因。

关键词： Cry1Ab 人工合成原核表达玉米螟抗虫鉴定