2024年第32卷第10期文章目次

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  • 1  分子标记辅助选择糯质诱导系
    高嵩,何欢,岳尧海,郑淑波,代秀云,王薪淇
    2024, 32(10):1-8. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241001
    [摘要](113) [HTML](0) [PDF 2.24 M](585)
    摘要:
    双单倍体育种技术在玉米育种中应用广泛,糯玉米育种中常用的单倍体诱导系均为硬粒型,与糯玉米杂交后子粒呈角质状,不利于标记识别。通过构建诱导系×糯玉米自交系的F2:3群体,利用分子标记辅助选择技术和“双诱导”技术,实现糯质诱导系快速创制。结果表明,吉糯诱15(诱导率8.6%)在28个新糯质单倍体诱导系中综合性状最好,可为糯玉米单倍体育种提升效率。
    2  分子设计育种技术:农业遗传改良中的潜力与挑战
    朱末,闻竞,徐晨,张艳
    2024, 32(10):9-16. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241002
    [摘要](194) [HTML](0) [PDF 688.56 K](747)
    摘要:
    在气候不断变化和人口日益增长的时代,通过育种和生物技术手段进行作物改良,培育具有良好营养品质和气候适应型作物,增加单位面积产量,是保证粮食安全的主要途径。文中归纳育种技术的发展历程和我国在本领域取得的成绩,分析我国分子设计育种面临的主要问题和对策,为我国分子设计育种领域发展提供参考。
    3  玉米雄穗分枝数Meta-QTL及候选基因分析
    曲文利,房海悦,张春宵,周小辉,董菁,李淑芳,刘学岩,李晓辉,金峰学
    2024, 32(10):17-22. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241003
    [摘要](77) [HTML](0) [PDF 1.03 M](569)
    摘要:
    雄穗分枝数是影响玉米产量及抗逆性的重要因素之一,挖掘玉米雄穗分枝数相关基因对玉米品种改良及分子标记辅助育种具有重要的意义。借助IBM2 2008 Neighbors高密度玉米遗传图谱整合26篇已发表文献中定位的188个玉米雄穗分枝数QTL,采用元分析方法获得14个Meta-QTL (MQTL),经与水稻花序相关基因同源比对,获得4个玉米雄穗分枝数相关候选基因,分别位于玉米第2、7和8染色体上。玉米雄穗分枝数Meta-QTL及相关候选基因分析,可以为分子标记辅助育种及相关基因克隆提供实用信息。
    4  玉米逆境胁迫响应因子ZmDof21的克隆及功能分析
    曹丽茹,王国瑞,马晨晨,叶飞宇,梁小菡,张新,鲁晓民
    2024, 32(10):23-32. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241004
    [摘要](82) [HTML](0) [PDF 1.97 M](558)
    摘要:
    利用实验室前期的玉米自交系B104苗期干旱-复水转录组获得1个响应干旱胁迫的Dof基因ZmDof21。生信分析显示,ZmDof21包含有1个Dof结构域,且ZmDof21定位在细胞核中。启动子分析显示,ZmDof21启动子区域包含有激素响应元件和胁迫响应元件。荧光定量结果显示,ZmDof21受到干旱、高温、NaCl和ABA处理的诱导表达,且ZmDof21的表达量与玉米的抗旱性存在正相关关系,干旱胁迫下ZmDof21的表达量在抗旱性强的玉米自交系郑8713的表达量显著高于旱敏感材料B73中的表达量。过表达ZmDof21可以提高转基因拟南芥植株在干旱胁迫下的SPAD含量、叶片相对含水量,降低离子渗透率,同时提高脯氨酸含量及超氧化物歧化酶和过氧化物酶酶活性,从而提高植物的抗旱性。
    5  转基因抗虫玉米庇护种植策略对害虫种群及玉米产量的影响
    王丽丽,陈敏,李凌云,高兴祥,刘保友,王英姿
    2024, 32(10):33-39. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241005
    [摘要](50) [HTML](0) [PDF 1.37 M](552)
    摘要:
    采用结构庇护策略种植转基因玉米“双抗12-5”及其对照品种“宏硕899”,以种子混合庇护策略种植转基因玉米“C0030.3.5”及其对照品种“C0010.1.1”,研究转基因玉米及两种种植策略对玉米主要害虫种群及产量的影响。结果表明,两种庇护所玉米田主要鳞翅目害虫均为玉米螟Ostrinia furnacalis和棉铃虫Helicoverpa armigera,且害虫发生数量无显著差异。两种庇护所对玉米主要害虫均具有明显的控制作用,4种玉米材料不同生育期害虫发生数量不同,6叶期到10叶期(V6~V10)未见害虫发生,乳熟期到成熟期(R3~R6)害虫发生数量最多。转基因抗虫玉米对害虫具有很好的控制作用,控制效果在87.04%以上,双抗12-5可提高玉米产量10.24%以上,C0030.3.5在8.41%以上。结构庇护所和种子混合庇护所转基因玉米具有很好的控制害虫和提高产量的作用。
    6  实时荧光PCR“自下而上”不确定度评定方法在转基因玉米成分测定中的应用
    龙丽坤,武玉花,张华,何禹璇,梁晋刚,刘奕君,马月,赵新,闫伟,董立明,王颢潜,沈平,徐利群,李飞武
    2024, 32(10):40-47,55. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241006
    [摘要](33) [HTML](0) [PDF 754.36 K](650)
    摘要:
    研究中建立转基因成分实时荧光PCR定量检测方法的“自下而上”不确定度评定模型,提出利用实验室自制校准品测定的不确定度评定方法,将标准曲线参数斜率(a)、截距(b)和y (测定Ct值)作为输入量,获得测定结果的扩展不确定度。以转基因玉米CC-2定量检测定值为例,利用建立的实时荧光PCR定量检测“自下而上”的不确定度评定模型,采用自制校准品开展不确定度评定。结果表明,3个子样测定值的标准不确定度分别为17.74%、17.62%和17.38%,合成不确定度为10.15%,扩展不确定度为20.30%。按照本模型将转基因实验室间测定结果进行比对,结果表明,3个实验室测定的扩展不确定度分别为20.30%、13.53%和15.15%。
    7  不同玉米大豆间作模式对作物生长、产量和经济效益的影响
    赵鑫,张磊,武俊男,梁烜赫,李善龙,李涛,李雨桐,江登宇,闫寒,贾立辉,李海燕,曹铁华
    2024, 32(10):48-55. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241007
    [摘要](84) [HTML](0) [PDF 1.11 M](566)
    摘要:
    为了分析玉米、大豆间作在吉林省的区域适应性,在半干旱区的乾安和半湿润区的敦化同时开展大田试验。试验采用大区方式进行,以轮作玉米和轮作大豆为对照,设置玉米、大豆行数配比为2:2、2:4、4:2、4:4、6:2、6:4和6:6配置7个间作处理,对不同间作模式进行寻优与比较。结果显示,间作对玉米生长有促进作用,对大豆有抑制作用。不同地区玉米、大豆的产量不同,间作模式对作物的影响基本一致。与对照相比,各间作处理中玉米、大豆的产量均有一定减产,玉米大豆2:4间作配置的土地当量比和产量表现最好,4:4间作其次,其中前者土地当量比可达1.282~1.306,后者土地当量比可达1.147~1.222。结果说明,与传统单作相比,合理的玉米大豆间作模式可以显著提高土地利用效率和综合经济效益,在东北地区有很好的推广前景和价值。
    8  基于有效积温的玉米自交系叶片发育动态模拟研究
    王明山,许海涛,韩春叶,王芳,冯晓曦,许波,张军刚,郭海斌,王友华
    2024, 32(10):56-68. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241008
    [摘要](50) [HTML](0) [PDF 2.25 M](577)
    摘要:
    以玉米自交系H025B、K4321为试验材料,2023年春播、夏播两季试验,采用Linear模型、Logistic模型、Exponential模型拟合春夏播基于有效积温的玉米自交系叶龄、叶长、叶宽、叶面积、叶干物质动态方程,且利用实测值与拟合曲线定量分析春夏播玉米自交系叶片动态发育特征。结果表明,基于有效积温构建的Linear模型、Logistic模型、Exponential模型能精确模拟叶龄生长过程,决定系数(R2)均达到0.97以上,实测值与Linear、Logistic、Exponential方程动态模拟无显著差异,实测值和模拟值具有较高拟合度。相关分析表明,春夏播玉米自交系H025B、K4321叶龄、叶长、叶宽、叶面积、叶干物质与有效积温呈正相关关系,相关性达极显著水平,相关程度整体表现为叶龄>叶宽>叶长>叶面积>叶干物质。
    9  氮肥用量对灌浆至蜡熟期春玉米茎秆力学性状的影响
    代明媚,刘禹泽,王思敏,马悦,刘君仁,刘胜群,谷岩
    2024, 32(10):69-75. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241009
    [摘要](51) [HTML](0) [PDF 1.86 M](556)
    摘要:
    选取两个春玉米品种(东农254和德美亚1号),在两个氮素水平(100 kg/hm2和200 kg/hm2)条件下种植,分别于灌浆期和蜡熟期取样,测定其基部第3和第6伸长茎节的茎秆直径、茎秆力学指标(横向压碎强度和穿刺强度)和茎秆鲜密度,明确灌浆到蜡熟期春玉米茎秆抗倒伏能力的变化。研究表明,从灌浆到蜡熟期玉米茎秆压碎强度、茎秆穿刺强度和茎秆鲜密度均呈下降趋势,其下降幅度与供氮水平有关,在氮素水平为100 kg/hm2条件下,供试玉米茎秆横向压碎强度、穿刺强度和鲜密度分别降低1.0%~10.5%、7.3%~37.0%和19.0%~35.9%;在氮素水平为200 kg/hm2条件下,茎秆横向压碎强度、穿刺强度和鲜密度分别下降14.6%~46.7%、25.6%~44.6%和37.9%~41.6%。研究表明,灌浆到蜡熟期春玉米茎秆力学性的变化受供氮水平影响,为抗倒伏栽培措施的制定提供理论指导。
    10  基于CiteSpace分析覆盖作物对玉米生产的影响
    张丽鑫,姚凡云,吕艳杰,李晓林,傅民杰,王永军
    2024, 32(10):76-83. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241010
    [摘要](49) [HTML](0) [PDF 2.53 M](558)
    摘要:
    采用CiteSpace软件,对2001-2024年间覆盖作物-玉米研究的发展趋势进行系统性分析。结果表明,国内外相关研究的发文量均呈上升趋势。美国(331篇)、巴西(67篇)和中国(32篇)发文量居前3位,在国内形成了以曹卫东、赵秋和于爱忠为代表的紧密学术社群,对覆盖作物-玉米研究贡献突出。中国农业科学院及美国农业部农业研究局等机构在该领域具有较高的学术水平。关键词分析表明,玉米田中土壤养分、土壤肥力和产量是覆盖作物研究的持续热点,研究内容从宏观的产量、表型等特征转向微观的生物动态和机理,焦点由传统农业转向现代保护性耕作。综上所述,覆盖作物研究在玉米生产中展现出广阔的研究前景和应用潜力,未来研究应聚焦于覆盖作物的生态效益和农业可持续性,探索其与土壤、微生物间的协同机制,以促进玉米生产的可持续发展。
    11  秸秆还田方式对盐碱旱作农田土壤理化性质的影响
    孙云云,窦金刚,刘方明,高玉山,侯中华,郭淑梅,刘慧涛
    2024, 32(10):84-93. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241011
    [摘要](78) [HTML](0) [PDF 1.60 M](563)
    摘要:
    以盐碱性耕作土壤作为主要研究对象,采用田间试验,设置CK (未施秸秆)、NTS (秸秆免耕覆盖还田)、RTS (秸秆旋耕还田)、PTS (秸秆深翻还田)4个处理,明确秸秆还田方式对土壤理化性质各指标的影响,为秸秆的合理利用提供科学依据。研究结果表明,秸秆还田改善了土壤物理结构,增加了盐碱土含水量和土壤养分。在盐碱土中通过分解有机酸等降低土壤pH值,可实现减蒸抑盐,显著降低0~40 cm土壤EC值。NTS处理仅作用于土壤表层,RTS处理显著改善了0~<20 cm土层的理化性质,PTS处理在20~40 cm土层作用更为突出。
    12  土默川平原灌区深耕对增密条件下玉米根系形态特征的调控效应
    刘晓敏,于晓芳,高聚林,马达灵,胡树平,青格尔,屈佳伟,吴俊
    2024, 32(10):94-105. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241012
    [摘要](92) [HTML](0) [PDF 2.07 M](548)
    摘要:
    研究明确深松和深翻两个主要深耕方式下,不同耐密性玉米品种在高低种植密度下的根系形态特征的变化。结果表明,深松和深翻均可提高根系各指标吐丝期前的增加幅度并减小生育后期降低的幅度,且深翻对强耐密性品种作用更明显。深翻可有效缓解增密后强耐密性品种1~2 mm直径根的根长、支柱根条数、冠根条数的降低幅度,分别达9.04、7.76和9.00百分点。因此,深翻耕作可以促进高密条件下细根的生长发育,并减小生育后期根系的降低幅度,使玉米在增密条件下仍能拥有合理的根系形态。
    13  吉林黑土区基于玉米高产和环境友好的增效氮肥适宜用量研究
    杨建,张之鑫,武巍,宋志锋,钱雪燕,张磊,李海燕
    2024, 32(10):106-113. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241013
    [摘要](46) [HTML](0) [PDF 1.64 M](548)
    摘要:
    2022-2023年在吉林省黑土区(公主岭)开展田间定位试验。以稳定性尿素(SF)为试验材料,设置6个氮肥用量(0、60、120、180、240、300 kg/hm2),以农民习惯施肥模式(FP)为对照,研究玉米产量、干物质积累、氮素利用率、土壤无机氮含量变化和氮素平衡差异。结果表明,施用SF条件下,玉米产量随氮肥用量增加呈上升趋势,当氮肥用量增至180 kg/hm2达到最高,较FP处理两年平均增加3.7%。施氮显著提高了玉米各生育期干物质积累量,当施氮量达到180 kg/hm2后增幅不再显著。氮素表观回收率、农学利用率和偏生产力均随氮肥用量的增加呈下降趋势,除N300处理外,均高于FP处理,增幅分别为4.7~34.0百分点、3.8~12.2 kg/kg和6.4~115.8 kg/kg。与FP处理相比,施用SF条件下,180 kg/hm2处理显著提高了玉米吐丝期至成熟期无机氮含量,显著降低了氮素损失量。
    14  基于APSIM模型不同施氮处理下夏玉米产量模拟以及敏感性分析
    古莱姆拜尔·艾尔肯,梁艺,马合木江·艾合买提,赵鑫,卫仁娟
    2024, 32(10):114-119. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241014
    [摘要](72) [HTML](0) [PDF 1.14 M](556)
    摘要:
    基于大田试验,采用农作物模拟模型,探讨不同施肥量对夏玉米产量的影响,并分析气候变化对夏玉米产量的敏感性。此外,评估APSIM模型在模拟该地区夏玉米产量方面的适用性。研究表明,APSIM模型在模拟该地区夏玉米产量方面表现出色,线性回归系数R2分别为0.952 5和0.983 0,归一化均方根误差(NRMSE)分别为5.567%和7.434%,模型一致性评价指标D分别为0.972和0.993。利用崇州市的气象数据进行模拟,结果表明,在所有复合肥处理中,15-15-15配方的复合肥用量为890 kg/hm2时,夏玉米产量达到最佳。年平均温度和降雨量是影响模型模拟夏玉米产量的最敏感气候因素,各处理下的敏感性指数均呈正相关。
    15  基于DEA-SBM模型的吉林省玉米品种生产效率分析
    刘文明,郑德华,陈虹廷,张岩,穆楠
    2024, 32(10):120-126. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20241015
    [摘要](56) [HTML](0) [PDF 631.64 K](542)
    摘要:
    本文选取2020-2022年吉林省15个主栽玉米品种,运用DEA-SBM模型进行生产效率分析。实证研究表明,吉林省玉米品种生产实践中表现较好的是翔玉998、良玉99、翔玉211、郑单958,表现优良的玉米品种中吉林省本土品种所占比例不高,玉米品种市场竞争力较弱,种业发展水平相对滞后。对于非有效玉米品种而言,单纯提高某种生产要素并不能有效改变生产效率,需要全要素合理有效配置才能实现整体效率的提升。因此,需要提高现代育种技术水平、发展高效种植技术、培育本土现代种业集团,最终提升吉林省种业竞争力。

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