2024年第32卷第4期文章目次

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  • 1  8份南美玉米种质在我国西南地区的育种潜力评估
    曹春琪,刘永忠,马克军,杜雷,辛旺森,张豪,余昌平
    2024, 32(4):1-5,12. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240401
    [摘要](284) [HTML](0) [PDF 643.35 K](881)
    摘要:
    将8份南美种质与6份西南地区有代表性的自交系组配成48份顶交种,进行一年三点的联合鉴定试验,评估8份供体材料的育种潜力。结果表明,[Sh5-1×(Tuxpeno×comiteco)⊗⊗]×Sh5-1(L1)、(墨白94×Sh5-1)×Sh5-1(L4)、墨白94群体(L7)在我国西南地区产量GCA效应值较高,对增加西南地区玉米产量有一定育种潜力。结果还表明,L1在降低收获期含水量和穗位高方面具有一定潜力,L4、L7在改善株型、降低收获期含水量和缩短生育期方面均具有一定潜力。
    2  寒地早熟玉米单倍体诱导系LY3-6的选育及诱导效果研究
    马延华,孙德全,李绥艳,林红,潘丽艳,范金生,李东林,杨国伟
    2024, 32(4):6-12. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240402
    [摘要](140) [HTML](0) [PDF 643.34 K](845)
    摘要:
    玉米单倍体育种可以显著缩短选系时间,加快育种进程,具有巨大的应用前景。单倍体诱导系是开展单倍体育种的必备前提,在我国北方高纬地区能够高效生产单倍体的诱导系十分匮乏。为了选育适宜寒地生态条件的优良诱导系,利用诱导系CAU5和从乌克兰引进的EMK-1杂交后代的分离群体为基础材料,经过连续6代的自交选择和诱导率测定,育成了优良诱导系LY3-6。对17个不同基因型材料的单倍体诱导效果试验表明,LY3-6的平均诱导率为12.95%。LY3-6具有熟期早、诱导率高、抗玉米主要病害、抗倒伏、子粒遗传标记明显等优良特点,是寒地开展早熟玉米单倍体育种的理想诱导系。
    3  玉米shrunken2突变体中醇溶蛋白合成相关基因的表达分析
    韩小花,晋玉宽,周波,刘康,廖勇,范艳萍,田雯,王振华
    2024, 32(4):13-18,30. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240403
    [摘要](130) [HTML](0) [PDF 1.31 M](858)
    摘要:
    利用SDS-PAGE和荧光定量PCR,研究shrunken2(sh2)突变体子粒胚乳发育不同时期醇溶蛋白的积累以及醇溶蛋白合成相关基因的表达情况。结果表明,与郑58相比较,sh2中氨基酸组分变化与opaque2(o2)相似,赖氨酸含量升高,同时谷氨酸和亮氨酸含量下降。SDS-PAGE结果显示,胚乳发育不同时期sh2中醇溶蛋白的积累均明显低于郑58,而且sh2中19-kDa α-醇溶蛋白积累明显减少。荧光定量PCR结果表明,sh2突变体中对于Z1A、Z1B和Z1D家族基因的抑制较为显著。sh2突变体中prolamine-box binding factor (PBF)表达量升高,opaque2(o2)表达下降。因此,sh2突变体同时影响淀粉、氨基酸、贮藏蛋白等的代谢。
    4  玉米LRR-RLK基因家族鉴定和SIF亚家族表达模式分析
    孙泽丹,曾世荣,孙小孟,王亚鹏,王哲,杨琴
    2024, 32(4):19-30. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240404
    [摘要](237) [HTML](0) [PDF 2.49 M](885)
    摘要:
    富含亮氨酸重复的类受体激酶(leucine-rich repeat receptor-like kinase,LRR-RLK)能够调节植物的生长发育、参与激素信号传导、抵御各种逆境胁迫,它是植物中已知最大的跨膜类受体蛋白激酶(receptor-like kinase,RLK)家族。SIF是LRR-RLK家族中的一个亚家族,该亚家族在拟南芥和棉花中被证明参与逆境胁迫。利用生物信息学方法对玉米B73基因组的LRR-RLK家族进行全基因组鉴定、系统进化、染色体定位和基因结构分析,基于LRR-RLK家族的分类结果,选择第Ⅰ亚家族SIF作为研究对象,分析该亚家族成员组织特异性表达以及对逆境胁迫的响应模式。结果表明,玉米LRR-RLK基因家族包含249个成员,这些LRR-RLK基因非均等地分布于玉米10条染色体上。系统进化分析可将其分为15类,各亚家族基因数量分布由1~51个不等。基于转录组数据的表达模式分析表明,玉米SIF亚家族基因在不同组织及逆境胁迫下的表达量不同,发现了多个可响应非生物胁迫(干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫和盐胁迫)和生物胁迫(玉蜀黍平脐蠕孢、禾谷镰孢、瘤黑粉菌和蚜虫)的SIF基因。
    5  Ae1-5180高直链淀粉玉米近等基因系农艺性状与子粒品质分析
    郭增辉,韩洁楠,李冉,上官小川,刘仕缘,刘德斌,徐晶宇,李明顺,李新海
    2024, 32(4):31-38. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240405
    [摘要](120) [HTML](0) [PDF 1.49 M](830)
    摘要:
    高直链淀粉玉米品种选育具有广阔的应用前景和商业价值,目前,我国高直链淀粉玉米种质稀缺。显性Ae1-5180突变基因为直链淀粉扩充者ae的等位突变,对其育种应用研究鲜少报道。以10组优质玉米自交系及其Ae1-5180近等基因系为试验材料,通过对植株农艺性状和子粒品质分析发现,与对照相比,全部Ae1-5180近等基因系直链淀粉含量显著提高,同时总淀粉及百粒重降低。近等基因系CA240/Ae1和CANS-1/Ae1直链淀粉含量高,且百粒重较高,农艺性状变化小,推测具有较高的潜在育种价值。
    6  不同玉米品种对盐胁迫的响应及耐盐性筛选
    刘鸿,张富来,田慧娟,胡梦婷,丁舒琦,乔楠,张丹
    2024, 32(4):39-45,54. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240406
    [摘要](238) [HTML](0) [PDF 664.85 K](1576)
    摘要:
    选用全国不同区域的41个玉米品种为试验材料,研究不同浓度NaCl对41个玉米品种各项指标的影响,以这些指标的耐盐系数为评价依据,利用主成分分析与隶属函数法对供试玉米品种的耐盐性进行评价。结果表明,随着盐浓度增加,相对发芽势、相对发芽率、耐盐指数、单株鲜重与单株干重呈下降趋势;根冠比、电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性与过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降趋势;盐害指数与脯氨酸(PRO)含量呈上升趋势。利用主成分分析将原来的12个指标转换为耐盐指数、单株干重、POD、SOD、PRO和根冠比6个综合指标。根据综合评价值(D值),可将41个玉米品种分为高度耐盐、中度耐盐、耐盐、中度敏感和高度敏感5个等级,其中,高度耐盐品种有6个,分别为新玉24、西蒙3358、葫新712、翔禾9918、先玉335和金丰捷607。
    7  红边位置估测玉米叶片叶绿素含量算法的比较
    唐彧哲,晋永芬,吴凌波,闫东,张雪梅,李斐
    2024, 32(4):46-54. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240407
    [摘要](93) [HTML](0) [PDF 2.17 M](767)
    摘要:
    基于两年大田试验数据,系统分析和评价红边位置算法在估测叶绿素时的稳定性。结果表明,最大一阶导数(FD)和拉格朗日内插法(LAGR)受双峰现象的影响不能准确估测玉米叶片叶绿素含量,倒高斯拟合法(IG)、线性插值法(LI)和线性外推法(LE)估测精度较高但普适性和稳定性较差。基于小波变换方法(WT)提取的红边位置模型在预测玉米叶片叶绿素累积量方面表现出色,对叶片叶绿素含量变化最为敏感,预测的精度最高,并且具有更高的稳定性和普适性,可为今后大面积玉米养分精准监测提供理论和技术基础。
    8  基于分期播种试验夏玉米延迟收获促进子粒灌浆和粒重增益效应
    赵花荣,任三学,张玲,田晓丽
    2024, 32(4):55-64,76. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240408
    [摘要](99) [HTML](0) [PDF 746.38 K](887)
    摘要:
    基于2019-2022年夏玉米播期试验资料,分析夏玉米生理成熟后延迟收获对子粒农艺性状改善、增产效应。结果表明,早播10 d至晚播20 d处理的有效灌浆结束日均比生理成熟期延后,子粒有效灌浆持续日数依次比其花后10 d至生理成熟期日数延长28~9 d,播期每推迟10 d延长日数减少6.3 d。子粒农艺性状有明显的改善,百粒重、穗粒重提高,子粒增产效应明显,理论产量增产率16.95%~7.66%,增产量1 960.36~681.51 kg/hm2,对照增产最多,比晚播10、20 d增产粮食多2.4~2.9倍。为华北地区提高气候资源利用效率和粮食生产提质增效提供参考。
    9  甘肃省河西走廊玉米品种的产量表现及农艺性状评价
    戎福海,孔融,周丙月,白雪峰,冯德华,田兴云,刘海,陆海玲
    2024, 32(4):65-76. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240409
    [摘要](129) [HTML](0) [PDF 1.75 M](900)
    摘要:
    通过对玉米品种农艺性状的分析,筛选出对产量影响最大的农艺性状和适宜在特定生态区种植的品种,为后续的品种推广和生态区种植提供理论基础。在2020、2021和2022年3个不同年份间分别种植16个玉米品种(L1~L16),对小区产量、株高等重要指标进行记载。方差分析结果可知,除穗长的品种与年份互作效应(L×Y)、穗行数和千粒重外,其余性状的品种效应(L)、品种与年份互作效应、年份效应(Y)均呈极显著差异(P<0.001)。GGE分析显示,L6(武农科1号)在酒泉市2020和2021年适应性最强,L10(五谷652)在酒泉市2022年的适应性最强;小区产量高且较为稳定的是L6(武农科1号)、L7(RF699)、L13(德圣358)等。相关性和主成分分析可知,小区产量与其余农艺性状之间均呈正相关。L6(武农科1号)、L7(RF699)、L13(德圣358)等品种的产量适应性和稳定性俱佳且其余农艺性状表现较优,适宜在本试验所选择的试点进行推广种植。
    10  等幅宽带状轮作对夏玉米、花生光合性能和产量的影响
    慕丽,赵泽钰,朱英华,卞仕乐,王成雨
    2024, 32(4):77-84. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240410
    [摘要](110) [HTML](0) [PDF 1.76 M](777)
    摘要:
    为探明淮北平原等幅宽带状轮作对夏玉米、花生光合性能及产量的影响,以夏玉米品种郑单958和花生品种鲁花8号为试验材料,以夏玉米和花生连作为对照(CK),设置夏玉米花生等幅宽带状交替轮作,2020-2021年在安徽农业大学皖北试验站进行大田试验,分析等幅宽带状轮作对夏玉米和花生光合性能、干物质积累、产量及土地当量比的影响。结果表明,与连作相比,等幅宽带状轮作夏玉米单株叶面积和叶绿素含量在花期后显著增加,净光合速率在子粒建成期后显著提高;等幅宽带状轮作花生单株叶面积和净光合速率在整个生育期均显著提高,叶绿素含量在结荚期前显著增加。与连作相比,等幅宽带状轮作夏玉米和花生的产量、整株干重显著增加,提高了土地当量比。综上,在等幅宽带状轮作种植下,夏玉米和花生的光合性能、干物质积累、产量及土地当量比评估较连作有显著改善和提高,对充分利用环境资源、改善作物连作障碍、提高作物产量有积极作用。
    11  不同时期一次性施肥对夏玉米产量和氮肥效率的影响
    石纹碹,谭金芳,李岚涛,张倩,王宜伦
    2024, 32(4):85-91,109. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240411
    [摘要](119) [HTML](0) [PDF 1.03 M](784)
    摘要:
    在河南省鹤壁和原阳采用田间试验,研究不施氮(CK)、种肥同播(T1)、5叶期一次性施肥(T2)和10叶期一次性施肥(T3),对夏玉米生长发育、氮素积累转运及产量的影响,明确夏玉米包膜尿素1∶1配施普通尿素适宜的一次性施肥时期。结果表明,鹤壁和原阳T1处理产量最高,分别为12 700 kg/hm2和10 945 kg/hm2,但与T2处理间差异不显著,较T3处理分别提高14.2%和10.9%;干物质积累量较其他处理分别提高5.6%~25.1%和1.6%~21.2%。不同生育期T1处理叶片SPAD值和叶面积指数均达最高。鹤壁和原阳T1氮肥表观利用率最高,分别为35.2%和35.5%,较其他处理分别提高5.6~14.7个百分点和3.2~13.6个百分点;氮素积累量较其他施氮处理分别提高13.8%~34.5%和14.5%~41.5%。T1处理土壤氮素依存率低于T2和T3处理。综上,种肥同播提高了夏玉米产量、氮肥效率、叶片SAPD值和叶面积指数,保持较高的氮素吸收速率,降低了土壤氮依存率,满足夏玉米整个生育期的氮素需求,实现了夏玉米高产和高效施肥。
    12  东北高产春玉米氮营养指标的无人机多光谱遥感监测
    辛江风,明博,薛贝贝,杨宏业,郭慧荣,冯大云,谢瑞芝,王克如,侯鹏,李少昆,禄兴丽
    2024, 32(4):92-101. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240412
    [摘要](119) [HTML](0) [PDF 1.75 M](825)
    摘要:
    为了探究随机森林算法在春玉米氮营养指标预测精度,于2021-2022年在东北地区进行氮肥梯度试验,以迪卡159为试验材料,设置10个施氮水平,利用无人机搭载多光谱分别在小喇叭口期(V9)、大喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)获取遥感数据。利用19个植被指数分别构建地上部生物量(AGB)、植株吸氮量(PNU)、叶面积指数(LAI)和比叶氮(SLN)模型。结果表明,随机森林算法在预测AGB和LAI有较高的精度,R2分别是0.83和0.9。通过相关分析,LAI、AGB、PNU及SLN与结构不敏感色素指数(SIPI)相关性最高,相关系数分别为-0.75、-0.70、-0.84和0.63,SIPI在4个模型中重要性均最高。研究结果表明,随机森林算法在春玉米氮素监测中具有一定的发展潜力,SIPI在氮素监测中有重要作用,研究结果可为春玉米氮素营养监测提供参考依据。
    13  玉米青霉穗腐病接种方法及玉米新品种抗性分析
    那明慧,赵睿杰,陈晓旭,王作英,高增贵
    2024, 32(4):102-109. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240413
    [摘要](108) [HTML](0) [PDF 1.28 M](891)
    摘要:
    近年由青霉Penicillium spp.引起的穗腐病逐年加重。抗病玉米品种的选育和利用是控制穗腐病的经济、安全和有效措施。本研究开展玉米抗青霉穗腐病的接种鉴定,连续3年(2020-2022)在不同环境下比较分析花丝喷雾法、花丝通道注射法、子粒注射法、牙签法等接种方法对玉米青霉穗腐病抗性鉴定的效果。结果表明,子粒注射法、牙签法发病强度适中,能够使得不同品种在人工接种后表现出不同水平的抗性反应,较适合用于玉米抗青霉穗腐病鉴定接种,接种后发病稳定、抗感差异明显、鉴定结果准确。2021-2022年接种鉴定的玉米新品种中,对青霉穗腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占7.8%、24.1%、28.6%、24.5%、15.0%。
    14  玉米茎腐病致病菌全基因组分泌蛋白预测与分析
    曹言勇,张立立,李慧敏,韩胜博,侯梦薇,段灿星,施艳,张新友
    2024, 32(4):110-118. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240414
    [摘要](140) [HTML](0) [PDF 1.49 M](759)
    摘要:
    九州镰孢菌(Fusarium kyushuense)是一种重要的植物病原菌,可引起玉米茎腐病。为明确九州镰孢菌的分泌蛋白,运用SignalP 6.0、ProtComp 9.0、TMHMM 2.0、big-PI Predictor、TargetP 2.0等软件对九州镰孢菌全基因组12 225条蛋白质序列进行分泌蛋白的预测和筛选。结果表明,九州镰孢菌195全基因组蛋白中共有539条序列具有典型的分泌蛋白特征,占总序列数的4.41%。信号肽-3和-1位置的氨基酸相对保守,其切割位点属于A-X-A型。分泌蛋白功能注释分析结果表明,九州镰孢菌的分泌蛋白中共有264个效应蛋白,其功能主要涉及细胞壁组分降解。对碳水化合物活性酶类(CAZymes)进行预测发现,九州镰孢菌分泌蛋白组中共有168个碳水化合物活性酶,为进一步探究其生物学特性、致病机制和筛选新的镰孢菌致病效应蛋白奠定基础。
    15  不同产业组织模式对玉米生产技术效率的影响研究——基于黑龙江省904个农户数据的实证分析
    刘照磊,武卉昕
    2024, 32(4):119-126. DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20240415
    [摘要](112) [HTML](0) [PDF 717.69 K](837)
    摘要:
    利用2019年黑龙江省农村经济社会情况入户调查的904份农户数据,选择数据包络分析法和倾向得分匹配法,测算玉米生产与加工融合下不同产业组织模式对玉米生产技术效率的影响。结果表明,黑龙江省玉米生产加工整体的生产技术效率均值为0.874,表明生产技术效率较高;玉米生产加工融合形成的产业组织模式都可以提高农户的生产技术效率,但不同产业组织模式提升效果具有差异性,纵向一体化模式对玉米生产技术效率影响程度最高,净效应为0.021 9,生产合同模式又高于订单合同模式。户主特征、家庭经营特征、土地特征和环境特征等因素也对玉米生产技术效率的提升具有一定的影响。

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