一种用玉米拟轮枝镰孢穗腐病病粒制备接种体的简易方法

制备接种体是玉米穗腐病抗性鉴定中的一个重要环节,本研究提出了一种用玉米拟轮枝镰孢穗腐病病粒制备接种体的简易方法,即将上年的拟轮枝镰孢穗腐病带菌病粒按一定重量加入无菌水洗脱制成接种体。田间接种试验结果表明,采用本方法简易制备的接种体接种后可获得与常规制备接种体相当的接种效果,且在-18℃冻存15 d仍可达到新鲜的常规制备接种体接种后的水平。使用简易制备接种体对33个玉米品种进行了田间穗腐病抗性鉴定,21个品种表现为感病或高感。与实验室常规培养制备接种体的方法相比,本制备方法简便易操作,用时短,成本低,无需专业仪器设备,能够一次制备大量接种体,可广泛用于玉米种质材料和新品种的拟轮枝镰孢穗腐病田间抗性鉴定及抗性材料筛选等。

Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum在玉米秸秆和水稻秸秆上子囊壳形成的比较

为探究麦田前茬作物玉米秸秆和水稻秸秆上中国小麦赤霉病菌的两个优势种Fusarium graminearum sensu stricto(F.graminearum)和F.asiaticum子囊壳形成和发育成熟过程的差异,分别选择3株F.graminearum菌株(SE81,3-ADON型;LcA-2,15-ADON型;HX5-1,NIV型)和2株F.asiaticum菌株(M4A,3-ADON型;M31-2,NIV型),用其孢子悬浮液接种玉米秸秆和水稻秸秆,放置于花泥和地表两种环境条件下,比较接种不同菌株秸秆上子囊壳的形成和发育成熟情况及5个菌株对‘郑麦366’(高感小麦赤霉病品种)的致病力。结果表明:花泥环境下产生子囊壳的速度要快于地表,以玉米秸秆为载体子囊壳产生速度比水稻秸秆快且多数密度大,3个F.graminearum菌株(SE81、LcA-2和HX5-1)在同种秸秆相同环境下比2个F.asiaticum菌株(M4A和M31-2)产生子囊壳的速度快且子囊壳密度大。5个菌株在不同环境的不同秸秆上产生的子囊壳的成熟度均无规律,接种‘郑麦366’后其病情指数间有极显著差异(P<0.01),在花泥和地表的玉米秸秆和水稻秸秆上3次调查的子囊壳密度与‘郑麦366’的病情指数呈显著正相关,不同环境条件下的子囊壳产生速度(AUPGC)与‘郑麦366’的病情指数呈极显著正相关。本研究将为阐明F.graminearum和F.asiaticum在中国小麦赤霉病上表现区域性地理分布的原因提供参考依据。

杀菌剂和杀虫剂使用对玉米病虫害防治及效益分析

玉米病虫害是影响玉米产量和品质的重要因素。本研究选择2种杀虫剂(40%氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪WG和100 g/L顺式氯氰菊酯EC)和4种杀菌剂(18.7%丙环唑·嘧菌酯SE、250 g/L吡唑醚菌酯EC、125 g/L氟环唑SE和17%吡唑醚菌酯·氟环唑SE),通过单独或组合在玉米心叶期(V12)一次性施药,并在药后7 d接种玉米弯孢菌,随后对各处理的防治效果和经济效益进行比较分析。基于施药成本、施药后的增产效益和玉米价格,采用贝叶斯推断统计方法计算净利润的概率。在盈利平衡点(纯利润为0),通过施药获得净利润的概率变幅在0.328~0.998之间;如果要获得1500元/hm2的净利润,各施药处理概率的变幅为0.024~0.993,其中40%氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪WG+18.7%丙环唑·嘧菌酯SE处理的盈利概率最高(0.986~0.993),其次18.7%丙环唑·嘧菌酯SE和40%氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪WG+17%吡唑醚菌酯·氟环唑SE处理的盈利概率也超过0.947。本研究表明40%氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪WG+18.7%丙环唑·嘧菌酯SE是防治当地玉米病虫害理想的杀虫剂杀菌剂施药组合。

一种高效的镰刀菌接种体制备方法

本文以玉米茎腐病人工接种所需的禾谷镰刀菌Fusarium graminearum和拟轮枝镰刀菌F.verticillioides为材料,比较了三角瓶、聚乙烯袋和牛皮纸袋内用谷物培养基制备接种体的差别。发现在牛皮纸袋内用孢子悬浮液接种玉米粒培养基可高效制备接种体。与三角瓶、聚乙烯袋相比,在牛皮纸袋中制备接种体表现生长点多、透气性好、菌丝生长快、污染率低、质量高、对存放环境要求不严的优点。这种方法可以为玉米茎腐病等相似土传病害的人工接种和病圃建造等提供高质量的接种体。

玉米籽粒相关性状的QTL定位

为探究玉米籽粒百粒质量、粒长和粒宽的遗传机制,以郑58×D863F构建的包含241个家系的重组自交系(RIL)群体为材料,进行2a不同环境下的百粒质量、粒长和粒宽QTL定位分析。结果表明,玉米百粒质量、粒长和粒宽在RIL群体中表现出连续变异,呈正态分布,且性状间呈极显著相关,属于典型的数量性状。在2 a不同环境下共检测到14个QTL,其中,控制百粒质量、粒长和粒宽的QTL分别有6个、3个和5个,分布在第2、3、4、7染色体上,表型贡献率介于6.42%~13.41%。其中,位于第2染色体的控制百粒质量的QTL q100KW2连续2 a的表型贡献率均大于10%,为主效QTL;在第4染色体umc1891—mmc0371区间内同时检测到控制百粒质量、粒长和粒宽的QTL,这些QTL可能包含调控籽粒性状的关键基因。

玉米转录因子基因ZmMYB308的克隆及表达分析

MYB类转录因子广泛地参与了植物生长发育的许多重要过程,在调控木质素合成途径中也起着重要作用。为探索MYB转录因子在玉米发育中的功能,该研究利用玉米茎秆转录组测序数据,对玉米茎秆发育过程中差异表达的MYB转录因子进行筛选和分析,在此基础上,通过RT-PCR方法克隆获得了ZmMYB 308基因。结果表明:(1)共检测到14个差异表达的MYB转录因子,其中10个下调表达,4个上调表达。(2)ZmMYB 308基因包含一个747 bp的开放阅读框,可编码248个氨基酸,相对分子质量27.01 kD,等电点为9.17;系统进化树比对表明,玉米ZmMYB308蛋白和谷子SiMYB308蛋白的亲缘关系较近,相似性高达94%。(3)实时荧光定量PCR结果显示,ZmMYB 308在玉米不同发育时期和不同组织中的表达差异显著,且ZmMYB 308基因的表达随着玉米茎秆发育的推进呈先升高后降低的趋势,在吐丝期表达量达到最高,随后在灌浆期显著下降;不同组织定量分析显示,ZmMYB 308基因在木质素含量高的茎秆和根中高表达。研究推测,ZmMYB 308基因可能在玉米茎秆发育过程中起着重要作用,该研究结果为进一步探索玉米木质素合成的分子机制奠定了基础。

Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum3种分子鉴定方法的比较

Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum是中国主要的禾谷镰刀菌复合种(FGSC)成员,为了提高这2个种的鉴定效率,选取48个引起小麦赤霉病和玉米茎腐病的FGSC菌株,比较了系统发育谱系分析、PCR-RFLP(聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性)和多重PCR 3种分子鉴定方法。系统发育谱系分析首先扩增菌株的EF-1α和Tri101两个基因的部分序列,测序之后利用MEGA 6.06软件构建系统发育树,结果表明,有11个菌株与F.asiaticum聚在一起,37个菌株与F.graminearum sensu stricto聚为一枝,此法繁琐、复杂、成本高,但鉴定结果准确。PCR-RFLP基于组蛋白H3基因特殊的酶切位点,设计引物H3d StyⅠ/H3R1,通过PCR和酶切反应进行鉴定,电泳检测发现,有11个菌株为F.asiaticum,37个菌株为F.graminearum sensu stricto,该法工作量大且对操作过程要求高。多重PCR基于CYP51A基因设计特异引物Fa F/FaR和Fg F/FgR进行鉴定,电泳检测结果表明,有11个菌株为F.asiaticum,37个菌株为F.graminearum sensu stricto,此法操作简单、效率高。以上3种分子鉴定方法结果一致,但多重PCR方法具有快速、准确、高效的特点。

基于QTL定位和RNA-seq分析挖掘玉米茎粗候选基因

茎粗是影响玉米株型的一个重要性状,为解析玉米茎粗的遗传基础,本研究以茎粗存在显著差异的自交系郑58和D863F及其构建的241个RILs家系为材料,在2个环境及最佳线性无偏预测值(BLUP,best linear unbiased prediction)下进行QTL定位。2个环境及BLUP值下共检测到6个与玉米茎粗有关的QTL,分布于玉米的第3、6和10染色体上,单个QTL解释的表型变异为4.30%~10.73%。对2个亲本茎秆RNA-Seq结果进行分析,QTL定位区间共检测到106个差异表达基因(DEGs,differentially expressed genes),其中49基因个上调,57个基因下调。GO功能富集分析表明,差异表达基因主要富集在分子功能中,涉及催化活性、转移酶活性、苹果酸脱氢酶活性和离子结合等。KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与到次生代谢产物的生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,类苯基丙酸合成代谢等过程。将QTL定位与转录组测序相结合,筛选出12个可能调控茎粗发育的候选基因。这些QTL位点和候选基因可用于进一步的精细定位和功能分析,为开展玉米理想株型分子育种奠定了基础。

玉米穗三叶叶长和叶面积的QTL定位

玉米叶长和叶面积是重要的农艺性状,为解析玉米穗三叶叶长和叶面积的遗传机制,以郑58和D863F及其杂交构建的241个RIL家系为材料,在2018,2019年春播和夏播环境下分别进行QTL定位分析。结果表明:玉米穗三叶叶长和叶面积在RIL群体中表现出连续变异,呈正态分布,属于典型的数量性状,性状间呈极显著相关,且广义遗传力分别为88.04%,88.45%,87.86%,85.04%,85.27%和85.73%。2 a共检测到23个QTL,其中控制叶长的QTL 14个,控制叶面积的QTL 9个,分布于玉米的第1,2,4,5,6,8染色体上,单个QTL的表型贡献率为5.84%~17.81%。在春、夏播环境下同时检测到控制叶长的QTL 3个(qFirLL1-2、qFirLL5-1和qSecLL1-2),叶面积QTL 2个(qFirLA2-1和qSecLA2-1),其余位点只能在春播或夏播环境下被单独检测到。在第2染色体(bnlg1316~bnlg1141)和第5染色体(umc1591~umc2298)区间内同时检测到影响穗下叶叶长、穗位叶叶长、穗上叶叶长、穗下叶叶面积、穗位叶叶面积和穗上叶叶面积等6个性状的QTL,贡献率为6.42%~17.81%,为主效QTL位点;这2个标记区间是调控玉米穗三叶叶长和叶面积的重要区段,可能包含调控叶片性状的关键基因。

禾本科植物自交不亲和基因定位进展

植物的自交不亲和性普遍存在于禾本科植物中,这是植物在长期进化过程中形成的防止自交退化,且有利于异花授粉、保持遗传多样性的一种生殖隔离机制。并且植物的自交不亲和机制多种多样,调控其性状的基因数量也不等。目前,许多实验已经证明禾本科植物的自交不亲和性属于S-Z型双因子自交不亲和系统,该类型的自交不亲和系统受到2个不连锁的复等位基因座S和Z的控制。本研究介绍了禾本科植物双因子S-Z型自交不亲和系统的起源,并且归纳了多年来对黑麦、天蓝虉草、球茎大麦和黑麦草等禾本植物自交不亲和调控基因的研究进展。还对禾本科植物S-Z双因子自交不亲和系统提出质疑。最终提出通过克服长雄野生稻的自交不亲和性来构建自交不亲和群体,从而用于精细的图位克隆。

晋城:国家级农业标准化示范区喜添四新区

近日,国家标准化委员会农业标准化考核验收组莅临晋城,对晋城申报创建的泽州县甜糯玉米、高平市无公害蔬菜、阳城县肉牛养殖、沁水县肉羊养殖等四个国家农业标准化示范区进行了考核验收。