EMS诱变甘蓝型油菜M_2代群体的表型突变研究

利用4种浓度EMS处理甘蓝型油菜NJ7982种子,选取其中诱变效果好的处理(0.4%EMS),研究其后代突变型和突变频率。对4.8万株的M2代群体鉴定结果表明,6种器官性状在群体中均出现了突变。子叶突变性状包括3子叶、子叶黄化等,占群体的0.22%;叶片突变性状包括黄化叶、白化叶、紫色叶、上卷叶、下卷叶等,占0.74%;花器突变性状包括紫色花蕾、死蕾、3花瓣、6花瓣、白色瓣、花瓣黄白镶嵌、花瓣皱缩、完全不育、部分可育等,占9.38%;株型突变性状包括矮秆、紫茎等,占4.98%;角果突变性状包括粗角、长角、紫角等,占2.79%;种皮黄色,占0.40%;总的表型突变频率为18.51%。这些遗传多样性的突变材料,为甘蓝型油菜种质创新及品种遗传改良提供基础性材料。

利用高密度SNP标记定位甘蓝型油菜株高QTL

为了提高甘蓝型油菜株高的分子标记辅助育种效率,以888-5（矮秆）×M083（高秆）构建的重组自交系为材料,通过利用新开发的油菜60K SNP芯片对群体进行SNP标记分型,并结合单环境和多环境2种QTL检测方法对4个环境下株高进行了QTL定位及其与环境互作分析。结果表明：2种QTL定位方法,共检测出27个油菜株高QTL,分布于8个连锁群（A2、A4、A5、A6、A9、A10、C3和C7）,单个QTL可解释的表型变异为0.70%~26.10%。其中6个QTL与环境存在互作效应,在4个环境下效应大小不一,但效应方向表现一致。主效QTL q PH2-4在2个环境下重复检测到,对表型变异解释为17.96%~26.10%,而且有2个SNP标记距离该QTL的最大峰值小于0.2c M。这些QTL为油菜株高的遗传改良提供了有用的遗传信息。

玉米自交系籽粒脱水相关性状配合力分析

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。

甘蓝型油菜分枝数QTL定位及其候选基因预测

分枝数是影响油菜产量的重要株型性状之一.为了有助于油菜分枝数的分子标记辅助育种,以甘蓝型油菜品系888-5（多分枝）和M083（少分枝）杂交形成的重组自交系（RIL）群体为材料,通过利用第一张油菜60KSNP芯片对群体进行高通量SNP分型,并结合单环境和多环境2种QTL检测方法对RIL群体在4个环境（武汉-2012、武汉-2013、扬州-2012和扬州-2013）下分枝数进行QTL定位.结果表明：共检测出18个分枝数QTL,分布于A2、A6、A7、C1和C4连锁群.其中11个QTL在2个以上环境下可重复检测到;有2个QTL与环境之间存在互作效应.主效QTL2个（qBN2-3和qBNE2-1）,分别在3个、4个环境下重复检测到,可解释的表型变异为13.12% ～20.60%,2.80% ～30.10%.qBNE2-1与环境存在互作效应.另外,通过利用SNP标记侧翼序列和油菜基因组比对作图,从3个QTL（qBN2-1、qBN7-6和qBN7-8,三者可解释的表型变异分别为19.40% ～17.30%、5.70% ～12.21%和7.88% ～10.32%）的基因组区段内（分别为279kb、165kb和562kb）共筛选出4个与分枝数有关的候选基因,它们的拟南芥同源基因（分别为CUC2、PIN3、F23N20.8和PIN4）均参与拟南芥分枝数的分化或形态建成.

种植密度对夏玉米品种株型及产量性状的影响

为了阐述不同玉米品种株型及产量性状对密度响应,以目前生产上广泛种植的6个品种(‘郑单958’、‘先玉335’、‘伟科702’、‘浚单20’、‘金海5号’、‘利民33’)为材料,研究4个种植密度(60000、90000、112500、127500株/hm2)下不同品种株型和产量性状的变化。结果表明:6个品种棒三叶面积及茎粗系数均随着密度增加而减小,但减小幅度在不同品种或不同叶位存在差异。产量构成因素如穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数和千粒重随着密度增加而减小。4个种植密度中,‘金海5号’、‘伟科702’、‘郑单958’在密度为90000株/hm2时产量为最高;其他3个品种随密度增加,产量降低。回归分析发现在10个已知影响玉米产量因素中,穗粒数对产量的直接影响最大,其次为行粒数。

玉米籽粒脱水速率研究进展

玉米籽粒脱水速率是决定玉米收获时籽粒含水量的主要因素之一。全面系统深入研究玉米籽粒脱水速率这个关键性状,能够有效提高玉米机收籽粒育种效率,迅速加快中国玉米生产全程机械化步伐。为此,本研究从玉米籽粒脱水速率测定方法、玉米籽粒脱水速率与其他农艺性状关系、遗传改良及其遗传机制研究等方面,探讨了近年来国内外玉米籽粒脱水速率研究进展。同时,对目前研究中存在的问题进行了分析,并针对每个问题提出其解决对策,这为深入玉米籽粒脱水速率研究提供有利信息。

玉米耐旱性研究进展

干旱是目前影响玉米产量最重要的非生物胁迫因子。为了加快玉米耐旱性研究,提高育种效率,本研究归纳了近年来国内外玉米耐旱性研究现状将其总结为玉米耐旱性鉴定方法、遗传研究、品种选育以及耐旱性功能基因研究。对目前研究中存在的问题,如尚未有统一标准耐旱性鉴定体系、缺乏耐旱种质资源以及耐旱机理研究尚浅等进行了分析,并针对每个问题提出其解决对策,这为玉米耐旱性深入研究提供有力信息。

不同来源玉米自交系品质性状的配合力分析

以14份来源于美国和我国的玉米自交系为亲本,按照完全双列杂交试验设计配制182个杂交组合,连续3 a分析玉米籽粒蛋白质、淀粉、脂肪、赖氨酸含量4个品质性状的配合力及性状与配合力的关系,为玉米籽粒优质性状改良和新品种选育提供材料及理论依据。结果表明,14份玉米自交系及其组配的182个杂交组合的籽粒蛋白质、淀粉、脂肪含量在3 a间总体上均呈极显著正相关。籽粒蛋白质、淀粉、脂肪、赖氨酸含量一般配合力(GCA)方差均明显大于特殊配合力(SCA)。籽粒蛋白质、淀粉、赖氨酸含量的遗传均以加性效应为主;淀粉含量遗传力最高,为71.82%,其次为赖氨酸含量(69.74%),脂肪含量最低(42.83%)。4个品质性状GCA在不同自交系间差异均极显著,其中,籽粒蛋白质含量、淀粉含量和脂肪含量GCA效应值较大,赖氨酸含量GCA效应值较小。LH202、郑A88、PHR55和郑H71为亲本组配的杂交组合的品质性状SCA效应值较大,品质较优。玉米籽粒淀粉含量与蛋白质、脂肪、赖氨酸含量均呈极显著负相关,而蛋白质、脂肪、赖氨酸含量间均呈极显著正相关;杂交组合4个品质性状分别与父母本GCA效应值之和、SCA效应值呈极显著、显著正相关。

不同玉米杂交种对花期高温、干旱复合胁迫的响应

为了筛选和评价耐高温、干旱能力强的玉米杂交种,利用人工控水坑栽和高温设施进行干旱和高温处理,研究了花期高温、干旱复合胁迫对6个审定杂交玉米品种生长及产量的影响,并对6个玉米杂交种花期抗高温、干旱的特性进行了综合评价。结果表明,高温、干旱及其复合胁迫均延长了玉米雌雄间隔期,降低了比叶重和叶绿素相对含量,玉米果穗穗粒数明显减少,百粒质量及籽粒产量明显下降,且干旱+高温复合胁迫对玉米穗粒数、百粒质量和籽粒产量的影响高于单一胁迫。不同基因型玉米对高温和干旱胁迫的响应存在明显差异,且玉米品种的抗高温能力与抗干旱能力间有一定的正相关关系。综合不同玉米品种各性状耐高温、干旱及其复合胁迫的系数和隶属函数值分析,浚单20、郑单958、郑单538花期抗高温、干旱的能力强,迪卡653中等,农华101、先玉335最弱。

基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法在宜机收玉米品种综合评价中的应用

【目的】综合评价玉米品种的宜机收性,筛选适宜黄淮海玉米产区的机械收粒玉米新品种,为该区域宜机收玉米品种的选育和推广提供参考依据。【方法】采用熵值赋权的DTOPSIS法和灰色局势决策法,对2017—2018年10个新审定和生产上的主栽玉米品种进行综合评价。【结果】DTOPSIS法计算结果表明,按照10个玉米品种与理想解的相对接近度Ci排序为京农科728>粒收1号>豫单9953>新单68>创玉107>先玉335>迪卡517>华皖267>怀川39>郑单958,综合产量和宜机收性状,京农科728和豫单9953两个品种表现较好。灰色局势决策法计算结果表明,各参试品种的加权综合效果测度值排序为京农科728>粒收1号>豫单9953>先玉335>新单68>创玉107>迪卡517>怀川39>华皖267>郑单958,结合产量和综合优势量化值,同样是京农科728和豫单9953表现较好。两种方法中,京农科728、粒收1号、豫单9953、迪卡517和郑单958等5个品种的排序基本一致,其余5个品种的综合评价排序稍有不同。【结论】两种评价方法均能客观全面评价玉米品种的宜机收性,但灰色局势决策法分类更准确,计算过程也相对简单。依据各品种的产量和宜机收性综合评价10个参试玉米品种,初步筛选出适宜黄淮海玉米产区的高产宜机收品种为京农科728和豫单9953。

EMS诱变甘蓝型油菜获得高油酸突变体

用0.4%EMS诱变甘蓝型油菜NJ7982种子,从M2代筛选得到1个油酸含量76.15%的突变株(M2-2080),M3代该突变体的油酸含量也达到了75.0%(M3-2080-1)。对高油酸突变体M3-2080-1和野生型BnFAD2基因进行克隆,分析突变体油酸含量高的原因。序列表明,高油酸突变体中,BnFAD2I基因有63个碱基发生变异,进而导致蛋白质翻译出现终止;BnFAD2II-1基因有41处碱基发生突变,导致15个氨基酸变异,其中处于跨膜区域的+82氨基酸由丝氨酸突变成脯氨酸,+157的苯丙氨酸变成亮氨酸,位于疏水区中,还有9处发生突变的氨基酸残基位于α-螺旋区。这些突变位点都发生在油酸脱饱和酶催化中心,进而影响了该酶的活性,可能是导致突变体的油酸含量升高的原因。另外,高油酸突变体及野生型的农艺性状无显著性差异,可作为高油酸育种种质资源。

16个玉米杂交种的抗旱性评价

为评价已通过审定的玉米品种的抗旱性,利用人工控水坑栽试验,研究并评价了16个玉米杂交种的抗旱性差异。结果表明,参试玉米品种产量在非干旱胁迫处理与干旱胁迫处理之间的差值最大达到1 987.62 kg/hm^2,最小为287.50 kg/hm^2,干旱胁迫处理平均减产1 077.03 kg/hm^2。参试玉米品种的抗旱系数介于0.82~0.97,抗旱指数(DRI-1)介于0.74~1.14。依据抗旱指数进行分析,郑单1002、郑单958、郑单538等3个玉米杂交种抗旱级别为2级,抗旱能力较强;浚单20、伟科702、豫单606、先玉808、豫安3号、郑单528、先玉335、德单121、中种8号、农华101、桥玉8号11个玉米杂交种抗旱级别为3级,属中等抗旱品种;蠡玉16和中科4号2个玉米杂交种抗旱级别为4级,抗旱能力较弱。

甘蓝型油菜RIL群体株高性状的全基因组关联分析

为提高甘蓝型油菜株高的分子标记辅助育种效率,挖掘与株高相关的功能基因以构建理想株型,利用单个重组自交系（RIL）群体在3个环境下的株高表型数据及7 877个SNP标记的基因型分型数据进行全基因组关联分析。在2个或2个以上环境下同时检测到5个与株高显著相关的SNP（Bn-scaff_15794_3-p62430、Bn-A02-p9599263、Bn-A02-p9409799、Bn-A02-p9993945和Bn-A02-p9636219）,均位于A02染色体上。比较利用连锁分析方法的QTL定位结果,发现标记Bn-A02-p9599263和Bn-scaff_15794_3-p62430分别位于QTL（q PH2-2和q PH2-4）峰值处,标记Bn-A02-p9636219和Bn-A02-p9993945分别落在QTL（q PH2-3和q PH2-4）2-LOD的置信区间内,标记Bn-A02-p9409799距离QTL（q PH2-2）的置信区间0.3c M。利用关联分析定位的区间（69.5~80.7c M）比利用连锁方法定位的QTL区间（60.7~95.9c M）缩小了24c M。依据参考基因组信息,在标记Bn-scaff_15794_3-p62430附近2kb处找到1个与株高性状相关的候选基因（GSBRNA2T00090973001）。结果表明,单个RIL群体进行全基因组关联分析可以对连锁QTL分析结果进行补充,缩小QTL置信区间。

青贮玉米的种植前景及栽培技术

青贮玉米具有生物产量高、纤维品质好、持绿性好,干物质和水分含量适宜用厌氧发酵的方法进行封闭青贮等特点。国家农业结构调整相关政策的出台为发展青贮玉米提供了良好的机遇。介绍了青贮玉米的种植前景,并从适播品种、播种条件、病虫防治、田间管理、降灾防控等方面介绍了青贮玉米的栽培技术措施。

麦茬高度对宜粒收夏玉米苗期质量、干物质转运及产量的影响

【目的】在秸秆全量还田、贴茬免耕直播条件下,探索宜粒收夏玉米机播的最佳冬小麦留茬高度,提高宜粒收夏玉米苗期质量和籽粒产量,为提高冬小麦—夏玉米轮作体系中机械化质量及实现高产高效栽培提供理论依据。【方法】选用宜粒收玉米新品种新单68(对照品种郑单958)为研究对象,设3个麦茬高度处理(0、10和30 cm),研究麦茬高度对宜粒收夏玉米苗期质量、冠层特性、干物质积累分配与转运及产量的影响。【结果】0~20 cm土层土壤体积含水量随麦茬高度增加而增加,10 cm处理5和15 cm土层土壤体积含水量分别比0 cm处理高7.87%和15.26%,30 cm处理5和15 cm土层土壤体积含水量分别比0 cm高16.60%和19.60%。随麦茬高度增加,夏玉米出苗率、株高整齐度和叶片SPAD值降低,株高和穗位高增加,茎粗变细,花前叶面积指数增加。夏玉米群体干物质积累量在6叶期和9叶期随麦茬高度增加而显著增加(P<0.05),随生育期推进麦茬高度处理间差异变小。10 cm处理降低了干物质在茎、叶和鞘中积累量和分配率,提高了籽粒积累量与分配率、开花期干物质转运率和对籽粒干物质积累贡献率。随麦茬高度增加,公顷穗数降低,穗粒数和百粒重增加,产量先升高后降低,表现为10 cm处理产量最高,0和30 cm处理产量无显著差异(P>0.05)。与郑单958相比,新单68的株高、穗位高、SPAD值、干物质积累量、花后干物质积累对籽粒干物质积累贡献率和产量均增加,生育前期叶面积指数较高但成熟期落黄早;开花期干物质转运率和籽粒分配率新单68低于郑单958。【结论】10 cm麦茬高度有利于保持较高土壤含水量,提高玉米出苗率和株高整齐度,维持较高的叶面积指数和SPAD值,优化干物质积累和分配特性,进而提高夏玉米籽粒产量。

信号集中监测智能分析技术的应用

信号微机监测系统是铁路运输重要的行车安全设备。随着高速铁路的发展,联锁、闭塞、列控、TDCS/CTC等信号设备日益现代化,监测信息量也随之大幅增加,既有微机监测系统的功能亟待发展与提高。铁路信号集中监测系统智能分析功能应运而生,使微机监测系统功能从单纯的"仪表测试"转向"诊断维护",为铁路信号设备实施"状态修"创造了更有利的条件。

黄淮海区域7个玉米品种的子粒脱水特性分析

研究不同玉米品种的子粒脱水特性,以期为玉米机械粒收提供科学依据。选用黄淮海区域7个具代表性的玉米品种为试验材料,对收获时子粒含水量、子粒脱水速率以及脱水相关性状进行研究。结果表明:收获时子粒含水量与苞叶含水量、穗轴含水量、生理成熟天数、授粉天数和穗粗呈极显著正相关,与子粒脱水速率呈极显著负相关。不同玉米品种的子粒脱水相关性状均存在显著差异。依据收获时子粒含水量将7个参试品种划分为3种类型,其中,低水分含量品种迪卡517和中间型品种先玉335生理成熟天数适中、生理成熟后子粒粒脱水速率快、收获时产量高,比较适宜机收。中间型水分含量品种安玉308可在生理成熟后延迟7 d左右进行子粒机收。本研究筛选出的玉米品种可作为黄淮海区域适宜机械粒收的备选品种。

信号微机监测技术的发展及趋势

信号微机监测系统是铁路运输的重要行车安全设备。对于进一步提高信号设备的安全可靠性.强化结合部管理,改善和指导现场维修具有划时代的重要意义。随着高速铁路的发展,联锁、闭塞、列控、TDCS/CTC等信号设备随之发生技术变革,尤其重要的是随着监测时象的增加,监测信息量大幅增加,极大提高了维修人员的调阅工作量,极有可能造成因不能及时发现电气特性变化而失去预防故障机会的状况,既有微机监测系统亟待发展与提高,铁路信号集中监测特别是智能分析功能应运而出.从而引发微机监测系统从单纯的"仪表"测试功能迈向"诊断"维护功能,切实实现信号设备的"状态修"。

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

【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。

不同耐/感玉米品种的叶片光合荧光特性、授粉结实和产量构成因素对花期高温的反应

探讨不同基因型玉米叶片光合荧光特性、授粉结实能力及产量构成对花期高温胁迫及恢复的响应,以期为未来气候变暖条件下夏玉米稳产高产提供理论依据。采用人工模拟增温试验,选取2个耐热型玉米品种(‘浚单20’和‘郑单958’)和2个热敏感型玉米品种(‘先玉335’和‘农华101’)为试验材料,设置花期高温胁迫和大田常温对照2个处理,研究花期高温胁迫及恢复对不同耐热性玉米叶片光合荧光特性、授粉结实能力、干物质积累与分配和产量构成的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低了玉米穗粒数,增加了空秆率,进而导致籽粒产量显著下降,且耐热型品种产量下降幅度小于热敏感型品种。与对照相比,花期高温胁迫下耐热型和热敏感型品种穗粒数分别降低22.25%和67.18%,百粒重分别降低2.03%和5.00%,空秆率分别增加206.37%和283.00%,籽粒产量分别降低31.84%和67.33%,其中穗粒数、空秆率和籽粒产量差异均达显著水平(P<0.05)。花期高温胁迫使得4个玉米品种有效绿叶面积和叶绿素含量降低,光系统Ⅱ受损,光合性能显著下降;高温胁迫结束后,光系统Ⅱ部分参数有所恢复,叶绿素含量和净光合速率恢复至对照水平。花期高温胁迫对雌穗总小花数、雄穗总小花数和雄穗分枝数影响较小,但使得散粉持续期缩短,开花吐丝间隔期拉长,造成雌雄不遇,结实率显著降低。花期高温导致的授粉持续期缩短是结实率降低的主要原因。花期高温胁迫显著降低了4个玉米品种干物质积累量和干物质向穗(粒)的分配比例;高温胁迫后,耐热型和热敏感型品种成熟期的单株干物质量分别降低16.40%和25.73%,籽粒干物质分配比率分别降低7.08%和46.80%,差异均达显著水平(P<0.05)。花期高温胁迫导致玉米光合性能下降,雌雄穗协调发育受到抑制,干物质积累量显著减少,使得结实率下降,穗粒数减少,籽粒产量显著降低。花期高温胁迫对热敏感型品种的产量形成、光合荧光特性、雌雄穗发育和干物质积累与分配的影响均高于耐热型品种。