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玉米叶绿素含量的全基因组关联分析 预览
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作者 史大坤 姚天茏 +8 位作者 刘楠楠 邓敏 段海洋 王路林 万炯 高炯浩 谢惠玲 汤继华 张雪海 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1839-1857,共19页
【目的】叶绿素含量与作物产量呈正相关。通过提高叶绿素含量来提高作物产量是作物育种的方向之一。因此,利用全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)解析玉米叶绿素含量的遗传基础,可为玉米高光效理想株型设计育种提... 【目的】叶绿素含量与作物产量呈正相关。通过提高叶绿素含量来提高作物产量是作物育种的方向之一。因此,利用全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)解析玉米叶绿素含量的遗传基础,可为玉米高光效理想株型设计育种提供理论指导。【方法】以538份玉米自交系构成的关联群体为研究对象,在5个环境下,通过对其授粉后5 d的棒三叶(穗位叶、穗上叶、穗下叶)叶绿素含量进行测定,并借助覆盖玉米全基因组的558 629个单核苷酸多态性标记(SNPs),利用3种模型(Q、K和Q+K)对叶绿素含量进行全基因组关联分析,随后选择最优模型的GWAS结果并结合eQTL(expression quantitative trait loci)分析对叶绿素含量的自然变异进行解析。【结果】5个环境下,棒三叶叶绿素含量均遵从正态分布且叶绿素含量间呈正相关;方差分析表明棒三叶叶绿素含量的环境效应、基因型效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平;此外,穗上叶、穗位叶和穗下叶叶绿素含量的遗传力分别为0.66、0.66和0.67。比较3种模型发现K模型对假阳性(I型错误)控制最好,在此模型下共检测到29个与棒三叶叶绿素含量显著关联的SNP(P≤3.99×10-6),涉及到18个位点,共有76个候选基因落在这18个位点内,其中85.5%(65/76)的候选基因具有eQTL,11.8%(9/76)的候选基因与对应表型显著相关(P<0.05),说明这9个基因可能是通过表达量变化来调控表型变异。在这76个基因中,60个候选基因有功能注释,功能涉及到能量代谢、物质输送代谢途径和生物合成调节等过程。此外还发现2个可以在不同环境或不同叶片共定位的位点,其中,共定位位点内的基因GRMZM2G074759编码一种与AAE3高度相似的酰基活化酶,该基因通过提高α-酮戊二酸(ALA)和草酰乙酸含量进而影响氨基酸生物合成,提高籽粒赖氨酸含量,改善玉米品质。此外,ALA的合成会促使叶绿素� 展开更多
关键词 玉米 叶绿素含量 全基因组关联分析 高光合效率
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小麦株高和旗叶相关性状的QTL定位 预览
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作者 王盈 赵磊 +3 位作者 董中东 任妍 张宁 陈锋 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期761-767,共7页
合理的株型对提高小麦产量、品质、抗性以及光能利用效率具有重要作用。为了实现小麦株型相关QTLs的精细定位和定向改良,本研究以普通小麦品系Shanghai 3/Catbird和Naxos为亲本创制的F10代重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)为... 合理的株型对提高小麦产量、品质、抗性以及光能利用效率具有重要作用。为了实现小麦株型相关QTLs的精细定位和定向改良,本研究以普通小麦品系Shanghai 3/Catbird和Naxos为亲本创制的F10代重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)为材料,于2016年和2017年分别在郑州和原阳两地进行表型鉴定,对株高、旗叶长和旗叶宽等株型相关性状进行QTL定位。结合覆盖全基因组的基因型检测结果,利用基于完备区间作图法的QTL IciMapping软件进行遗传连锁图谱构建及QTL分析,共鉴定到3个在多个环境下稳定存在的株型相关性状的新QTLs,分别位于6A和2B染色体上,命名为Qph-6A、Qfll-6A和Qflw-2B,单个QTL在不同环境中可分别解释表型变异的8.33%~13.93%、8.10%~8.18%和9.14%~9.46%。 展开更多
关键词 小麦 株高 旗叶性状 重组自交系 QTL定位
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氮肥对室内和大田条件下作物秸秆分解和养分释放的影响 预览
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作者 张学林 周亚男 +3 位作者 李晓立 侯小畔 安婷婷 王群 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1746-1760,共15页
[目的]明确室内和大田条件下小麦和玉米秸秆分解和养分释放的影响因素,能够为作物秸秆合理还田及其养分管理提供理论依据。[方法]采用尼龙网袋法于室内培养和大田试验相结合研究氮肥用量(0,CK;180kgN·hm^-2,N180和360kgN·hm^-... [目的]明确室内和大田条件下小麦和玉米秸秆分解和养分释放的影响因素,能够为作物秸秆合理还田及其养分管理提供理论依据。[方法]采用尼龙网袋法于室内培养和大田试验相结合研究氮肥用量(0,CK;180kgN·hm^-2,N180和360kgN·hm^-2,N360)作用下作物秸秆分解特征,其中室内主要研究氮肥用量和土壤类型(砂姜黑土和潮土)对小麦和玉米秸秆分解的影响;2015年6月至2016年6月冬小麦-夏玉米大田研究氮肥用量和秸秆还田深度(地表和20cm)对小麦和玉米秸秆分解的影响。[结果]室内研究发现,秸秆类型和土壤类型显著影响秸秆分解常数、有机碳释放量、氮释放量和磷释放量。随氮肥用量增加,小麦秸秆分解常数在两种土壤类型上均呈增加趋势,玉米秸秆呈降低趋势;小麦和玉米秸秆氮释放量呈降低趋势(小麦秸秆在潮土上呈增加趋势)。小麦秸秆在潮土上的分解常数及其碳、氮、磷释放量均显著高于砂姜黑土,而土壤类型对玉米秸秆分解影响较小。室内相同培养条件下(180d),小麦秸秆碳释放量均值为370g·kg^-1、氮为4g·kg^-1、磷为3.6g·kg^-1;玉米秸秆碳释放量为560g·kg^-1、氮11g·kg^-1、磷3.3g·kg^-1。大田条件下,秸秆还田深度显著影响小麦和玉米秸秆分解常数及其碳、氮、磷释放量;其中秸秆还田20cm处理的分解常数及其养分释放量均显著高于地表处理。随氮肥用量增加,地表处理小麦秸秆分解常数和全碳释放量逐渐降低,玉米秸秆呈增加趋势;20cm处理小麦分解常数及其碳、氮和磷释放量均随氮肥用量呈增加趋势,而玉米秸秆呈降低趋势。地表处理小麦秸秆经过一个玉米生长季能分解40%,释放碳150g·kg^-1、氮2g·kg^-1、磷3.5g·kg^-1左右;翻埋到地下20cm可以分解80%,释放碳360g·kg^-1、氮4g·kg^-1、磷3.8g·kg^-1。玉米秸秆还田到地表,经过一个小麦生长季只能分解40%,释放碳210g·kg^-1、氮5g·kg^-1、 展开更多
关键词 作物秸秆 秸秆分解常数 氮肥管理 砂姜黑土 潮土
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玉米 C 型细胞质雄性不育花药不同发育时期的转录组分析 预览
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作者 薛亚东 杨露 +5 位作者 杨慧丽 李冰 林亚楠 张怀胜 郭战勇 汤继华 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1308-1323,共16页
[目的]通过分析玉米 C 型胞质雄性不育“三系”材料花药不同发育时期的转录组数据,以期阐明玉米 C 型胞质的不育和恢复机制,并解析不育基因与恢复基因之间相互作用的调控网络,为玉米 C 型细胞质雄性不育在不育化制种中的利用提供理论依... [目的]通过分析玉米 C 型胞质雄性不育“三系”材料花药不同发育时期的转录组数据,以期阐明玉米 C 型胞质的不育和恢复机制,并解析不育基因与恢复基因之间相互作用的调控网络,为玉米 C 型细胞质雄性不育在不育化制种中的利用提供理论依据。[方法]以中国玉米生产上的骨干自交系豫自 87-1 为背景的 C 型胞质不育系、保持系、恢复系为材料,通过对 3 种材料减数分裂的前期Ⅰ、中期Ⅰ及末期Ⅱ(四分体)时期的花药进行转录组测序并利用 hisat2、ballgown 及 DESeq2 等工具进行生物信息学分析,寻找三系花药不同时期、相同时期不同材料间以及发育时序中差异表达的基因,预测 C 型胞质不育机制与育性恢复的调控网络;同时通过实时定量PCR 对测序分析结果进行验证;通过酶活测定验证推测的 C 型胞质不育及恢复假说。[结果]所有材料的转录组测序共产生 156.59 Gb 的序列数据,比对并组装共得到 53 035 个基因;在恢复系与不育系、保持系与不育系以及“三系”花药不同时期之间共筛选出非重复差异基因 5 676 个,其中发育阶段差异基因 4 705 个,同时期材料间差异基因 2 693 个,发育时序差异基因 135 个。GO 分子功能分析显示 ATP 和 DNA 结合相关的基因和锌离子结合基因得到高度富集;细胞组分中膜基本组分、核内及质膜内的基因得到富集;以 DNA 为模板的转录、转录调控、氧化还原及初级代谢等生物学过程中的基因得到富集。KEGG 分析表明,差异基因主要富集于氧化磷酸化、碳代谢及糖酵解等能量代谢相关的途径中。不育系相对保持系而言,多个与氧化磷酸化相关的基因下调表达,而恢复系中不但相应基因的表达水平得到恢复,而且同时协调调节了同一能量代谢途径中的其他基因,定量分析显示差异基因的表达差异及趋势与转录组测序结果基本一致。ATP 酶活结果表明 展开更多
关键词 玉米 C 型细胞质雄性不育 转录组 差异表达基因 调控网络
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耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用及籽粒产量的影响 预览
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作者 王永华 刘焕 +7 位作者 辛明华 黄源 王壮壮 王金凤 段剑钊 冯伟 康国章 郭天财 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期801-812,共12页
【目的】探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕(RT... 【目的】探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕(RT)、深松(SS)2种耕作方式为主处理和拔节期+开花期灌2次水(W2)、拔节期灌1次水(W1)、全生育期不灌水(W0)3种灌水为副处理的二因素裂区试验,深入研究耕作方式与灌水次数的主效应及其互作效应对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。【结果】耕作与灌水对砂姜黑土麦田耗水特性、水分利用效率及籽粒产量均具有明显的调控效应。SS较RT处理可显著增加土壤贮水消耗,有利于提高自然降水和灌溉水的利用效率,与RT相比,两年度SS处理的土壤平均贮水消耗量、降水、灌水利用效率分别提高13.69%、7.03%、6.51%;增加灌溉虽可明显增加冬小麦田间耗水量,但过多灌溉致使水分利用效率降低,两年度W2较W1、W0的水分利用效率平均值分别下降18.85%、16.69%。SS处理的籽粒产量显著高于RT处理,且以深松+拔节期灌1水处理组合SSW1的产量最高。相同耕作方式下,随灌水次数的增加,千粒重呈降低趋势,成穗数呈增加趋势;两年度穗粒数变化总体随灌水次数的增加呈先升后降的变化规律。耕作方式主要通过调控千粒重影响产量,灌水次数则主要通过调控穗粒数和千粒重而影响产量,但灌水过多会抑制穗粒数和千粒重的提高。【结论】综合考虑耕作方式与灌水次数对冬小麦水分利用和籽粒产量的调控效应,深松+拔节期灌1水处理组合SSW1可作为适宜豫东南砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。 展开更多
关键词 冬小麦 耕作方式 灌水次数 水分利用效率 籽粒产量
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不同基因型玉米根系对弱光胁迫的生理响应
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作者 牛丽 潘利文 +1 位作者 王彦坡 刘天学 《玉米科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期69-76,共8页
以不耐荫品种豫玉22(YY22)和较耐荫品种郑单958(ZD958)为材料,采取盆栽方式,研究苗期3片展开叶至6片展开叶期间,中度遮荫(42%透光率)和重度遮荫(27%透光率)对玉米根系活力及抗氧化生理指标的影响。结果表明,根系伤流量随着弱光胁迫程度... 以不耐荫品种豫玉22(YY22)和较耐荫品种郑单958(ZD958)为材料,采取盆栽方式,研究苗期3片展开叶至6片展开叶期间,中度遮荫(42%透光率)和重度遮荫(27%透光率)对玉米根系活力及抗氧化生理指标的影响。结果表明,根系伤流量随着弱光胁迫程度的增加而减少。根系活力则表现为先增后降,在重度遮荫时,ZD958根系活力未显著变化,YY22则低于对照。随着弱光胁迫程度的增加,ZD958和YY22根细胞内活性氧积累,质膜透性增大,丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性总糖含量显著增加,抗氧化防护酶(SOD、POD、CAT、APX、GR)活性升高,抗氧化剂(GSH和ASA)含量增加,AsA/DHA和GSH/GSSG值降低。总体上,YY22根尖的渗透调节物质及质膜透性变化幅度较大,ZD958根尖的抗氧化防护酶活性及抗氧化剂含量的变化幅度较大。 展开更多
关键词 玉米 弱光胁迫 根系活力 抗氧化系统
基于SSSL群体的玉米穗下节间长QTL分析 预览
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作者 郭海平 孙高阳 +6 位作者 张晓祥 闫鹏帅 刘坤 谢惠玲 汤继华 丁冬 李卫华 《作物学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期522-532,共11页
穗下节间长决定着玉米的穗位高和株高,而株高和穗位高与产量、抗倒伏性等重要农艺性状密切相关。玉米穗下第7、第8、第9节间长对穗位高具有决定作用,与其他农艺性状相比,对穗下节间长的遗传基础了解甚少。因此,研究玉米穗下节间长的遗... 穗下节间长决定着玉米的穗位高和株高,而株高和穗位高与产量、抗倒伏性等重要农艺性状密切相关。玉米穗下第7、第8、第9节间长对穗位高具有决定作用,与其他农艺性状相比,对穗下节间长的遗传基础了解甚少。因此,研究玉米穗下节间长的遗传基础,对玉米育种有重要意义。本研究以lx9801为受体亲本,昌7-2为供体亲本通过连续回交和自交所构建的一套包含260份染色体单片段代换系的群体为研究对象,通过两年两环境的表型鉴定,并结合基因型数据对第7、第8、第9节间长和穗位高的QTL进行定位。共检测到18个第7节间长QTL,23个第8节间长QTL和17个第9节间长QTL,其中8个QTL是为第7、第8、第9节间长所共有。穗位高定位到的20个QTL中,有12个(60%)与第7、第8、第9节间长QTL共定位。说明第7、第8、第9节间长与穗位高有着共同的遗传基础,节间长也是穗位高的重要构成因子,决定着玉米的株高和穗位高。 展开更多
关键词 玉米 单片段代换系 穗下节间长 穗位高 数量性状位点
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深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响 预览 被引量:5
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作者 赵亚丽 刘卫玲 +6 位作者 程思贤 周亚男 周金龙 王秀玲 张谋彪 王群 李潮海 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第13期2489-2503,共15页
【目的】研究深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据。【方法】试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季... 【目的】研究深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据。【方法】试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕(ART+SNT,对照)、秋季深松+夏季免耕(ASS+SNT)、秋季深耕+夏季免耕(ADMP+SNT)、秋季深耕+夏季下位深松(ADMP+SSSS)和秋季深耕+夏季侧位深松(ADMP+SSSL)。研究深松(耕)方式对冬小麦-夏玉米土壤物理特性、根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】深松(耕)显著降低了土壤紧实度和土壤三相比R值,促进了冬小麦和夏玉米根系生长,提高了作物产量和水分利用效率,且深耕的效应大于深松,在冬小麦季深松(耕)的影响大于夏玉米季。与秋季旋耕+夏季免耕相比,秋季深松(耕)土壤紧实度降低20.9%,土壤三相比R值降低12.9%,作物根系干重密度增加29.8%,冬小麦、夏玉米及周年总产分别增加22.0%、8.8%和15.2%,冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率分别增加18.2%、7.9%和14.0%,经济效益增加19.8%。秋季深耕+夏季深松对土壤耕层特性的改良效果优于单一秋季深松(耕),其作物根系生长、产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕)。与单一秋季深松(耕)相比,秋季深耕+夏季深松(ADMP+SSS)土壤紧实度和土壤三相比R值降低5.6%和15.0%,作物增产4.4%,水分利用效率和经济效益增加4.0%和3.3%。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松对土壤耕层特性的改良效果最好,作物根系生长量、产量和水分利用效率最高。秋季深耕+夏季侧位深松土壤紧实度和土壤三相比R值比秋季旋耕+夏季免耕分别降低28.4%和26.6%,夏玉米根长、根系表面积、根系体积和根系干重密度分别增加67.0%、45.3%、23.1%和49 展开更多
关键词 耕作方式 土壤三相比R值 产量 水分利用效率 经济效益
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深松深度对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响 预览 被引量:1
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作者 程思贤 刘卫玲 +4 位作者 靳英杰 周亚男 周金龙 赵亚丽 李潮海 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期1355-1365,共11页
研究深松深度对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响,可为构建砂姜黑土合理耕层的耕作深度指标提供依据。本研究基于多年定位大田试验,采用大区对比设计,设置4个深松深度(30 cm、40 cm、50 cm、60 cm)处理,以旋耕(RT,平均... 研究深松深度对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响,可为构建砂姜黑土合理耕层的耕作深度指标提供依据。本研究基于多年定位大田试验,采用大区对比设计,设置4个深松深度(30 cm、40 cm、50 cm、60 cm)处理,以旋耕(RT,平均耕作深度为15 cm)作为对照,研究不同深松深度对土壤紧实度、土壤三相比(R)值、作物根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,深松深度增加能显著降低土壤紧实度,使土壤的三相比(R)更加合理,进而促进作物根系生长。不同深松深度中,深松60 cm处理的土壤紧实度和三相比(R)值与对照相比降幅最大,深松40 cm处理的冬小麦根系生物量最大,深松50 cm处理的夏玉米根系生物量最大。深松不仅增加作物产量,还提高作物水分利用效率。深松30 cm处理的周年作物产量最高,比对照增产12.2%,但与深松40 cm处理差异不显著。深松50 cm处理的周年水分利用效率最高,但与深松30 cm和深松40 cm处理差异不显著。深松30 cm、40 cm和50 cm的周年水分利用效率比对照分别增加9.1%、8.8%和12.7%。因此,砂姜黑土适宜的深松深度为30~40 cm。 展开更多
关键词 砂姜黑土 冬小麦 深松深度 土壤紧实度 土壤三相比(R)值 根系形态
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耕作模式与氮肥运筹对土壤主要理化性状及作物产量的影响 预览 被引量:2
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作者 张玉娥 杨习文 +3 位作者 王勇 周宏美 杜聪阳 贺德先 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期186-193,共8页
在冬小麦-夏玉米轮作条件下,以小麦品种矮抗58和玉米品种郑单958为材料,研究了不同耕作方式(小麦季深耕、玉米季免耕;小麦季旋耕、玉米季免耕)及不同氮肥总量(540,420,300 kg·hm~(-2))和不同氮肥运筹方式(不同追肥比例及追... 在冬小麦-夏玉米轮作条件下,以小麦品种矮抗58和玉米品种郑单958为材料,研究了不同耕作方式(小麦季深耕、玉米季免耕;小麦季旋耕、玉米季免耕)及不同氮肥总量(540,420,300 kg·hm~(-2))和不同氮肥运筹方式(不同追肥比例及追肥时期)对豫东潮土和豫南砂姜黑土物理性状及氮含量的周年变化以及作物产量的影响。结果表明:深耕能显著降低潮土和砂姜黑土20~40 cm土层土壤容重,显著提高两类土壤20~40 cm土层土壤总孔隙度以及田间持水量,且深耕处理下两类土壤周年作物产量分别比旋耕处理增加4.30%和2.63%;土壤全氮以及碱解氮含量均随着氮肥施用总量的增加而升高,在氮肥施用量相同条件下,追施氮肥前土壤全氮和碱解氮含量随着底施氮量的增加而升高,追施氮肥后随着追氮量的增加而增加。研究认为,本试验条件下,考虑到经济效益,建议采用小麦季隔年深耕而玉米季免耕直播的耕作方式,在潮土区的B1C3(小麦季300 kg·hm~(-2)纯氮,按照底肥与拔节期追肥之比为1∶1施入,玉米季240 kg·hm~(-2)纯氮,按底肥与拔节期追肥大喇叭口期追肥之比为2∶1∶1施入)施肥模式,和砂浆黑土地区的B2C1(小麦季240 kg·hm~(-2)全底施,玉米季180 kg·hm~(-2)纯氮,底肥与拔节期追肥之比3∶1施入)施肥模式为两地最优的氮肥施用模式。 展开更多
关键词 耕作模式 氮肥运筹 潮土 砂姜黑土 土壤理化性状 作物产量
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玉米雌穗发育杂种优势相关miRNA的研究 预览
11
作者 王琪月 孟淑君 +3 位作者 张柯 张战辉 汤继华 丁冬 《作物学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期796-813,共18页
杂种优势已广泛应用于玉米育种,在提高玉米产量、品质以及增强抗逆性等方面起到了重要的作用,然而杂种优势的分子机制尚不清楚。植物mi RNA主要在转录和转录后水平调节基因的表达。为阐明mi RNA是否及如何对玉米雌穗发育杂种优势产生影... 杂种优势已广泛应用于玉米育种,在提高玉米产量、品质以及增强抗逆性等方面起到了重要的作用,然而杂种优势的分子机制尚不清楚。植物mi RNA主要在转录和转录后水平调节基因的表达。为阐明mi RNA是否及如何对玉米雌穗发育杂种优势产生影响,本研究对玉米杂交种郑单958及其亲本自交系(昌7-2和郑58)进行了高通量mi RNA测序和降解组测序。取玉米雌穗花序分生组织(IM)发育为成对小穗分生组织(SPM),进而产生小穗分生组织(SM),及小花分生组织(FM)将3个不同时期的雌穗样品用于mi RNA建库测序,鉴定出16个mi RNA家族中的81个保守mi RNA为非加性表达,认为是与雌穗发育杂种优势形成相关的mi RNA;3个阶段中分别检测到80.30%、56.06%和48.10%的非加性表达的mi RNA被显性或超显性抑制。鉴定出8种新的mi RNA,属于7个mi RNA家族。通过雌穗降解组测序,发现在郑单958及其亲本自交系中共同检测到的mi RNA靶向42个基因的82个转录本。根据测序结果构建了mi RNA参与玉米雌穗杂种优势的模型,并推测在雌穗发育早期阶段杂交种雌穗的mi RNA的普遍抑制导致其靶基因上调表达,随着发育进程mi RNA逐步解除抑制,带来其靶基因表达量的逐步减少,这种mi RNA与其靶基因的拮抗关系也许与玉米雌穗发育杂种优势形成有关。 展开更多
关键词 雌穗发育 杂种优势 MIRNA 降解组测序 玉米
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主要作物光温敏核雄性不育基因的研究进展与应用 被引量:3
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作者 付志远 秦永田 汤继华 《中国生物工程杂志》 CSCD 北大核心 2018年第1期115-125,共11页
光温敏核雄性不育系在不同的生态环境条件下可以实现一系两用,简化制种程序,是农作物杂交种子生产的一种重要资源。简要介绍了主要作物杂交种子生产方式,综述了水稻、小麦、玉米、谷子等作物光温敏核雄性不育系的研究进展以及在两系杂... 光温敏核雄性不育系在不同的生态环境条件下可以实现一系两用,简化制种程序,是农作物杂交种子生产的一种重要资源。简要介绍了主要作物杂交种子生产方式,综述了水稻、小麦、玉米、谷子等作物光温敏核雄性不育系的研究进展以及在两系杂交种子生产上的应用,并探讨了光温敏核雄性不育系的应用前景。 展开更多
关键词 光温敏核雄性不育 基因 两系法制种
玉米株型相关性状的全基因组关联分析 预览 被引量:3
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作者 刘坤 张雪海 +8 位作者 孙高阳 闫鹏帅 郭海平 陈思远 薛亚东 郭战勇 谢惠玲 汤继华 李卫华 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期821-834,共14页
【目的】玉米株型性状与植株产量、光合效率、抗倒性等密切相关,是理想株型设计育种的基础,通过对玉米多个株型相关性状进行全基因组关联分析,构建玉米理想株型,为抗倒伏、耐密性的玉米新品种选育提供理论基础。【方法】以284份温带、... 【目的】玉米株型性状与植株产量、光合效率、抗倒性等密切相关,是理想株型设计育种的基础,通过对玉米多个株型相关性状进行全基因组关联分析,构建玉米理想株型,为抗倒伏、耐密性的玉米新品种选育提供理论基础。【方法】以284份温带、亚热带和热带材料组成的关联群体为研究对象,在郑州与浚县2个环境下对玉米总叶片数(LN)、穗上叶片数(LNAN)、穗上叶片数与总叶片数比值(LNAN/LN)、株高(PH)、穗位高(EH)、穗位高与株高的比值(EH/PH)等6个玉米株型相关性状进行调查,借助覆盖玉米全基因组约56万个SNP标记,进行全基因组关联分析,以期为玉米新品种的选育提供理论依据。【结果】2个环境下,6个性状均表现为正态分布;大多数性状之间均存在高度正相关或负相关;方差分析表明这6个株型相关性状的基因型与环境以及基因型×环境的互作均达到显著水平。在选择最优关联分析模型时,发现Q模型假阳性较高,Q+K模型对假阳性的控制过于严格,而K模型的表现最好;在2个环境下,全基因组关联分析(K模型)共检测到56个显著SNP-性状关联(P≤3.99E-6),这些SNPs共涉及5个性状的17个位点,每个位点解释的表型变异从7.97%—10.56%不等。同时发现有4个位点能够在2个环境中同时被检测到,表明这4个位点受环境影响较小,在不同环境下可以稳定存在。通过对显著关联的SNP上下游各50 kb范围内候选基因进行搜索,共发现80个候选基因,其中42个具有功能注释。例如,与株高和穗位高显著相关的基因GRMZM2G161293编码一个具有乙酰葡糖转移酶活性的蛋白,该酶催化UDP-N-乙酰氨基葡萄糖生成糖过程中的N-乙酰葡糖氨基残基的转移,可能通过影响玉米籽粒可溶性糖含量进而影响产量,推测其为最可能的候选基因。【结论】K模型对假阳性的控制效果最好,基于K模型的GWAS结� 展开更多
关键词 玉米(Zea mays L.) 全基因组关联分析(GWAS) 株型性状 理想株型
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玉米穗粗杂种优势位点的初步定位 预览
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作者 王丹丹 李卫华 +5 位作者 时夏 刘坤 郭海平 闫鹏帅 谢惠玲 白琪林 《山西农业科学》 2017年第5期699-702,共4页
以玉米自交系C7-2为供体、lx9801为受体所构建的一批含有杂种优势位点的单片段代换系10su076-3为材料,利用供体染色体片段(C7-2)两端的纯合分子标记对单片段代换系与轮回亲本lx9801构建的BC7F2分离群体的单粒胚乳进行分析,筛选含有穗... 以玉米自交系C7-2为供体、lx9801为受体所构建的一批含有杂种优势位点的单片段代换系10su076-3为材料,利用供体染色体片段(C7-2)两端的纯合分子标记对单片段代换系与轮回亲本lx9801构建的BC7F2分离群体的单粒胚乳进行分析,筛选含有穗粗杂种优势位点的交换单株,主要目的是对控制穗粗杂种优势的位点进行定位。通过对不同交换单株与自交系郑58的杂交组合、对照杂交种鲁单9002的穗粗表型进行鉴定,最终将控制穗粗杂种优势位点定位在2号染色体上2.04 bin。 展开更多
关键词 玉米 穗粗 杂种优势位点
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重金属汞在玉米不同组织内积累差异性分析 预览 被引量:1
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作者 王丹丹 李卫华 +5 位作者 郭海平 刘坤 闫鹏帅 付忠军 谢惠玲 白琪林 《山西农业科学》 2017年第6期912-917,共6页
玉米吸收土壤中的重金属汞并积累在食用部分,通过食物链威胁动物及人类健康。为研究玉米对重金属汞的吸收、积累的基因型差异,筛选玉米重金属汞低积累品种,以230份遗传多样性丰富的优良玉米自交系为材料,分别对2个环境下玉米不同组织内... 玉米吸收土壤中的重金属汞并积累在食用部分,通过食物链威胁动物及人类健康。为研究玉米对重金属汞的吸收、积累的基因型差异,筛选玉米重金属汞低积累品种,以230份遗传多样性丰富的优良玉米自交系为材料,分别对2个环境下玉米不同组织内重金属汞的积累进行研究。结果表明,基因型、环境及其互作均达到显著水平;不同组织中汞含量从大到小排序为:叶片〉苞叶〉茎秆〉穗轴〉籽粒;同时鉴定出一批汞低积累材料。该研究结果可为玉米汞低积累品种的选育及相关遗传研究提供理论参考和材料基础。 展开更多
关键词 玉米(Zea mays L.) 组织 积累
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玉米穗下节间长的杂种优势位点解析 预览 被引量:1
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作者 李慧敏 李卫华 +6 位作者 郭海平 刘坤 张向歌 张晓祥 谢惠玲 汤继华 丁冬 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期978-989,共12页
【目的】穗下节间长决定着玉米的株高和穗位高2个重要的农艺性状,并与产量、抗倒性等性状密切相关。前期研究发现玉米穗下第7、8、9节间长对穗位高具有决定作用,并表现出较强的杂种优势。文章拟解析玉米穗下节间长,尤其是穗下第7、8、9... 【目的】穗下节间长决定着玉米的株高和穗位高2个重要的农艺性状,并与产量、抗倒性等性状密切相关。前期研究发现玉米穗下第7、8、9节间长对穗位高具有决定作用,并表现出较强的杂种优势。文章拟解析玉米穗下节间长,尤其是穗下第7、8、9节间长杂种优势的决定因子,为全面了解和应用杂种优势奠定基础。【方法】利用以lx9801为遗传背景的昌7-2染色体单片段代换系(single segment substitution lines,SSSL)为基础材料,分别与优良自交系郑58和浚9058构建了两套测交群体,通过两年两点试验对玉米第7、8、9节间长进行杂种优势位点分析。【结果】利用SSSL×郑58测交群体和SSSL×浚9058测交群体通过两年两点试验发现,2012年在浚县的第7、8、9节间长的中亲优势值分别为57.25%和78.16%、68.30%和75.04%、59.48%和62.85%;2012年在长葛的第7、8、9节间长的中亲优势值分别为48.27%和63.02%、43.36%和54.80%、37.26%和42.62%;2013年在浚县的第7、8、9节间长的中亲优势值分别为23.01%和37.00%、22.69%和35.65%、22.20%和34.74%;2013年在长葛的第7、8、9节间长的中亲优势值分别为21.86%和33.19%、20.99%和35.57%、27.55%和42.19%;共定位了18个和18个第7节间长杂种优势位点,20个和23个第8节间长杂种优势位点,17个和19个第9节间长杂种优势位点。2个测交群体第7、8、9节间长相同的HL分别有3个、3个和1个,共有7个HL相同,分别占2个总测交群体中HL数的12.7%和11.6%。【结论】在SSSL×郑58群体定位的第7、8、9节间长HL与SSSL×浚9058群体的定位结果相比仅有7个(6%)相同位点,说明不同群体之间的杂种优势位点差别较大,几乎没有相同的杂种优势位点,推测在不同遗传背景下控制同一性状的杂种优势位点并不相同,据此推论,在单基因水平上,杂种优势位点表现出杂交组合(遗传背景)特异的特征。 展开更多
关键词 玉米 单片段代换系 穗下第7、8、9节间长 杂种优势
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玉米主要植株性状的杂种优势位点分析 预览 被引量:7
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作者 刘晓阳 卫晓轶 +5 位作者 陈浩 刘坤 谢惠玲 郭战勇 付志远 李卫华 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1179-1188,共10页
【目的】鉴定玉米株高等植株性状的杂种优势位点为优良玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用一套以综3为供体,许178为受体的单片段代换系群体及其与轮回亲本许178的测交群体,于2014年在河南浚县、新乡、长葛3个试点进行田间... 【目的】鉴定玉米株高等植株性状的杂种优势位点为优良玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用一套以综3为供体,许178为受体的单片段代换系群体及其与轮回亲本许178的测交群体,于2014年在河南浚县、新乡、长葛3个试点进行田间鉴定,完全随机区组设计,3次重复,散粉后对株高、穗位高、叶片数进行测定。利用Duncan’s多重比较和t测验分别对玉米株高、穗位高和叶片数进行QTL分析和杂种优势位点分析。【结果】单片段代换系的测交群体在主要植株性状上均表现出一定的杂种优势,其中,株高在浚县、新乡和许昌点的中亲优势值分别为4.74%、3.61%和1.09%,穗位高的中亲优势值分别为6.06%、7.77%和7.51%,叶片数的中亲优势相对较小。利用SSSL群体在3个环境中定位了9个株高的QTL、10个穗位高的QTL、5个叶片数的QTL。利用测交群体定位了6个株高的杂种优势位点,其中3个HL同时被检测到;穗位高检测到8个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到;叶片数定位了5个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到。利用SSSL及其测交群体分别检测到3个植株性状的24个QTL和19个HL,在5个单片段代换系同时检测到同一性状的QTL和HL。【结论】株高、穗位高和叶片数的杂种优势在单片段代换系测交群体中呈:株高〉穗位高〉叶片数。定位到的QTL和HL中的一些在不同环境间存在保守性,且具有较大贡献率,这些主效QTL/HL所在的染色体区域可能存在调控所对应性状的主要基因,可作为进一步研究的依据。而且,少数染色体片段同时调控多个性状的杂种优势,表明所测性状间存在相关性。此外,定位到的株高、穗位高多数HL表现出超显性效应,而多数总叶片数相关的HL显示出显性效应,表明所测性状杂种优势主要来源于位点间的超显性效应。所测的3个性状间存在相关性,3个性状间平衡是遗传改良� 展开更多
关键词 玉米 农艺性状 SSSL测交群体 杂种优势位点 定位
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外源一氧化氮对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响 预览 被引量:23
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作者 邵瑞鑫 李蕾蕾 +9 位作者 郑会芳 张寄阳 杨慎娇 马野 信龙飞 苏小雨 冉午玲 毛俊 郑博元 杨青华 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期251-259,共9页
【目的】探明干旱胁迫下一氧化氮(NO)对玉米幼苗光合作用的调节作用。【方法】以驻玉309为试验材料,在光照培养箱内采用水培的方法,研究了外源NO供体SNP预处理3 d后,进行20%PEG-6000(-0.8 MPa)模拟干旱胁迫3 d后玉米幼苗的生长参数... 【目的】探明干旱胁迫下一氧化氮(NO)对玉米幼苗光合作用的调节作用。【方法】以驻玉309为试验材料,在光照培养箱内采用水培的方法,研究了外源NO供体SNP预处理3 d后,进行20%PEG-6000(-0.8 MPa)模拟干旱胁迫3 d后玉米幼苗的生长参数、叶绿体超微结构、叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和D1蛋白表达的变化。【结果】干旱胁迫条件下玉米幼苗的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)分别比对照下降了68.4%、87.2%、15.8%、31.3%;而J点的相对可变荧光(Vj)和单位反应中心耗散能量(DIo/RC)则分别上升了20.9%和21.2%;此外,叶片的叶绿体结构明显遭到破坏,D1蛋白的含量显著降低。但是,与干旱胁迫处理相比,经过SNP预处理后进行干旱胁迫处理的玉米幼苗Pn、Gs、Fv/Fm、Fv/Fo明显增加56.6%、202.5%、15.8%、30.7%,而Vj、DIo/RC下降了22.7%和25.4%;叶绿体的类囊体片层恢复整齐,基粒片层变清晰;D1蛋白的相对含量明显增加了94.7%;以上这些变化与干旱条件下SNP预处理后NO含量的增加有关。【结论】在干旱条件下,NO可能参与调节了PSII反应中心D1蛋白的表达并稳定PSII反应中心的结构和功能,以改善玉米幼苗的光合作用和生长发育,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。 展开更多
关键词 玉米 干旱胁迫 一氧化氮 D1蛋白 光合作用 叶绿体超微结构
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利用单片段代换系的测交群体定位玉米籽粒性状杂种优势位点 预览 被引量:7
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作者 郭战勇 吕盼晴 +5 位作者 张向歌 孙高阳 王洪秋 李卫华 付志远 汤继华 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期621-631,共11页
【目的】粒型性状是玉米百粒重的重要组成部分,并具有较强的杂种优势,鉴定玉米粒型性状的杂种优势位点,可以为粒型性状关键杂种优势位点的克隆与分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】利用一套中国优良自交系lx9801背景的昌7-2单片段... 【目的】粒型性状是玉米百粒重的重要组成部分,并具有较强的杂种优势,鉴定玉米粒型性状的杂种优势位点,可以为粒型性状关键杂种优势位点的克隆与分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】利用一套中国优良自交系lx9801背景的昌7-2单片段代换系为基础材料,与自交系T7296测交构建包含184个测交种的群体。2013年,在河南浚县和长葛两点对测交群体、单片段代换系群体等材料进行了田间鉴定,完全随机区组设计,3个重复,成熟后连续收获10株对粒长、粒宽、粒厚和百粒重进行考种。利用方差分析和t测验比较每个SSSL×T7296测验种单个性状与对照种T7296×lx9801的显著性差异,对玉米粒型性状的杂种优势位点进行定位。【结果】单片段代换系的两个亲本在粒型性状上表现出明显的差异,昌7-2的粒长和百粒重高于lx9801,而粒厚低于lx9801。测交群体4个籽粒性状均表现出一定的杂种优势,粒长的平均中亲优势在长葛和浚县点分别为19.32%和15.30%,粒宽的中亲优势分别为10.86%和10.07%,粒厚的中亲优势分别为6.23%和4.78%,百粒重的中亲优势分别为20.97%和25.09%。相关分析结果表明,粒长与粒宽、百粒重呈显著正相关,粒宽和粒厚与百粒重也呈显著的正相关,粒宽与粒厚呈负相关关系。在2个环境中定位了13个粒长的杂种优势位点,其中1杂种优势位点同时被检测到。粒宽定位到14个杂种优势位点,在长葛点和浚县点分别检测到1个主效的杂种优势位点。粒厚检测到25个杂种优势位点,在第2、3、7和9染色体上分别定位到1个共同的杂种优势位点。百粒重在2种环境中共检测到24个杂种优势位点,有6个杂种优势位点同时被检测到,其中在第1染色体上检测到2个共同的杂种优势位点h KW1a和h KW1b;在第7染色体上检测一个主效的杂种优势位点h KW7a,在长葛点和浚县的贡献分别为20.12%和11.03%;位于第8染� 展开更多
关键词 玉米 籽粒性状 杂种优势位点 定位 单片段代换系
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