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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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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荒漠草原过渡地带粮食作物种植现状与发展对策建议
《黑龙江农业科学 》 2023
摘要：为明确北方荒漠草原过渡地带县域内的农作物种植制度调整方向,本研究基于2012-2021年陕西省榆林市定边县各乡镇的农作物生产数据,分析了近十年该县所有农作物和粮食作物的种植面积变化,以及各乡镇粮食作物的种植面积、产量和单产状况.结果表明:定边县的农作物以粮食作物为主,其中玉米、荞麦和马铃薯是三大主要粮食作物.进一步对各乡镇三大主要粮食作物的种植状况分析,并结合定边县农业用水资源分布特征,建议增加北部滩区水资源比较丰富的白泥井镇、郝滩镇、堆子梁镇和石洞沟乡的玉米种植面积,压减南部山区玉米种植面积,改种荞麦等耐旱耐寒作物;重点压减荞麦单产水平较低的红柳沟镇、樊学镇和张崾先镇的荞麦种植面积;增加北部滩区堆子梁镇、盐场堡镇和石洞沟乡的马铃薯种植面积,优先在种植面积较大的白泥井镇、砖井镇、贺圈镇开展马铃薯和玉米、荞麦之间的轮作种植,同时减小贺圈镇和砖井镇的荞麦种植面积,为马铃薯轮作模式的开展提供更大的空间.
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玉米与不同植物间作模式的生态服务价值评估
《植物保护学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究适宜山东省东营市玉米种植的高效间作模式，设置玉米-辣椒（4行∶5行）、玉米-大豆（4行∶6行）、玉米-花生（4行∶6行）和玉米-天人菊（4行∶6行）4种间作模式，以单作玉米作为对照组，基于农田生态系统服务功能价值理论，通过初级产品经济价值和人工及生产资料等投入成本来估算各间作模式的经济效益，并结合生态系统的控害能力、物种丰富度和土壤营养指标来综合评估各间作模式的生态服务价值。结果表明，相较于单作玉米模式，玉米-大豆和玉米-花生间作模式的经济效益分别增加了48.44%和13.02%；玉米-辣椒和玉米-大豆间作模式的虫害发生量显著减少了50.00%和68.75%，同时物种丰富度分别提高了32.21%和33.13%；玉米-大豆和玉米-花生间作模式的土壤有机质积累量分别显著提高了150.04%和131.49%。综合评估结果表明玉米-大豆间作的经济价值和土壤调节能力最优，玉米-天人菊间作的物种丰富度最高，其生态涵养能力最佳，可针对东营市玉米产业的不同需求选择适宜的间作模式。
关键词： 玉米 间作模式 控害能力 物种丰富度 土壤营养指标 生态服务价值
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玉米叶宽的遗传效应分析
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：叶片是玉米植株进行光合作用最主要的器官，对玉米产量贡献巨大。利用1份玉米穗三叶窄叶和2份穗三叶宽叶自交系为材料，构建2套6世代分离群体（群体1和群体2），利用经典植物数量性状混合遗传模型主基因+多基因多世代联合分析方法，对玉米穗三叶叶片宽度的遗传效应进行分析。结果表明，2套群体穗三叶叶宽遗传均受不同的基因数量控制，属于不同的多基因遗传模型。在群体1中，穗上叶叶宽符合1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型（D-0），穗位叶叶宽符合2对基因加性-显性-上位性模型（B-1），穗下叶叶宽符合2对基因加性-显性模型（B-2）。在群体2中，穗上叶叶宽符合2对加性主基因+加性-显性多基因模型（E-3），穗位叶和穗下叶叶宽符合1对加性主基因+加性-显性多基因模型（D-2）。综上可知，玉米叶宽主要受主效基因控制，且在不同的遗传背景下，玉米穗三叶的遗传模式存在差异，穗位叶、穗上叶及穗下叶的遗传模式均受遗传背景的影响。
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玉米耐旱相关性状Meta-QTL及候选基因表达分析
《延边大学农学学报 》 2022
摘要：该研究借助高密度分子标记遗传图谱IBM 22008 Neighbors,在正常水分条件下搜集并整合了来自17个不同作图群体的211个玉米耐旱性状相关QTL.通过元分析方法获得39个与玉米耐旱相关的"一致性"QTL(Meta-QTL).经与水稻已克隆的耐旱相关基因进行同源对比,在MQTL区段内找到6个玉米耐旱候选基因,分别为Zm00001d038453、Zm00001d034601、Zm00001d023294、Zm00001d037112、Zm00001d019230和Zm00001d045384.
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单季麦秸还田促进小麦-玉米周年碳效率和经济效益协同提高
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：目的】优化小麦-玉米周年秸秆还田方式,实现系统碳效率及经济效益协同提高,促进小麦-玉米周年可持续生产。【方法】基于8年小麦-玉米周年秸秆还田长期定位试验,分析小麦、玉米秸秆双季还田(D)与小麦秸秆单季还田(S)对作物秸秆产量和碳投入量的影响,明确不同碳投入量对小麦-玉米周年产量及其稳定性和可持续性的影响;系统分析碳效率与经济效益对小麦-玉米周年不同碳投入量的响应特征。【结果】(1)D和S处理的年均秸秆还田量分别为13.54和5.43 t·hm~(-2);D处理投入土壤中的根系和根茬生物量分别为3.04和2.14 t·hm~(-2),较S处理均无显著差异(P>0.05);S处理的根系、根茬和根系分泌物碳投入量分别为1.34、0.97和1.35 t·hm~(-2),较D处理没有显著差异(P>0.05)。(2)S处理的资源和农田管理碳投入量为1.73 t C·hm~(-2),较D处理减少51.29 kg C·hm~(-2);S处理的农田碳总投入量为9.00 t C·hm~(-2),较D处理的12.30 t C·hm~(-2)显著减少了26.82%(P<0.05);S处理的年均秸秆碳投入量为2.31 t C·hm~(-2),较D处理减少了60.85%,秸秆投入量的差异是造成农田碳投入差异显著的主要因素。(3)S处理的年际平均玉米产量为7.29 t·hm~(-2),较D处理减少了5.48%,D处理的小麦和周年产量为7.76和15.05 t·hm~(-2),分别较S处理减少5.67%和0.26%;S处理的作物周年产量稳定性和可持续性指数分别为0.19和0.63,较D处理没有显著性差异(P>0.05)。(4)S和D处理的周年籽粒碳产出量分别为6.27和6.25 t C·hm~(-2),植株碳产出量分别为15.96和15.74 t C·hm~(-2),均没有显著差异(P>0.05)。S处理的碳生产效率和碳生态效率分别为0.69 kg·kg~(-1)和1.77 kg·kg~(-1),较D处理分别显著增加60.47%和39.37%(P<0.05)。(5)小麦季,S处理的年际平均产值和年际平均净收益分别为1.89万元/hm~2和0.72万元/hm~2,与D处理相比均没有显著差异(P>0.05);玉米季,S处理的年际平均产值和年际平均净收益分别为1.91万元/hm~2和0.81万元/hm~2,较D处理分别增加了0.38万元/hm~2和0.39万元/hm~2;小麦-玉米周年,S处理的年际平均产值和年际平均净收益为3.80万元/hm~2和1.56万元/hm~2,较D处理分别显著增加14.81%和51.54%(P<0.05)。【结论】小麦秸秆单季还田在不显著影响小麦-玉米周年籽粒产量以及产量稳定性和可持续性的前提下,减少了玉米秸秆的碳投入量,促进了碳效率和经济效益的协同提高。
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