农艺与种业专业学位研究生实践教学课程改革--以鲜食玉米育种实践为例

以华南农业大学为例,在分析农学院早期专业学位硕士研究生培养问题的基础上,联合校外专家开设了鲜食玉米育种实践课程,该课程是华南农业大学农艺与种业专业新增设的专业硕士特色课程。介绍了课程建设过程,课程负责人构建了来源多样化的课程师资团队,并组织团队完善了课程目标,梳理了课程内容体系,该课程已经正式开课并取得了良好的进展。开启了校外专家合作开设研究生课程,增强作物育种人才培养创新班研究生实践实习内容的新尝试,并提出了可能出现的问题及解决的建议,以期为农艺与种业专业硕士学位的实践教育提供参考。

鲜食玉米品种心叶期对草地贪夜蛾抗性评价及不同品种受害后的产量损失

为初步探究鲜食玉米对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的抗性水平,在田间草地贪夜蛾自然发生条件下对28个不同类型(甜玉米10个、甜糯玉米8个、糯玉米10个)的鲜食玉米品种进行了心叶期抗虫性鉴定,研究了不同抗性水平及不同类型鲜食玉米的产量损失;在室内研究了取食不同品种玉米苗对草地贪夜蛾幼虫发育历期的影响。经鉴定,28个品种中无高抗及抗虫品种,中抗品种12个,感虫品种15个,高感品种1个,分别占鉴定资源总数的42.86%、53.57%和3.57%。28个品种的产量损失为8.30%~40.93%,室内喂饲后幼虫的发育历期为11.29~15.31 d。不同类型鲜食玉米的叶部受害级别、产量损失和草地贪夜蛾幼虫发育历期无显著差异。甜玉米、糯玉米的叶部受害级别与产量损失呈正相关,相关系数分别为0.61和0.79,甜糯玉米的叶部受害级别与产量损失不相关。

西南玉米区种质利用现状及研究进展

西南玉米区是我国三大玉米主产区之一,分别占全国玉米总面积、总产量的30%左右。但该区玉米育种和生产用种同样存在着较为严重的种质基础狭窄的问题,潜伏着玉米病虫害的大流行和大暴发的巨大危机,同时狭窄的种质基础还导致了玉米产量水平徘徊不前。本文重点回顾了近年来西南玉米区种质利用现状及在地方种质、野生种质、杂种优势群和杂种优势模式方面的研究进展,同时针对在玉米种质利用和研究中存在的问题,从种质扩增、改良和创新等几个方面提出了几点改进意见。

超甜玉米“粤甜13号”早春地膜覆盖栽培研究

粤甜13号品种优质、耐寒、耐密植,适合广东省早春种植,但缺乏相配套的栽培技术,影响了品种特性的发挥。试验于2006年1月7日在广州市钟落潭镇的广东省农业科学院白云基地进行,试验设盖膜与不盖膜2个处理,3600株/667m2、4000株/667m2、4800株/667m2、5600株/667m2等4个栽培密度,3次重复,随机区组设计,就栽培密度和地膜覆盖两个因素对粤甜13号鲜果穗产量、商品性等的影响进行了分析,结果显示:随着栽培密度增加,鲜果穗产量也显著增加;地膜覆盖栽培能使生育期缩短10d,当栽培密度提高到5600株/667m2时,鲜果穗的商品性仍然维持在很高的水平;非地膜栽培时,穗长和穗粗比盖地膜栽培要高,但随着密度的增加秃顶长明显变长,当密度增加到4800株/667m2时,秃顶长达到2.27cm,严重影响商品外观,因此,在生产上非地膜覆盖栽培的密度应低于4800株/667m2。该研究结果充分显示了粤甜13号耐密植性和适合早春种植特性;同时表明,早春地膜覆盖栽培除了缩短生育期,使产品提早上市以外,还通过增加种植的密度增加产量,使种植的经济效益显著提高。

甜玉米单倍体高效诱导研究

为高效开展甜玉米单倍体诱导,以16个不同类型甜玉米材料为母本,7个玉米孤雌生殖诱导系及其所配制的18个诱导系组合为父本,研究诱导系、母本材料、母本花丝长度及环境对单倍体诱导率的影响;同时,通过研究诱导率杂种优势及正反交效应,探讨利用诱导系组合进行甜玉米单倍体诱导的可行性.结果表明,诱导系单倍体诱导能力存在较大差异,变幅0.44％～2.56％;母本材料、母本花丝长度及环境对单倍体诱导率存在不同程度影响,母本材料被诱导率变幅0％～4.75％,母本长花丝时诱导诱导率较高,高温高湿不利于单倍体诱导.所有组合杂种优势指数均为正值,变幅28％ ～719.15％,16个组合具有正向中亲优势,变幅-72％～619.15％,14个组合具有超亲优势,变幅-80.86％～589.8％;诱导率存在显著正反交效应,其中6对组合为母本诱导率高,对应组合诱导率也高;筛选出诱导率高、综合农艺性状优良的组合“YS1 ×YE24”用于甜玉米单倍体诱导.综合来看,诱导系、母本基因型、授粉时母本花丝长度及田间环境均影响单倍体诱导率,诱导率存在较强杂种优势和正反交效应,合理选配亲本,可组配出优良的诱导系组合.

秋水仙素加倍玉米单倍体胚性愈伤组织的初步研究

以玉米单倍体胚性愈伤组织为遗传转化受体,结合化学加倍方法,可以在较短时间内获得纯合稳定的个体,加快转基因植株的纯合时间。本研究基于二倍体幼胚胚性愈伤组织诱导方法,获得玉米单倍体愈伤组织,并分析了单倍体愈伤组织检出率,不同继代次数后的褐化率和死亡率,以及二倍体愈伤组织与单倍体愈伤组织的生长速率等重要指标。同时,采用0.005%~0.03%秋水仙素处理单倍体愈伤组织,分析处理后单倍体愈伤组织的死亡率,成株后的散粉率,大花药(花粉活力强)植株比率,结实率以及结实大于5粒的植株比率等指标。研究结果表明,基于改进的二倍体愈伤组织诱导方法,能够正常诱导出单倍体胚性愈伤组织,单倍体愈伤组织检出率为4.2%,与诱导系MT-1对自交系18-599(红)的诱导率相当。单倍体愈伤组织的褐化率和死亡率均与同继代次数下的二倍体愈伤组织褐化率存在一定差异,且继代3次后的单倍体愈伤组织褐化率和死亡率最高。以愈伤组织直径为参考,单倍体愈伤组织的生长速率低于二倍体愈伤组织,在生长早期可作为判断单倍体和二倍体愈伤组织的重要参考指标。经不同浓度和时间的秋水仙素处理后,单倍体愈伤组织的散粉率、大花药植株比率、结实率以及结实大于5粒植株比率随处理浓度和时间的增加而提高,而存活率和小花药(活力较低或无活力)比率随处理浓度和时间的增加而下降。由此表明,秋水仙素处理可提高玉米愈伤组织成株后的散粉率和结实率,结实率的提高又取决于大花药比率的提高。本研究综合分析了玉米单倍体愈伤组织诱导及加倍过程中的诸多因素,筛选出0.01%秋水仙素处理12 h和0.02%秋水仙素处理3 h作为玉米单倍体愈伤组织加倍的较优处理模式。

植物抗寒基因工程研究进展

低温是影响植物分布、产量及品质的重要非生物胁迫因素,提高植物的抗寒性是作物育种的重要任务。近年来,植物抗寒分子机理研究不断深入,植物抗寒基因工程研究获得了长足的进展。对植物抗寒调控基因和保护基因的遗传转化研究进展作了综述,并提出了该领域未来重点研究的几个问题。

优质、抗逆甜玉米群体配合力及遗传潜势分析

为了充分利用新近合成的优质、抗逆甜玉米群体,同时加速育种进程。试验采用不完全双列杂交设计,以2个自育超甜玉米骨干系作测验种,与63个穗行的75个单株杂交,配制组合150个,通过杂交组合鉴定试验、株系的食用品质及抗性等的鉴定评价,对群体配合力及遗传潜势进行了分析,结果发现在75个被测株中,36个株系的单株产量一般配合力为正,而通过对其产量相关性状、商品性及农艺性状一般配合力分析也发现,其GCA表现较好的株系比例接近或超过50%。结合株系自身表现,筛选获得9个苗头株系;同时根据杂交组合鉴定结果,获得8个苗头组合。综合群体内株系的配合力及群体自身表现,初步认为该群体优良基因频率较高,遗传变异较为丰富,具有较大利用潜力。

基于CMM思想的地铁信号系统监理过程改进研究

地铁信号系统监理在其工程质量、进度、成本等方面发挥着重要作用。本文在对地铁信号系统监理过程分析的基础上,应用能力成熟度模型(CMM)思想对地铁信号系统监理过程进行了改进研究,使得监理在信号系统建设中能够发挥更好的作用。

MIMO在高速铁路GSM-R车地通信系统中应用的研究

GSM-R(GSM for Railways)系统作为一种新的铁路无线通信网络,应用于CTCS-3级列车控制系统,以满足高速铁路可靠的信号传输需求。但从实际的运行效果来看,对于车地无线传输质量的影响主要来自于多径效应,为此,本文在分析MIMO(Mu1t1ple-1nput-multiple-output,多输入多输出)的基础上,证实了将MIMO技术引入GSM-R系统能使通信质量得到改善,非常适合高速铁路移动通信的特点。

甜玉米单倍体重要农艺性状表现及形态鉴定指标筛选

以孤雌生殖诱导系MT-1与10个甜玉米基础材料杂交诱导所产生的单倍体及对应二倍体为材料,对甜玉米单倍体与相应二倍体的重要农艺性状进行了比较和分析,并期望从中筛选出简便、高效的甜玉米单倍体形态鉴定指标。结果表明,10个甜玉米基础材料的单倍体的株高、穗位高、茎粗、穗位叶长、穗位叶宽5个重要农艺性状的平均值均显著低于对应二倍体,可作为鉴定甜玉米单倍体的重要形态指标;而部分基础材料的单倍体与对应二倍体在雄穗分支数和总叶片数性状上差异未达极显著水平,不能作为鉴定甜玉米单倍体的形态指标。

甜玉米自交系空间诱变效应及变异系育种潜力分析

甜玉米自交系"日超"经育种卫星搭载,返回地面后进行3造的种植观察,发现1个突变株,其株高明显增加、穗位变高、果穗变大变粗、花粉量变大,而株叶形态、果穗形状、籽粒色泽、食用品质等其他性状保持稳定,对该变异株连续5代自交和穗选,获10个变异系。以10个变异系为被测系,4个甜玉米骨干系HZ3、265OR1、N16及C5-1为测验种,采用不完全双列杂交设计,对变异系产量及相关性状、株高及穗位高等进行配合力分析和自身表现评价,结果发现:717、725、726及730 4个变异系具有较好的产量及相关性状配合力,且自身表现出生长势强、食用品质优、抗逆性强等优点,具有较大的育种潜力。从其所配组合中筛选出730×N16、717×C5-1两个苗头组合,每667 m2产量分别为1 238、1 072 kg,食用品质评分分别为90.2和88.5分,均显著优于对照种粤甜16号。

5个超甜玉米新选系主要性状配合力分析及遗传参数估算

采用不完全双列杂交设计,对5个新选超甜玉米自交系10个杂交组合的11个主要性状进行了配合力分析,结果表明,CT46和SZ两个超甜玉米自交系各主要性状一般配合力表现较好,可以作为组配强优势组合的优良自交系;筛选获得了CT46×265OR1、QX1×265OR1、TT5号×HZ3等3个综合表现较好的组合。各性状遗传参数分析表明,穗粗、穗位高、穗行数和秃顶长的狭义遗传力较高,可进行早代选择,而其余性状则不宜进行早代选择。

城市轨道交通CBTC系统RAM指标评价方法研究

城市轨道交通CBTC系统在提高运输效率、保证行车安全及旅客舒适度等方面发挥着重要作用,因此对其RAM指标具有很高的要求。本文针对CBTC系统建立科学规范的RAM指标分析方法并进行计算验证,这对于保证信号系统的可靠性及安全性具有重要的现实意义。

两个热带玉米群体的基因效应分析

试验以2个CIMMYT热带群体Pob 25和Pool 26为基础材料,以丹340、掖478及其杂交种F1(掖单13)为测验种,采用三重测交(TTC)设计,对两群体各性状进行了基因效应分析,在两群体中均发现了部分性状存在显著的上位性效应,并提出了各类上位性分量的可能利用途径,为两群体的遗传改良打下了基础。

城市轨道交通CBTC车地无线通信快速切换算法研究

基于通信的列车控制(CBTC)系统通过应用无线局域网(WLAN)进行车地无线传输。列车在高速行驶时不仅要求无线通信切换执行快速、而且要求切换判决迅速,本文通过分析传统WLAN越区切换在城市轨道交通上应用的瓶颈,在原有越区切换算法的基础上对其进行了优化。

城市轨道交通联调联试技术方案的研究

分析现有城市轨道交通联调联试模式的缺点,结合城市轨道交通联调联试的实施现状,提出适合城市轨道交通联调联试的新的技术方案:设计城市轨道交通联调联试的内容,制定联调联试的组织管理模式。该方案对提高我国城市轨道交通建设管理水平和调试管理能力具有积极意义。

美国特用玉米种质鉴定及筛选

通过对国家玉米产业体系提供的69份特用玉米种质适应性、抗逆性、农艺性状及果穗表现等的鉴定评价,从中筛选获得了AMP01、AMP04、AMS123、AMS133等11份适应性较好、抗逆性较强、综合表现较突出的种质供育种利用,其中糯玉米群体材料1份,普甜玉米种质6份(群体1份,自交系5份),超甜玉米材料2份(群体及自交系各1份),爆裂玉米2份(均为自交系)。

不同施氮水平对南方甜玉米氮素吸收利用的影响

【目的】探明南方鲜食玉米区高产条件下施氮量对甜玉米产量、氮素利用及其转运规律的影响。【方法】于2015年和2016年,选用国审甜玉米品种粤甜16为供试材料,设置N(0、100、150、200、250、300、450 kg/hm^2)7个施氮量处理进行连续2年的大田试验。在拔节期(8片展开叶)、大喇叭口期(12片展开叶)、雄穗开花期和乳熟收获期测定甜玉米植株及各器官干重、氮养分含量,研究分次施肥条件下,不同施氮量对甜玉米乳熟收获期植株体内的氮养分吸收积累与分配比例、氮收获指数和效率,以及对不同生育时期植株、叶片、茎鞘氮素积累的影响。【结果】在2个生长季,施氮量均显著影响甜玉米鲜穗产量、植株总氮素积累量、氮素收获指数、氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。随着施氮量(0~450 kg/hm^2)的增加,鲜穗产量、植株氮素总积累量呈现先增加后保持上下小幅波动的趋势;氮肥农学效率先增加后下降;氮肥利用率、氮肥偏生产力持续下降。在施氮量为N 250 kg/hm^2时,粤甜16的鲜穗产量、植株氮素总积累量达到或接近最高,两年平均值分别为17544 kg/hm^2和145.6 kg/hm^2;而氮肥农学效率达到最高值,两年平均值为48.4 kg/kg;氮素利用率和偏生产力两年平均值分别为28.5%、70.2 kg/kg,处于中间水平;鲜穗产量、植株氮素总积累量和氮肥农学效率均达到最大。施N 250 kg/hm^2提高了茎鞘、叶片的氮素转运量和花后氮素同化量,氮素茎鞘转运、叶片转运和氮素花后同化对鲜穗的贡献率两年平均值分别为48.8%、10.2%、41.0%。甜玉米整株氮素积累随生育进程持续增加,乳熟期最高,日均最高积累速率在8展叶至12展叶期;叶片和茎鞘的氮素积累进程呈单峰曲线,在雄穗开花期达到峰值,日均最快积累速率分别在8展叶至12展叶、12展叶至雄穗开花期。施氮能提高各器官在各生育时期的氮素积累量和积累速率,但不改变氮素积累变化趋势。【结论】在本试验条件下,采用多次施肥,施N 250 kg/hm^2可提高氮肥农学效率,有效调控开花前氮素转运及花后吸收同化,促进鲜穗氮素积累,实现甜玉米高产高效。

高温老化下甜玉米种子活力近红外光谱检测技术研究

为利用近红外光谱(NIRS)技术建立一种用于快速无损检测甜玉米种子发芽率、发芽指数、活力指数等活力指标的新方法,选取8个代表性甜玉米品种种子为试材,分别将每品种分成5份(共40份样品);将所有样品置于50℃干燥箱内,分别处理1、2、3、4、5 d后取出,进行生理检测和光谱采集;利用偏最小二乘法回归(PLSR)建立甜玉米种子活力相关指标的定量模型。结果表明,发芽率定量分析模型的性能参数校正集相关系数(Rc)、预测集相关系数(Rp)、交叉验证相关系数(Rcv)、校正集均方根误差(RMSEC)、验证集均方根误差(RMSEP)、交叉验证均方根误差(RMSECV)分别为0.8952、0.8605、0.8503、6.6490、6.6270、7.9091。发芽指数的PLSR模型参数Rc、Rp、Rcv、RMSEC、RMSEP、RMSECV分别为0.9710、0.9366、0.9427、7.4373、24.7921、10.5003。活力指数PLSR模型参数分别为0.9109、0.8962、0.8711、0.8674、0.9489、1.0393。综上,NIRS技术简便、快速、准确可靠,适用于甜玉米发芽率、发芽指数、活力指数等多参数的快速评价。本研究结果为高活力玉米种子筛选提供了一种新的快速分析技术。