科研产出
玉米籽粒皱缩突变体sh2019的分子标记初步定位
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：玉米籽粒作为光合产物的重要贮藏器官,其发育直接影响百粒重和产量.本研究以玉米籽粒皱缩突变体sh2019、野生型玉米自交系Mo17 及两者的杂交F2代为材料,进行表型分析、遗传分析和分子标记初步定位.结果表明,突变体sh2019 籽粒干瘪,种皮皱缩,百粒重和出苗率均比野生型显著下降,分别下降43.55%和 69.56%.遗传分析发现突变体sh2019 的籽粒皱缩表型受 1 对隐性核基因控制.利用F2分离群体借助集团分离分析法进行的分子标记定位结果表明,sh2019 基因被定位于玉米 3 号染色体上约 30.18 Mb的物理距离内.本研究结果可为开展sh2019 基因的精细定位及分子标记辅助育种奠定基础.
关键词： 玉米 籽粒皱缩突变体sh2019 分子标记定位 表型分析 遗传分析
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基于Meta分析的黄河三角洲玉米产量及肥效特征
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：为解析黄河三角洲玉米产量分布及施肥效应,指导玉米合理高效施肥,分析2010-2020年黄河三角洲的143组玉米田间肥料试验,对不同扇面区域的玉米产量分布以及肥料利用率、产量差贡献率、相对产量、农学效率和偏生产力等进行统计和计算.结果表明,玉米平均产量6.81 t/hm2,不同扇面区域产量变幅较大,为2.63~9.52t/hm2,第二扇面玉米产量显著低于第一、三扇面.施用氮、磷、钾肥的增产率均值分别为40.88%、8.49%、2.18%.基于Boundary line模型模拟的产量差为3.01 t/hm2,高产记录产量差为2.49 t/hm2,氮肥对产量差的贡献率最大,磷、钾肥次之.玉米氮、磷、钾肥的相对产量分别为0.76、0.99、1.05,氮肥农学效率、偏生产力分别为8.64、33.78 kg/kg,磷肥为2.85、86.12 kg/kg,钾肥为17.97、148.01 kg/kg.综上,氮为玉米产量的第一限制因子,施肥增产效果为氮肥>磷肥>钾肥.黄河三角洲玉米施肥管理中,应合理减施氮肥,配合土壤改良,以有效消减玉米产量差,达到增产节肥效果.
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玉米干燥技术与装备研究进展
《农业装备与车辆工程 》 2024
摘要：保质干燥是玉米收获后的关键作业环节，对国家粮食安全、减损增收至关重要。详细阐述了玉米自然干燥、就仓干燥、热风干燥以及红外干燥等干燥技术的原理和特点，进一步分析了玉米干燥装备的类型、结构和工作原理，并介绍了玉米果穗囤藏、高水分籽粒就仓干储与高温连续干燥等场景下的应用；基于现有干燥技术，提出了玉米不落地干燥作业工艺。总结玉米干燥作业过程中存在的品质损失大、能耗高、效率低以及智能化水平低等问题，并给出解决途径，未来研究方向将集中于玉米低温就仓干燥技术、移动式快速干燥技术、高效低碳保质干燥技术以及智能化控制技术等，为玉米保质干燥作业以及干燥装备的研发提供参考。
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玉米氮胁迫响应NRT基因的鉴定及ZmNRT2.5的克隆和表达分析
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：硝酸盐转运蛋白(Nitrate Transporters,NRTs)在植物根系NO3-吸收或转运中发挥重要作用.为探究玉米NRTs基因在氮素吸收中的功能,从前期转录组数据中鉴定出7个响应氮素处理的差异表达ZmNRTs基因.启动子顺式作用元件分析表明,这些ZmNRTs基因的启动子均含有多个植物逆境或激素应答元件,推测他们可能与玉米非生物胁迫应答或植物激素调控氮素吸收相关.从玉米根系中克隆了对氮素处理响应最大的ZmNRT2.5,该基因CDs全长为1 563 bp,编码520个氨基酸.进化树分析结果表明,ZmNRT2.5与AtNRT2.5同源性最高,含有保守的硝酸盐转运结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,含11个跨膜结构域.实时荧光定量PCR分析表明,Zm-NRT2.5主要在根、老叶和叶鞘中表达.低氮处理显著诱导ZmNRT2.5在根中的表达,植物激素脱落酸、赤霉素和乙烯均参与调控ZmNRT2.5的表达.同时,ZmNRT2.5基因的表达受到盐胁迫的显著抑制.
关键词： 玉米 氮胁迫 NRTs ZmNRT2.5 表达分析
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玉米与豆科作物间套作体系氮素吸收效应研究进展
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：玉米与豆科作物间套作可以提高作物对氮、磷、钾等养分的吸收能力，从而提高土地利用当量比和耕地产能。通过查阅相关文献，对玉米与豆科作物间套作体系氮素吸收的表观现象，包括氮素吸收量、地上部生物量和籽粒产量等指标，以及相关机制进行归纳总结。诸多研究结果表明，玉米与豆科作物间套作可以提高玉米地上部氮素吸收量、地上部生物量和籽粒产量，增长幅度分别在6.0%～57.5%、2.6%～52.6%和14.0%～64.2%之间，而与玉米全生育期共生间作的大豆、花生和豌豆等作物则受到抑制，蚕豆等套作豆科作物(整个生育期中的部分时间与玉米共生，通常与玉米错期播种/收获)则受到促进。关于玉米与豆科作物间套作体系氮素高效吸收的机制可概括为3个方面：一是种间竞争作用，由于玉米对氮素的竞争大于豆科作物，促进玉米对氮素的优势吸收；二是作物根系相互作用和土壤微生物的存在，促进养分循环和作物之间的氮素转移，豆科作物固定的氮素可以被玉米吸收利用；三是豆科作物结瘤增加，固氮基因表达增强，提高了自身固氮能力。在以往研究的基础上，下一步需要加强在田间多场景(作物品种类型不同、土壤肥力梯度不同等)条件下的原位研究，从根际生命共同体(根系-土壤-微生物)作用机制以及种间地上相互作用-地下相互作用互馈的角度，更加全面和准确地阐明玉米与豆科作物间套作体系氮素高效吸收的机制，并加强农机农艺融合关键调控技术的研发，让传统间套作在现代农业中继续发光发热，赓续农耕文明。
关键词： 玉米 豆科作物 间套作 氮素利用效率 根际生命共同体
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播期和叶面肥喷施对不同玉米品种产量和籽粒矿质元素含量的影响
《农学学报 》 2024
摘要：研究旨在探讨播期和叶面肥喷施对不同玉米品种产量和籽粒矿质元素含量的影响，于2019年5—10月在山东省临沂市设置玉米大田试验，采用三因素裂区试验设计，主处理为5个玉米播期（5月31日、6月6日、6月13日、6月21日和6月28日，分别记作B1～B5），裂区为‘登海605’和‘郑单309’2个玉米品种，裂区-裂区为5种叶面肥喷施处理，分别为去离子水（Water）、氯化钙（Ca）、硫酸锌（Zn）、谷氨酰胺（N）和谷氨酰胺与硫酸锌混合溶液（N+Zn）。于玉米成熟期进行样品采集与分析。结果表明：‘登海605’和‘郑单309’均在B3播期时（6月13日）产量最高，最高产量平均分别为11.9、10.9 t/hm~2，主要由于该播期下穗粒数最高，表明B3播期是该区域最佳播期，而早播和晚播均会显著降低2个玉米品种的产量。对于‘登海605’，叶面喷施N溶液可略提高早播条件下（B1和B2播期）籽粒产量，而叶面喷施Ca、Zn、N和N+Zn溶液可提高晚播条件下（B4和B5播期）籽粒产量，其中叶面喷施N+Zn溶液的增产效果最好，在B4和B5播期下籽粒产量较对照分别增加45.5%和16.0%。对于‘郑单309’，叶面喷施N或Zn溶液可提高B4播期籽粒产量，而喷施Ca溶液可提高B5播期的籽粒产量。另外，叶面喷施Zn或N+Zn溶液可显著提高‘登海605’和‘郑单309’在B2和B3播期的籽粒Zn浓度。叶面喷施Zn溶液可以显著提高B2和B3播期下‘郑单309’的籽粒Fe、Mn、Cu、N和Mg浓度。以上研究结果为协同实现玉米高产优质栽培和肥料利用效率的提高提供理论依据。
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转基因抗虫耐除草剂玉米自交系LG11的获得及抗性分析
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：虫害是影响我国玉米产量和品质的重要限制因子,转Bt(Bacillus thuringiensis)基因玉米具有很好的抗虫性,能有效减少化学杀虫剂的使用,深受种植者欢迎.但是大面积持续种植转基因玉米,会引发靶标害虫产生抗性,"多基因"策略是阻止或延缓靶标害虫抗性种群发生的主要治理策略之一.本课题组利用人工合成方法将 Cry1Ab 和Vip3Aa蛋白的主要结构域组合形成融合蛋白M2cryAb-vip3Aa,这2种杀虫蛋白在进化上没有同源性且杀虫机理存在差别,能有效降低靶标害虫产生抗性的几率.本研究拟通过转基因方法将m2cryAb-vip3Aa和bar基因串联导入受体材料,并以骨干自交系昌 7-2 为回交亲本进行回交转育,获得抗虫耐除草剂且拥有优良农艺性状的转基因玉米新材料,并对抗虫性和耐除草剂抗性进行分析.研究结果将丰富现有的抗虫耐除草剂玉米种质资源,并为玉米田间害虫防治和杂草治理提供新的解决方案.
关键词： m2cryAb-vip3Aa bar 转基因 玉米
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田间管理措施对滨海盐渍地区中低产田生产力的影响
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究提高滨海盐渍化农田农业生产力的集约化种植方案,从2015年开始在山东省垦利区开展田间定位试验,综合考虑施肥量、施肥时期、种植密度、土壤改良剂等措施,试验设置农户习惯(farmer's practice,FP)、土壤改良(improved soil management,ISM)、作物调控(improved crops management,ICM)和土壤作物综合调控(integrated soil crop management,ISCM)4个处理,追踪小麦关键生育期的群体动态变化,分析小麦、玉米收获期干物质积累量和植株的氮磷钾养分吸收量,调查小麦、玉米产量及产量构成因素的变化,比较作物生产净收益、收获期0-20 cm土层的土壤脱钠率和钠吸附比.结果表明,相较于FP处理,ISM显著增加了小麦和玉米收获期穗数,最终产量分别提高25.2%和10.0%,净收入提高7.8%.此外,ISM处理土壤脱钠率达78.6%;ICM处理显著提高了小麦和玉米的群体干物质积累量,相较FP处理产量分别提高17.8%和10.7%,净收入增加19.3%;ISCM处理获得试验条件下小麦、玉米最大产量,分别为11.96和10.83 t·hm-2,净收入比FP处理提升20.8%,土壤脱钠率达82.9%.ISM处理能显著降低滨海盐渍土的钠离子含量,提高小麦玉米养分吸收能力并增加产量;ICM处理虽然增产效果低于ISM处理,但较低的投入成本能够获得更高的净效益.综合来看,ISCM处理能够协同实现土壤质量提升、作物增产和经济效益增加,是该研究条件下最优管理实践方案.研究结果可为区域中低产田产能提升提供技术理论支撑和示范样板.
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转基因抗虫玉米LG11中m2cryAb-vip3A融合基因及其蛋白的表达分析
《山东农业科学 》 2024
摘要：抗虫转基因作物中杀虫蛋白的表达量对抗虫效果至关重要,研究外源Bt基因在作物不同生育时期和不同组织器官中的时空表达模式,对于抗虫转基因玉米产业化后的害虫抗性治理和农业转基因生物安全管理具有重要意义.LG11抗虫转基因玉米中的抗虫基因是山东省农业科学院通过人工合成方法将外源Bt杀虫蛋白Cry1Ab和Vip3Aa的主要结构域组合形成的新型抗虫融合蛋白M2cryAb-vip3A,连续两年对该转化体材料抗虫基因m2cryAb-vip3A的表达模式进行分析,利用实时定量PCR方法从转录水平对LG11苗期的根、茎和叶,吐丝期的根和茎,成熟期的根、叶和籽粒中的m2cryAb-vip3A基因的表达模式进行分析;利用酶联免疫吸附法(ELISA)从翻译水平对苗期的根、茎和叶,吐丝期的根、茎、花丝和花粉,成熟期的根、茎、叶、籽粒和苞叶中的M2cryAb-vip3A蛋白表达量进行测定.结果表明,m2cryAb-vip3A抗虫融合基因及其编码蛋白在抗虫转基因玉米不同生育时期的不同组织器官中表达差异较大,以幼苗期叶片中的表达量最高.该研究结果可为LG11未来的商业化推广和农业转基因生物安全管理提供有用的信息.
关键词： m2cryAb-vip3A 表达模式 转基因 玉米
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