对十余份特种玉米进行了苗期性状观察和部分抗性鉴定 ,发现特种玉米市售品种存在较多问题 ,有必要对市场及制种进行行为规范 ,从技术上提高特种玉米的抗性 ,从而保证农业生产。

1986～1991年在保定、承德、唐山三个不同生态区设统一病圃,对1342份玉米材料进行了5886份次的玉米大、小斑病、丝黑穗病、青枯病、矮花叶病的人工接种鉴定和玉米粗缩病的病区自然发病鉴定.鉴定出抗5～6种玉米病害的自交系82份,占鉴定自交系的8.4%,杂交种102份,占鉴定杂交种的27.8%.玉米自交系53,冀35,承191,2094,5003等,杂交种烟单14,丹玉13,冀承单5号、掖单2号等既抗玉米大、小斑病,又抗3种以上其它玉米病害.通过对杂交种及其亲本自交系的多抗性鉴定看出,只有从多抗玉米自交系中才能选育出多抗玉米杂交种.

通过盆栽试验,以14个玉米杂交种(京科308、四单19、辽单565、吉单261、京科25、京单28、京科508、郑单958、京科516、DH3719、丹玉39、中丹808、农大108、京玉6为试验材料,研究了玉米苗期反复干旱对玉米株高、干物质积累、过氧化物酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量等的影响。分析表明,反复干旱胁迫下玉米各杂交种幼苗存活率与株高、干物质积累、POD含量呈正相关,与丙二醛含量、脯氨酸含量呈负相关,上述指标和幼苗反复干旱后存活率的相关性都达到显著水平。鉴定玉米苗期抗旱性以幼苗反复干旱后存活率为主,结合其他5项指标进行综合评价。

用离体叶片的保水率、电导、水势、脯氨酸含量及根冠比对６个玉米品种苗期抗旱性进行初步研究，用五级评分法对各项指标的测定值进行定量表示，经过权重分配进行了抗旱性的综合评价。

为研究甜高粱和玉米受土壤Ｐｂ胁迫后植株生长状况和生理指标变化的规律，采用盆栽毒理试验方法，并运用隶属函数值法对其抗性进行了综合评定。结果表明：土壤Ｐｂ胁迫下，甜高粱和玉米的株高、生物量和叶绿素含量下降，而叶绿素ａ／ｂ的值升高，ＭＤａ和脯氨酸的含量增多，细胞膜透性增加，各指标变化幅度不同，单一指标难以评判作物的抗性。而利用隶属函数值法综合评价，晋甜杂１号、晋甜杂２号、晋甜杂３号和大丰３０的隶属函数综合评价值依次为０．３２７ ２、０．２８７ ０、０．８８５ ８和０．２７４ ８，则对铅的抗性能力综合评定结果为：晋甜杂３号＞晋甜杂１号＞晋甜杂２号＞大丰３０。因此，甜高粱晋甜杂３号抗性最强，更适宜在Ｐｂ．．．

为挖掘甜玉米耐铝基因资源，以耐铝性状差异显著的甜玉米自交系‘T 49’（♀）和‘T 56’（♂）为亲本配制杂交组合‘T49×T56’，以208个F_2单株作为遗传作图群体，构建玉米遗传连锁图谱，选取苗高系数、苗重系数、根长系数、根重系数和整株鲜重系数作为玉米耐铝性的评价指标。用复合区间作图法检测耐铝性状相关QTL。结果表明：在甜玉米10对染色体上获得10个SSR标记连锁群，全长1 199.10 cM，平均间距7.83 cM。共检测到3个苗高系数QTL、4个苗重系数QTL、4个根长系数QTL、3个根重系数QTL、3个整株鲜重系数QTL，单个QTL可解释6.46%～25.37%的表型变异。在第9染色体上phi065—umc1271(bin 9.03—9.04），苗高系数、苗重系数、根长系数、根重系数、整株鲜重系数均检测到1个主效QTL，贡献率为13.1%～25.3%。结合GO、KEGG数据库，在phi065—umc1271内存在2个稳定的甜玉米非生物逆境胁迫耐受性相关的基因Zm00001d045472和Zm00001d046391。

以14个玉米自交系为材料,用不同浓度NaCl溶液模拟盐胁迫环境对其芽苗期耐盐性进行了鉴定。结果表明:玉米对盐胁迫非常敏感,不同盐浓度均对玉米芽苗期的发芽率、胚根长度、叶片相对含水量及净光合速率产生抑制作用;不同材料间耐盐性存在明显差异,各指标均能反映出不同材料的耐盐性;通过鉴定筛选,14个材料中,耐盐性极强的为XS98-28,耐盐性较强的为XSK5,耐盐性中等的为XSF,XS01-61,其余材料耐盐性均较弱。

[目的]揭示抗旱型玉米苗期根系表型性状的遗传特性,为玉米根系耐旱性状的定向改良提供理论依据。[方法]以干旱敏感型材料WN897(母本)、抗旱型材料WU109(父本)及其杂交和回交产生的F_1、B_1、B_2和F_2为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型,对干旱胁迫和正常条件下玉米的总根长、根表面积、根投影面积和根体积进行遗传分析。[结果]在干旱胁迫和正常条件下,玉米的总根长、根投影面积、根表面积和根体积的遗传率均较高,环境变化对其影响较小。在干旱胁迫条件下,玉米总根长和根投影面积的最优遗传模型均为E(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型),B_1、B_2、F_2的主基因遗传率分别为51.37%,68.46%,65.69%和50.01%,56.28%,77.63%;根表面积的最优遗传模型为E-1 (2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型),B_1、B_2、F_2的主基因遗传率为31.92%,61.96%,72.96%;根体积的最优遗传模型为D(1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型),B_1、B_2、F_2的主基因遗传率为0.64%,0.64%,0.91%。在正常条件下,玉米总根长、根表面积和根体积的最优遗传模型均为E-1,B_1、B_2、F_2的主基因遗传率分别为65.20%,68.42%,75.72%;56.38%,42.65%,72.13%及61.36%,44.26%,78.55%,根投影面积的最优遗传模型为E,B_1、B_2、F_2的主基因遗传率为55.27%,51.84%,48.97%。[结论]玉米总根长、根表面积可以在低世代材料中进行有效选择。干旱条件下对玉米根投影面积的选择效率更高。正常条件下玉米根体积在低世代材料中即可进行有效选择,但干旱条件下需在高世代材料中进行有效选择。

玉米大斑病、小斑病和灰斑病是玉米生产上重要的叶部真菌病害。采用人工接种法,对16个玉米新品种在田间进行大斑病、小斑病和灰斑病的抗性鉴定评价。结果表明,在鉴定的16个玉米新品种中,4个品种(屏单3号、云玉2号、HL-66和春喜06-10)对3种病害均有较好的抗性,其余品种对1种或者2种病害具有中抗或感病的水平。

为改进玉米苗期反复干旱存活率法鉴定苗期抗旱性的试验设计。采用双重随机区组单株设计法鉴定了32个玉米品种的苗期抗旱性,结果表明,本设计使不同鉴定品种在干旱-复水过程中所处的局部微环境内土壤水分含量均匀一致,提高了鉴定结果准确性和可操作性,鉴定结果重复性好。同时,一次干旱-复水与两次干旱-复水的幼苗存活率极显著正相关。提出了采用苗期反复干旱存活率鉴定玉米苗期抗旱性的一种新型设计-双重随机区组单株设计,建立了相应的技术规程。提出采用一次干旱复水存活率鉴定玉米苗期抗旱性更加实用高效。

为研究水分胁迫下硅素对玉米苗期生理生化性状的影响,利用水分与硅肥的耦合效应,通过试验分析玉米苗期株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力、丙二醛含量、脯氨酸含量、光合作用等生理生化性状指标。结果得出,在同一水分处理条件下随着施用硅素的增加,株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力、叶绿素含量均有不同程度的增加,而丙二醛含量以及脯氨酸含量有不同程度的减小;在同一单硅酸浓度条件下,随着土壤相对含水量的增加,株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力、叶绿素含量也均有不同程度的增加,丙二醛含量以及脯氨酸含量有不同程度的

[目的]氯酸盐耐性是鉴定植物氮吸收效率的有效手段,本文旨在探究不同浓度氯酸盐处理对苗期玉米表型、酶活性以及矿质营养元素吸收等方面的影响,并筛选氯酸盐耐性存在差异的自交系。[方法]以6个国内常用玉米自交系Mo17、Dan340、Wu312、Y53、Ye478和B73为研究材料,在温室进行水培试验,分别设置4 mmol·L~(-1) KNO_3处理(CK)、2 mmol·L~(-1) KClO_3处理(T1)和4 mmol·L~(-1) KClO_3处理(T2),持续处理1周后,测定玉米苗期的表型性状、叶片酶活性以及地上部和根系的矿质营养元素含量。[结果]方差分析结果表明:不同浓度氯酸盐处理对玉米自交系表型各个性状均有显著的抑制作用,株高、叶长、SPAD值和地上部干质量4个性状变化最为明显,平均降幅分别为38.96%、37.93%、55.85%和31.58%;而对玉米自交系酶活性影响表现为可溶性蛋白含量(Cpr)显著增加,谷氨酸合成酶活性(GOGAT)显著下降;氯酸盐处理抑制玉米对氮和锌的吸收。[结论]株高、叶长、SPAD值和地上部干质量对氯酸盐处理的响应可以作为筛选氯酸盐耐性自交系的指标。以地上部干质量对氯酸盐处理的响应为筛选指标,B73、Y53和Wu312为氯酸盐敏感性材料,Mo17、Ye478和Dan340为氯酸盐耐性材料。本研究为玉米氮吸收的表型鉴定提供新思路。

本试验在防雨棚中盆栽条件下进行。供试玉米杂交种5个,苗期设置正常供水、轻度干旱胁迫和中度干旱胁迫3个供水处理,拔节期均复水到正常供水水平。籽粒成熟后,对产量和主要穗部性状进行相关分析和通径分析。结果表明:正常供水条件下,百粒重对产量的影响较大;轻度干旱胁迫条件下,粒长和出籽率与产量关系最密切,通径分析表明轴粗对产量的贡献最大;中度干旱胁迫条件下,行粒数对产量的影响较大。

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104(WT)为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系(ZmIBH1-1-OE);通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理(20%PEG6000),进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因(differentially expressed genes,DEGs);结合DAP-seq(DNA affinity purification sequencing)分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV(integrative genomics viewer)分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T_3代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T_4代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性)均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology(GO)功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。

1997～ 1999年对 2 0 4份参加河北省和国家黄淮海区域试验的玉米杂交种 ,进行了 14 2 8份次玉米大、小斑病、矮花叶病、茎腐病、黑粉病、眼斑病人工接种鉴定和玉米粗缩病的病区自然发病鉴定。鉴定出能兼抗 4种以上玉米病害的杂交种有户单 961、承玉 5号、郑 94 - 2、邯 95- 4、衡单 10号、遵单 1号、遵单 3号、中原单 32、邢抗 2号、冀玉 8号、石 97- 1等 11份 ,占所鉴定材料的 5 4 %。