【背景】RNA表达丰度作为一种生物标记物已广泛应用于临床诊断阶段，但在农业栽培中诊断作物营养状况的应用较少。【目的】挖掘和验证转录水平上可以作为生物标记物精确指示玉米氮营养状况的基因，指导精准施用氮肥。【方法】基于不同氮素处理的基因芯片和RNA-Seq数据，通过生物信息学和统计学方法初步筛选出基因表达丰度高度响应氮素处理的生物标记物候选基因；利用不同基因型、不同氮处理的玉米材料，通过荧光定量PCR方法和凯氏定氮法，进一步筛选氮响应生物标记物基因；并构建预测玉米氮状况的广义线性模型，准确指示玉米氮营养状况。【结果】首先初步筛选出10个表达水平较高的基因，且mRNA表达丰度高度响应氮素处理的生物标记物候选基因；利用不同氮素条件下种植的B73材料从10个候选基因中进一步筛选出8个在充足氮、限制氮处理后基因表达丰度存在显著差异的基因；随后选取遗传多样性丰富、生态区域广泛的26种自交系材料和4种杂交种材料进一步筛选，发现有4个基因表达独立于基因型，可以在不同基因型玉米材料中稳定表达；并且通过相关性分析发现，在充足氮和限制氮处理下，这4个基因表达丰度差异与穗位叶总氮含量差异具有显著相关性（R2均大于0.6），表明这4个基因可以作为氮响应生物标记物进行实际应用；将4个氮响应生物标记物基因分别组合构建两基因、三基因、四基因线性模型，由Zm00001d024281(X2)、Zm00001d039049(X3)和Zm00001d037680(X4)这三个基因构建的线性模型用于预测玉米植株氮状况的应用性最强，其函数关系为Y=1.143+0.017X2-0.302X3+0.017X4；选取大田种植的6个杂交种材料对三基因模型预测功能进行验证，结果表明，三基因模型能够在大田环境中准确诊断玉米植株氮素营养状况。【结论】获得4个高度响应玉米氮状况的生物标记物基因，构建的三基因模型可以准确预测玉米氮素营养状况。该生物标记物的开发可以有效实时监测玉米植株氮状态，优化氮肥使用，从而实现成本最低时农作物产量的最大化。

生物降解地膜可以有效解决白色污染问题,本试验观察生物降解地膜在田间的降解状况及作物的生长,研究了它对玉米生长的影响。结果表明:生物降解地膜从地膜边缘开始降解,由小孔洞逐渐大块裂开,到作物收获时,暴露在地表的地膜全部降解,而埋土部分和根系周围降解缓慢;玉米苗期和拔节期用降解地膜覆盖土壤贮水量可以比裸地增加3倍和1倍,保墒效果较好,抽雄期后土壤贮水量降低到播种期贮水量之下,保墒作用越来越弱;玉米生育前期,生物降解地膜可以提高地温0 . 4 1～0. 9℃,到中后期增温作用不明显;生物降解地膜覆盖使玉米提前10d成熟并增加了产量,但与普通膜相比差异不显著

【目的】利用与3个玉米抗粗缩病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记筛选高抗玉米粗缩病自交系，并进行杂种优势类群分类和配合力分析，为玉米抗粗缩病品种的快速高效选育提供依据和方法。【方法】将抗病自交系K36与感病自交系S221杂交，从F2开始，采用单粒传的方法构建一个包括263个F9家系的重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）群体；在不同种植环境下，对RILs进行抗病性鉴定，同时，采用与3个抗病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记5FR、6W53和IDP25K进行基因型分型，筛选出抗病且农艺性状优良家系；利用Maize56K SNP芯片对包括优良家系在内的24份玉米自交系进行基因型分型，根据Roger’s算法计算优良家系与其他骨干自交系之间的遗传距离，并在构建聚类图的基础上进行杂种优势类群划分；同时利用优良家系与不同类群的自交系测交配制杂交组合，在田间进行配合力测定和抗病性鉴定，筛选出抗病且杂种优势强的组合。【结果】自交系K36在qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个抗性位点处均为抗病性纯合基因型，自交系S221均为感病性纯合基因型。RILs群体的263个家系在粗缩病抗性遗传组成上分为21种基因型，3个位点均为抗性纯合基因型家系的病情指数（DSI）最小（0.281），均为感病性纯合基因型家系的DSI最大（0.776），这与抗、感性亲本的DSI表现一致（0.257和0.623）;2个位点为感病性纯合基因型时，1个位点为抗病性纯合基因型的DSI由小到大的位点是Rmrdd6(0.396)、qMrdd8(0.478)和qMrdd2(0.654)，结果表明，Rmrdd6抗病性最强，qMrdd8次之，qMrdd2最弱。筛选出的3个抗性位点纯合基因型家系JR2136与其他23份自交系的遗传距离变化范围为0.2234—0.2895，平均值为0.2612，与之遗传距离最小的自交系是C413，最大的是Chang7-2。根据聚类分析结果，将JR2136划分在瑞德群，与属于黄改群的自交系H92和H521配制出抗病强的优势组合，分别比郑单958增产7.01%和7.80%，表明JR2136与属于黄改群的自交系之间具有良好的配合力。【结论】玉米自交系K36对粗缩病的抗性由qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个基因控制、呈数量遗传特征且具有基因累加效应，具有3个抗性纯合基因型的玉米品种抗病性最强。开发的与3个位点紧密连锁的分子标记在抗病品种选育和抗性种质资源筛选上具有实用价值，利用分子标记进行辅助选择和基因聚合的方法选育抗病性强的优势组合应用于生产切实可行。

【目的】为探明长期施钾对大田玉米产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】本文通过在东北三省的代表性土壤上连续13年的定位施钾试验进行研究。【结果】东北3个定位试验点在施用氮磷肥基础上长期施钾对玉米产量的影响差异较大,辽宁13年间(1993～2005)施钾效应不稳定,吉林自第3年(1995年)开始施钾显著增产,黑龙江自定位开始施钾显著增产;辽、吉、黑3点长期施钾条件下作物产量13年平均分别增加9.9%～10.3%、12.6%～13.6%和17.5%～21.7%。辽宁、吉林两点施K2O112.5kg·ha~(-1)时土壤-作物系统内钾素处于较明显的亏缺状况,而施K2O225.0kg·ha~(-1)时...

以藁城、无极、正定三个县(市)为例,分析了当前太行山前平原小麦/玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、钾三要素养分平衡特征。结果表明,与第二次土壤普查相比,三县(市)土壤有机质平均含量由1.13%提高到1.86%,全氮平均含量由0.73g/kg提高到1.14 g/kg,速效磷含量由10.3 mg/kg提高到29.83 mg/kg,速效钾含量由103.0 mg/kg提高到117.2 mg/kg,总体而言,土壤有机质虽有大幅提高,但仍然处于低水平,全氮由很低水平提高到中等水平,速效磷由中等水平提高到高水平,速效钾略有提高,处于中等水平;三县(市)农田氮、磷、钾总体均处于盈余状态,平均盈余量分别为119...

美国是世界上玉米生产水平最高的国家，其播种面积占世界玉米总面积的１／４，玉米总产接近世界玉米总产的１／２。近年来美国玉米加工业发展迅速，玉米总产值已位居十大作物之首，在美国农业中占有十分重要的地位，对美国国民经济的发展起了不可估量的作用。

为了阐明不同玉米自交系间氮效率差异特征,筛选优异的氮高效种质,改良玉米的氮素利用效率,为玉米氮高效育种方面的研究奠定基础。以平均产量和氮效率为评价指标并结合抽雄期、散粉期、成熟期、株高、穗位等二级性状,对25份目前在黄淮海应用的核心种质和自育玉米自交系材料进行相关性分析及氮利用效率评价。相关性分析结果表明,氮效率在2种不同的氮处理条件下与散粉-吐丝间隔期、平均产量都呈极显著正相关,与株高分别呈显著和极显著正相关,即3个性状可作为评价玉米自交系材料氮效率高低的指标。方差分析结果显示,在低氮和高氮条件下,散粉-吐丝间隔期、平均产量及株高均存在极显著的差异。将高氮条件与低氮条件下的平均产量进行分析并结合株高和散粉-吐丝间隔期等二级性状,鉴定出郑58、WK858和9058这3个玉米自交系材料可在氮高效育种中作为供体亲本来改良玉米的氮素利用效率。丰富了氮高效种质资源,评价了不同玉米材料的氮素利用效率,揭示了不同材料对氮素的反应程度,为氮高效育种提供材料以及自交系的选育和合理的利用肥料提供理论基础和技术支撑。

在雨养农业区,探讨了玉米田间土壤水分和生长状况在不同耕作深度(15cm和25cm)条件下的变化情况。对不同耕作深度全生育期土壤水分随时间的变化趋势,典型天气时土壤水分沿土壤剖面的变化情况,以及株高、茎粗、叶面积、产量进行了对比研究。结果表明:全生育期内两种不同耕作深度条件下,土壤水分随时间的波动趋势相似,但在较大降雨后(15mm以上),深耕区土壤水分增加值比浅耕区多,连续干旱时深耕区比浅耕区土壤水分消耗更快。整个生育期的土壤含水率,深耕区的最大值和最小值差值比浅耕区大,在0～40cm深处相差3.04%,40～80cm深处相差最高达到4.75%。这说明深耕更有利于降雨入渗和土壤水分调蓄。生长状况...

设玉米整株秸秆覆盖免耕(T)和传统大田生产(CK)2个处理,比较研究了土壤水热状况、出苗期、出苗率、株高、叶面积、干物质积累、产量及产量性状。结果表明:不同层次的土壤水分含量,整个生育期T处理比CK高2.31%~8.16%,差异显著;土壤温度,出苗期T处理比CK低1.1~1.8℃,差异显著,4叶期后无明显差异;T处理出苗期延长,出苗率较CK高5.7%;地上部干物质积累量,大喇叭口期之前,T处理低于CK,至抽雄吐丝期T处理明显大于CK;株高和单株叶面积,生育前期T处理与CK值相近,生育后期T处理高于CK,至抽雄吐丝期,T处理的单株叶面积高于CK13.2%;2009年T处理和CK的产量为10660...

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD)),2个施氮水平(150 kg/hm2(LF)和300 kg/hm2(HF))研究了传统耕作方式和深松(40 cm)对玉米生长发育和根系的分布情况。结果表明:玉米的生长发育与密度、施氮水平以及耕作方式均有密切关系。在不同密度和施肥水平下,深松处理比传统耕作在植株总干物量、根系和籽粒产量等方面均有有利作用。深松有利于打破犁底层,根系在0～40 cm的分布明显优化。本研究阐明了在传统耕作条件下适度深耕增加产量的生理基础,并对高产玉...

【目的】探讨RFLP分子标记在杂种优势预测研究中的作用。【方法】在利用分子标记划分玉米杂种优势群的基础上,选用在我国南方广泛推广的33个自交系和4个测验种,按NC-II遗传设计估计了132个杂交组合的产量表现,分析了基于RFLP分子标记杂合性与杂交组合F1产量性状的相关性。【结果】杂合性与F1穗粒重、百粒重和行粒数等产量性状之间相关极显著,但相关程度不高,与F1穗粒重相关系数仅为0.431;亲缘关系较近组合的F1产量与杂合性的相关明显高于亲缘关系较远的组合;杂合性低于0.60的组合几乎都表现为负优势(91.67%),其杂合性与F1产量平均优势有极显著的正相关(r=0.771**),当杂合性范围...

跨国种子企业在中国玉米领域的布局和扩张引发了社会各界对国内玉米种业安全的关注和争论。本文在对玉米种业安全进行明确界定的基础上，构建玉米种业安全综合评估体系，并结合２００６—２０１３年的指标数据进行实证分析，结果表明这段时期中国玉米种业基本安全，产业安全度的指标数值呈Ｖ形变化，与同期国内库存消费比的变动趋势相同，这说明外资的进入和迅速扩张尚未构成威胁，影响玉米种业安全的主要是国内的市场和政策因素。

【目的】研究不同类型地膜对土壤水热状况、酶活性及玉米产量和水分利用率的影响,探寻适宜山西旱作区玉米生产的地膜类型。【方法】在山西半干旱半湿润地区,以玉米品种大丰30为材料,采用大田试验,设置覆盖聚乙烯地膜(PE)、光降解地膜(G)、全生物降解膜(PB)、不覆膜(CK)4个处理,分别测定不同生育期(苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期)4个处理的土壤含水量、贮水量、温度和酶活性以及玉米产量、水分利用效率,并分析了以上指标的相关性。【结果】在不同生育期,4个处理对0～200 cm土层的土壤含水量影响有明显差异。成熟期,3种覆膜处理0～200 cm土层的土壤含水量均高于CK。与CK和PE处理相比,G和PB处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水量显著增加。在0～25 cm土层,3种覆膜处理在玉米全生育期的平均土壤温度较CK明显增加。与CK相比,3种覆膜处理显著降低了玉米生育期土壤耗水量,显著提高了玉米产量和水分利用效率,其中G和PB处理的土壤耗水量均较低,玉米产量和水分利用效率均较高。与CK相比,PB处理显著提高了玉米成熟期土壤碱性磷酸酶活性;PE和PB处理提高了玉米整个生育期的土壤脲酶活性;PB处理提高了玉米拔节期至成熟期土壤蔗糖酶活性。相关性分析结果表明,土壤耗水量与玉米水分利用效率、平均土壤温度和玉米产量呈极显著负相关(P<0.01),玉米水分利用效率、平均土壤温度与玉米产量呈极显著正相关(P<0.01),土壤蔗糖酶与脲酶和碱性磷酸酶活性呈极显著正相关(P<0.01),土壤脲酶活性与玉米产量呈显著正相关(P<0.05)。【结论】覆膜可以有效提高土壤温度,增加玉米产量,提高水分利用效率,其中全生物降解膜在蓄水保墒、增温、提高玉米水分利用效率和土壤酶活性及增产方面效果较优,可广泛应用于山西旱地玉米栽培中。

在人工生长培养箱中 ,研究了PEG模拟干旱对秦单 4号和陕单 911两个玉米品种水分状况及生长的影响。结果表明 ,随着渗透胁迫的加强 ,叶片的RWC、水势、叶面积、根系长度以及干物质积累都降低 ,且抗旱性较强的秦单4号降低幅度低于抗旱性较弱的陕单 911,但根冠比增加。秦单 4号的叶片生长速率低于陕单 911的叶片生长速率 ,但根系生长速率却高于陕单 911,而且在渗透胁迫下秦单 4号可以很快做出适应性反应 ,陕单 911反应迟钝。