不同遗传背景的转Cry1C基因玉米品系的室内抗虫性鉴定

以转Cry1C基因的转基因玉米C492为供体,通过回交转育的方式将目标基因分别导入不同遗传背景的玉米自交系,获得转基因玉米自交系C492/N-76、C492/N202、C492/S273、C492/DH1901和C492/DH1904,采用室内离体组织生测的方法研究各品系对玉米螟和草地贪夜蛾的抗虫性。结果表明:转基因玉米C492和5个不同遗传背景自交系均表现出高抗玉米螟,虽对草地贪夜蛾的抗性有一定差异,但接虫6 d后幼虫死亡率均达到80%以上。这说明转基因玉米C492和5个不同遗传背景自交系可用于抗虫转基因玉米新品种培育,具有较好的商业化应用前景。

玉米新品种福玉18的选育及栽培、制种技术

福玉18是由湖南继福种业科技有限公司与湖南省农业科学院作物研究所共同合作于2016年育成,组合为西V2×毛白11,该品种属中迟熟、中秆、大穗型单交种。2018—2020年在各级区试、示范中表现高抗灰斑病、穗腐病,抗逆性强,耐瘠薄,适应性广、高产稳产、品质优良等特点;适宜于湖南省及西南山区作为春玉米种植,种植密度一般以48000~52500株/hm^(2)为宜。2021年福玉18通过湖南省农作物品种审定委员会审定。通过介绍福玉18的选育过程、特征特性、产量表现及栽培与制种技术,以期为福玉18的推广应用提供技术支持。

玉米自交系籽粒响应高温胁迫的转录组分析

玉米籽粒发育时期对高温胁迫十分敏感,严重影响玉米的产量和品质。为研究不同耐高温玉米自交系籽粒响应高温胁迫的基因表达差异,在基因水平解析不同玉米种质响应高温胁迫的分子机制,以前期筛选的耐高温自交系XN202和敏感自交系CT110为材料,利用RNA-Seq技术挖掘正常和高温胁迫下授粉后15 d玉米籽粒的差异表达基因(DEG)。与对照相比,XN202和CT110分别检测到1517,1012个DEGs,共同的DEGs有142个,包含7个转录因子。不同耐高温玉米自交系的籽粒对高温胁迫的响应存在明显差异,通过基因本体(GO)功能注释和全基因组及代谢途径数据库(KEGG)信号通路富集分析筛选出DNA复制、核小体、微小染色体维持复合物、DNA引物酶-多聚酶α复合体、营养库活性、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等共同参与响应高温胁迫的应答过程。通过生物信息学分析,共有374个DEGs位于已报道的玉米耐高温相关性状QTL区间,其中42个DEGs为已报道的耐高温相关基因。综上所述,高温胁迫下玉米籽粒会形成复杂的细胞保护和防御系统,AP2/ERF、MYB、bHLH、NAC、HSF、HSP等耐高温相关的DEGs可能在分子调控网络中发挥重要作用。

洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种筛选

为筛选适宜湖南省洞庭湖平原地区种植的高产耐密宜机收的春玉米新品种,加快推进玉米生产全程机械化水平、提高农户种植效益,以西南地区近几年新选育的36个杂交玉米新品种和对照品种中玉335为试验材料,采用大区比较试验分析各品种的产量、抗逆性和机收相关性状。结果表明:参试品种的折合产量在6.39~10.88 t/hm2间,比对照品种中玉335增产10%以上的品种有17个;不同品种收获时籽粒含水量存在明显差异,最高为33.5%(凉435),最低为23.7%(SAU210),平均值为27.6%,共有25个品种收获时籽粒含水量低于28%(符合标准要求),可以满足机收需求;不同籽粒含水量类型品种之间的杂质率、籽粒破碎率差异较大,而抗病性、生育期差异较小。综合考虑品种的生育期、抗逆性、产量和机收相关性状,沣玉4号、DS20101、雅玉158和KD205等品种可作为洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种。

洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种筛选

为筛选适宜洞庭湖平原种植的高产耐密宜机收的春玉米新品种,以36个新品种和中玉335(对照)为材料,采用大区试验,研究供试品种的产量、抗逆性和机收性能指标。结果表明:36个品种的平均产量为9.06t/hm^(2),比对照品种中玉335增产超过10%的品种有17个;根据收获时籽粒含水量特点,供试品种可分为高含水量、中含水量、低含水量3种类型,其中凉435最高,为33.5%,SAU210最低,为23.7%,有25个品种收获时籽粒含水量低于28%,可满足机收需求;不同籽粒含水量类型品种之间的杂质率、籽粒破碎率差异较大,而抗病性、生育期差异较小。综合考虑品种的生育期、抗逆性、产量和机收相关性状,沣玉4号、DS20101、雅玉158和KD205等品种可作为洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种进行示范推广。

新陆早棉花品种DNA指纹图谱的构建及遗传多样性分析

以新疆2013年前审定的51个新陆早常规棉花品种为材料,从5000对SSR引物中筛选出多态性高、稳定性好、且定位在棉花26条染色体上（每条染色体上选择2-3对）的75对核心引物,检测到多态性位点226个,每个标记检测到的基因型位点数在2-12之间,平均为3.01个;引物多态信息量（PIC）值介于0.0799-0.8752之间,平均值为0.6624。结果显示,在51份新陆早棉花常规品种中,可利用特征引物将21份品种一次性区分开。利用40对引物可以完全区分开新陆早51份常规品种,并构建供试品种的指纹图谱。同时利用NTSYS-pc V2.10软件聚类分析表明,51个新陆早棉花品种遗传相似系数变化范围为0.4269-0.9873,平均值为0.7071,说明新陆早棉花品种之间遗传多样性较狭窄;遗传相似系数矩阵和聚类分析将51个新陆早品种分为4大类型,与原品种选育系谱高度吻合。

新疆彩色棉23个品种指纹图谱的构建及遗传多样性分析

以新疆截止2012年审定的23份新彩棉品种为材料,利用SSR标记进行DNA指纹图谱的构建和遗传多样性分析.从5000对SSR引物中,挑选出多态性高、稳定性好、均匀分布在棉花26条染色体上的52对引物,在23份新彩棉品种中筛选出核心引物47对,SSR扩增检测到多态性基因型位点数共计162个,每个标记检测到的基因型位点数在2～7之间,平均为3.45个;引物多态信息量（PIC）值介于0.4537～0.8686之间,平均值为0.7096.结果显示：在23份新彩棉品种中,14份品种采用特异或特征引物可以一次性区分开,其余9份品种需要采用引物组合来实现区别该品种与其他品种.最少选用18对特异引物及组合引物就可以完全区分开新彩棉1～23号品种.利用18对SSR标记构建了新彩棉1号至23号品种的指纹图谱.利用NTSYS-pcV2.10软件聚类分析表明：23个新彩棉品种遗传相似系数变化范围是0.3781～0.9298,平均为0.5511,表明新彩棉品种之间存在着丰富的遗传多样性.

湖南地区鲜食玉米—西瓜—绿肥油菜高效栽培技术

湖南地区光热资源丰富,推广鲜食玉米-秋瓜-冬肥油菜高效栽培模式,不仅可以提高复种指数,增加经济收入,还可以减少玉米和西瓜生产中化肥的使用量。绿肥油菜在提高土壤肥力,改善土壤理化性质的同时,通过采薹增加农民收入,有效地缓解了湖南地区早春蔬菜供应的淡季。该种植模式较单纯种植玉米和西瓜的经济效益高,可以在生态条件类似的区域进行推广。

湖南省春玉米土壤养分丰缺指标构建研究

借助湖南省玉米"3414"肥料试验数据,比较红壤和水稻土养分含量差异,分别分析了红壤和水稻土两种类型土壤中各养分含量及其与对应肥料处理的产量之间的关系,将红壤和水稻土的氮磷钾含量水平分别进行分级。结果显示,除速效钾含量红壤高于水稻土外,其余养分含量两者无明显差异。土壤有效磷和速效钾含量可以与其对应的肥料空白处理的相对产量或产量成功拟合,可以进行土壤肥力分级,碱解氮则不能。借助不施氮处理相对产量与其相对应的土壤有机质含量,可间接对土壤供氮能力进行分级。土壤养分分级结果显示,红壤和水稻土的各养分含量均可分为低、较低、中等、较高和高5个等级。两种土壤对玉米氮素供应能力均处于中低水平,供磷能力均基本处于中等水平,其中水稻土稍高,供钾能力红壤处于中高水平,水稻土处于中低水平。研究结果表明,根据土壤类别进行肥力等级划分具有必要性和可行性,可为湖南省春玉米科学施肥提供有益参考。

湖南省春玉米主产区最佳施肥量研究

对湖南省最近几年开展的玉米"3414"肥料试验结果数据进行汇总,利用三元二次方程模型对不同肥力等级土壤中氮磷钾施用量与产量关系进行模拟分析,基于模型分析高、中、低土壤肥力条件下获得最高产量和最佳经济效益产量时分别对应的N,P2O5和K2O施肥量。结果表明:高肥力土壤获得最高产量和最佳经济效益产量对应的氮磷钾肥施用量分别为198.645,84.975,94.74和168.135,75.15,80.43 kg/hm2;中等肥力土壤获得最高产量和最佳经济效益产量对应的施肥量分别为217.74,86.025,108.495和189.825,79.965,91.14 kg/hm2;低肥力土壤获得最高产量和最佳经济效益产量对应的施肥量分别为217.53,103.98,135和198.39,92.31,128.19 kg/hm2。高中低3种类型土壤的最佳经济效益产量分别为7388.7,7519.5和7763.7 kg/hm2。

长沙地区草地贪夜蛾雄虫田间诱捕调查

为研究湖南长沙玉米田草地贪夜蛾种群发生动态规律,2020年4月至12月在田间设置诱捕器,对草地贪夜蛾雄虫诱捕数据进行统计分析。结果显示,该虫雄虫全年发生时间为5月20日至11月22日;全年诱捕数量呈现5-7月较少,8月最多,9-11月波动中减少至消失的变化趋势。春玉米受该虫害威胁程度小于秋玉米。不同生育阶段的玉米对雄虫吸引能力表现为前期>中期>后期。甜糯玉米田诱捕到的雄虫数量显著高于普通玉米田。8-11月的雄虫诱捕数量与气温、日照时间成正相关,与空气湿度成负相关。10℃是雄虫田间活动的最低临界温度。本研究可为长沙地区草地贪夜蛾的监测和防治提供重要参考。

棉花陆海杂种标记偏分离染色体上重要农艺性状的QTL定位

【目的】利用陆海杂种分离群体进行产量、熟性相关性状和纤维品质相关数量性状定位(Quantitative trait locus,QTL),挖掘这2个棉种基因组上的有利等位变异,以期检测到稳定的QTL位点,用于QTL精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择。【方法】以海岛棉3-79(简称"3")和陆地棉鄂棉22(简称"E")为亲本,构建了4个以鄂棉22为轮回亲本的BC1F1群体[E(E3)、E(3E)、(E3)E和(3E)E],单株种植成株行,构建BC1F2群体。考查群体的熟性、产量及纤维品质相关性状,在偏分离严重的3条染色体上进行QTL定位分析。【结果】正态分布检验显示,除了E (E3)群体的马克隆值和短纤维率在4个群体中均不符合正态分布外,4个群体的其余6个纤维品质相关性状均符合正态分布;但是与熟性相关的3个性状均不符合正态分布,说明熟性等适应性状可能与环境有更强的互作效应。利用复合区间作图方法对4个BC1F2分离群体的产量、熟性及纤维相关性状进行QTL定位,共检测到47个QTLs,其中(E3)E中15个、(3E)E中13个、E(E3)中12个、E(3E)中7个,解释8.8%～30.9%的表型变异。检测到27个纤维性状相关QTLs,解释9.0%～30.9%的表型变异;检测到7个产量相关QTLs,解释8.8%～17.4%的表型变异;检测到13个熟性相关QTLs,解释9.4%～19.4%的表型变异。【结论】QTL比较分析表明,本研究检测到的部分QTLs在MetaQTL分析也被检测到。本研究也鉴定出了一些在综合图谱上没有报道的QTLs,比如16号染色体的qDBO-c16-1、qDBO-c16-2和qLI-c16-1、qLI-c16-2,18号染色体的qSF-c18-1。这些新鉴定的QTLs可为QTL比较分析提供新的参考信息。

湖南省春夏秋三季玉米生长发育及温度胁迫特点研究

选取早熟品种郑单1002和中迟熟品种蠡玉6号,开展春夏秋三季玉米比较分析。结果显示:生育期天数表现为秋季>春季>夏季,灌浆期天数表现为秋季>春季>夏季,籽粒脱水速率表现为春季=夏季>秋季,百粒重和容重表现为秋季>春季>夏季,产量表现为春季>秋季>夏季。春夏两季玉米灌浆期(7~8月)受到高温胁迫严重,其中夏玉米受高温胁迫程度远高于春玉米。秋玉米灌浆期(10~11月)主要受低温胁迫影响。早熟品种在春秋两季应对温度胁迫方面具有明显优势。适当提早播种有利于春夏秋三季玉米产量形成。本区域春秋两季适宜的玉米播种时间分别为3月10日左右和7月15日左右,可合理避开灌浆期温度胁迫,且有利于籽粒脱水。

适宜洞庭湖区种植的夏玉米品种筛选

为筛选出适宜洞庭湖区种植的高产夏玉米品种,以临奥1号为第一对照,郑单958为第二对照,在常德市安乡县进行了22个夏播品种的筛选试验。在种植密度5.25万株/hm^2条件下,7个品种产量超过对照临奥1号和郑单958,其中登海605、康农669、NK718产量高,综合性状优良,生育期相对较短,收获后不影响后茬油菜播种,适用于洞庭湖区冬油菜—夏玉米模式。

栽培模式对湖南春玉米产量形成和氮素利用的影响

为研究不同栽培模式对湖南春玉米产量、干物质积累、灌浆特性和氮素利用的影响,于2017年在长沙以登海605为供试品种,设置基础地力产量(FP)、农户产量(PP)、高产高效产量(HY)和高产记录产量(SHY)4种栽培模式进行试验。结果表明,不同栽培模式之间产量差异显著,FP、PP、HY、SHY产量分别达到4359.30、6565.86、7586.31、9748.68 kg/hm^2。与FP相比,PP、HY、SHY提高了玉米干物质积累量、氮素积累量和叶面积指数,延长了灌浆活跃期。PP处理氮素农学利用率、氮素偏生产力最高,SHY处理的氮肥当季回收率最高,说明通过对种植密度、施肥量和追肥方式等栽培技术集成与优化,可提高春玉米产量。

农田土壤重金属污染及调控措施

农田土壤重金属污染是全世界所共同面临的普遍性环境问题之一。从农田土壤重金属污染的来源,重金属污染对农田土壤质量、作物生长发育、农产品品质以及对人类健康的影响,论述了重金属污染的防控与调控措施,主要有物理和化学调控、植物修复和农业生态修复措施,并对以后的研究方向进行了探讨。

播期对湖南秋玉米生长的影响

研究选取早熟玉米品种方玉24和中熟玉米品种蠡玉6号,分4个播期在长沙播种,研究播期对秋玉米生长的影响。结果表明:随着播期的推迟,秋玉米生育期随之延长,主要表现为灌浆持续期延长;成熟期籽粒含水量增加,籽粒容重降低;产量性状表现为先增加后减少的趋势;秋玉米最佳播期在7月15~20日;品种间差异主要表现为同一播期的蠡玉6号灌浆持续期、成熟期籽粒百粒重和产量均高于方玉24,方玉24灌浆起始时间早,灌浆持续期短,籽粒脱水快,成熟期籽粒含水量明显低于蠡玉6号。综合来看,湖南地区秋玉米应当选择具备以下特点的品种:中熟、灌浆速率快、灌浆持续期适中、籽粒脱水快以及一定抗旱能力。

鲜食糯玉米新组合(品种)引种试验初报

从全国各地引进了18个糯玉米新组合(品种),通过间比法鉴定、综合评价各品种的品质、倒伏(折)率、产量及相关性状等,筛选出产量高、品质好、抗倒性强的6个糯玉米新组合(品种):晋糯18、YN215、花甜糯088、桂黑糯601、苏玉糯1502和晋糯20号,产量分别为13.75、14.12、13.36、11.16、10.99和10.90 t/hm2,品质分别为85、88、87、91、90和93分(对照85分)。初步认为这6个糯玉米新组合(品种)较适合在湖南省种植应用。

播期和整地方式对湖南玉米机械播种的影响

为研究播期和整地方式对湖南玉米机械播种的影响,提高播种质量,以前期筛选的2BFG-4型玉米精量播种机为播种机械,2018年将8个玉米品种分两个播期(春播、夏播)进行机播,播前不整地;2019年将10个玉米品种春季机播,播前整地。结果显示,播期对机播出苗率影响较大,机播出苗率夏播显著高于春播,高18.1百分点;播期对机播粒距合格指数、重播率无显著影响,但漏播率夏播显著低于春播。对2年采用不同的整地方式(播前整地与不整地)播种的4个玉米品种进行比较分析,发现整地方式显著影响机播粒距合格指数,机播粒距合格指数播前整地机播比播前不整地机播提高20.0百分点,出苗率提高12.7百分点,重播指数、漏播指数分别低4.2、15.8百分点,整地后机播效果可达国家标准。因此,播期和整地方式影响湖南玉米机械播种效果。

玉米/大豆间作的镉累积规律初探

为探索镉污染农田高效种植结构调整模式,通过在镉污染严格管控区农田(土壤全镉含量1.98 mg·kg-1)开展不同镉积累特性的玉米和大豆间作试验,系统研究了单作和间作下玉米和大豆的镉吸收积累规律。结果表明,随着生育进程推进,玉米秸秆镉含量呈总体降低的变化趋势,大豆秸秆镉含量呈逐渐升高再降低的趋势,玉米苗期秸秆镉含量最高,而大豆鼓粒期秸秆镉含量最高;大豆成熟期籽粒镉含量高于鼓粒期,玉米灌浆期籽粒镉含量高于成熟期;间作降低了成熟期镉低积累玉米籽粒镉含量,提高了镉高积累玉米籽粒镉含量,间作模式下镉高积累和低积累玉米品种籽粒镉含量平均值分别为0.139 mg·kg-1和0.003 mg·kg-1,分别较单作降低了-14.88%和88.46%;秸秆和籽粒的富集系数大豆分别为2.567~3.329和0.667~0.764,玉米分别为0.729~3.339和0.001~0.079,间作玉米秸秆富集系数较单作增加0.15%~46.22%,低镉积累玉米籽粒富集系数较单作降低84.62%~92.31%;间作处理土地当量比为1.46~1.77。因此,间作大豆可以保证低镉积累玉米籽粒在镉污染土壤的安全生产,为土地合理利用提供有效的参考途径。