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[期刊] 华北农学报
[作者]
王继玥 余庭跃 张采波
玉米是我国种植面积最大的粮食作物,是人类食物、动物饲料以及部分工业原料的主要来源。获取特定时空基因转录模式信息对于了解与植物特定表型相关基因表达情况至关重要。转录组学分析是当前研究整个基因组在特定时空表达模式的重要研究方法。综述了近年来有关玉米转录组学的研究进展。
关键词：
玉米 转录组学 RNA-Seq
[期刊] 中国农业科学
[作者]
段灿星 王晓鸣 宋凤景 孙素丽 周丹妮 朱振东
玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散...
关键词：
玉米 穗腐病 抗性
[期刊] 西南农业学报
[作者]
游露 熊世安 罗中元 刘胜帅 罗恩 冯枭 李玺 赵自仙
【目的】研究含热带种质玉米自交系胚乳发育分子机制及相关调控网络。【方法】通过高通量RNA-seq测序技术，对热带血缘玉米自交系ZOL-1在授粉后5 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d的6个时期的胚乳转录组进行比较，得到的差异表达基因进行KEGG与GO功能注释，并对FPKM平均值大于1的基因进行时间序列分析。【结果】玉米自交系ZOL-1胚乳发育在授粉后25～30 d时籽粒长、宽、厚增长速率最快，增长率分别达到了15.9%、16.1%和10.2%。经过转录组测序和同参考基因组比对，过滤后reads占比至少为83.99%，测序质量和组装效果均较好。按照连续比较系统方法，在10 d＿VS＿5 d、15 d＿VS＿10 d、20 d＿VS＿15 d、25 d＿VS＿20 d和30 d＿VS＿25 d分别共检测到7129个、5252个、4254个、775个和312个差异表达基因。GO功能注释表明，差异表达基因主要分布于细胞分化过程、代谢过程、催化活性和细胞器等条目中。KEGG功能富集分析显示，这些差异表达基因主要富集在能量代谢、碳水化合物代谢、碳代谢、氨基酸代谢、信号转导等与胚乳发育相关的通路。通过对FPKM平均值大于1的基因进行时间序列分析，19554个基因共划分为10个Clusters，并在Cluster7鉴定出8个淀粉合成酶相关基因，它们的表达量在授粉后15 d时开始显著提升，此后保持较高表达水平。【结论】玉米自交系胚乳发育可能主要受下调基因表达调控，在授粉后15 d前后胚乳的发育模式发生变化，转录组有重新编程的迹象，同时挖掘到玉米淀粉生物合成相关基因8个，有利于研究胚乳发育的分子调控机理。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
杨今胜 张晓龙 郑培峰 徐文华 吕艳杰 王立春 王永军
抗倒伏能力的合理评价在玉米生产中非常重要。为了解当前国内外玉米抗倒伏能力常用的评价方法（茎秆质量评价、根系评价、田间风洞测试和田间原位测试）及其相关仪器设备的研究进展，基于中国知识资源数据库（CNKI）和国家知识产权局专利检索数据库，以“玉米”、“抗倒伏”为关键词，检索了1990—2020年文献资料，进行归纳和总计，并比较分析了不同评价方法的相对优势和改进方向。结果表明：1）田间原位无损测试能够模拟不同风速下的植株受力情况，测试效率高且使用成本低，在玉米抗倒伏能力评价中具有较好的应用前景；2）明确单株与群体、生物力学与实际风速的关系，通过单株的抗倒伏力的实时动态变化去反映群体抗倒伏力，是未来玉米抗倒伏能力评价的发展方向；3）研制田间原位无损测试专用仪器，结合多年、多点、多生态区、多气候条件田间测试，建立原位无损定量评价指标体系，制定技术标准，是未来玉米抗倒伏能力无损评价的重要研究内容。本研究进展综述可为玉米抗倒伏能力的合理评价及为田间原位无损测试植株抗倒伏仪器的研制和应用提供依据。
[期刊] 华北农学报
[作者]
赵永亮 宋同明
简述了化学诱变的发展简史。系统介绍了玉米化学诱变的特点，处理方法和效果，详细分析了玉米化学诱发突变在解决某些基本生物学问题中的价值和育种领域里的可能应用等
关键词：
玉米,化学诱变剂,甲基磺酸乙酯,诱发突变
[期刊] 中国农业科学
[作者]
王克如 李少昆
机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响
[期刊] 中国农业科学
[作者]
王夏青 宋伟 张如养 陈怡凝 孙轩 赵久然
茎秆倒伏严重影响玉米产量、品质和机械化收获,是当前玉米生产和育种亟待解决的主要问题之一。加强对玉米茎秆抗倒伏性的研究,对提高品种抗倒伏能力具有重要意义。本文综述了玉米茎秆倒伏的主要影响因素及其遗传特征。茎秆倒伏与茎秆自身的强度密切相关。茎秆强度越高,抗倒伏性越强。茎秆强度受茎秆所处的发育阶段、茎秆内部结构和外部形态,及其细胞壁成分等影响。处于分生组织的茎秆细胞分裂旺盛,较易折断,而进入生殖生长后,茎秆表皮、厚壁组织增厚,维管束发育成熟,对茎秆的支撑作用增强。茎秆细胞壁的主要成分——纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖、无机物等均可提升茎秆强度。目前,研究者借助高通量表型平台,利用玉米连锁群体和自交系群体,采用各种定位方法,鉴定到一系列影响茎秆形态、强度、细胞壁成分的相关QTL和候选基因。研究表明,基于单倍型的QTL定位方法比基于单个SNP的定位效果好。一致性QTL分析将不同遗传群体的研究整合到一起,能够提高QTL结果的通用性。茎秆强度的遗传基础复杂,受微效多基因控制,位点间具有加性效应。茎秆成分QTL中的候选基因涉及细胞壁代谢、转录因子、蛋白激酶等。MAIZEWALL是玉米细胞壁相关基因的重要数据库。目前该数据库包含1 156个玉米细胞壁生物学相关的候选基因,为该领域的深入研究提供强大的资源。已鉴定到一系列影响玉米茎秆细胞壁成分、茎秆形态和强度的基因,其功能涉及纤维素合成路径,如纤维素合成酶类、Cobra类、糖基转移酶和核糖转运蛋白类;苯丙烷路径基因,如控制bm1—bm5的相关基因;植物激素类,如赤霉素、生长素、油菜素甾醇相关基因;转录因子如NAC、MYB;miRNA(ZmmiR528)以及F-box基因(stiff1)等。今后应积极探索不同发育时期玉米茎秆倒伏的力学机制;广泛发展自然群体或育种群体进行遗传分析;采取多种定位策略,提高抗倒伏相关基因鉴定的功效;针对优良等位基因,开发各类分子标记,加强抗倒伏分子标记辅助选择。本文将为玉米茎秆抗倒伏遗传机制解析及抗倒伏玉米品种的分子育种提供参考。
关键词：
玉米 倒伏 茎秆 细胞壁 遗传研究
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
宋有洪 吴菲 吴玉银 邓安 冯金枝 吴仁良 王志伟 陈翔 张梁
为高效利用玉米花丝(须)资源,探索开发高附加值的新型开发途径和利用手段,本研究主要分析2001—2018年有关玉米花丝化学成分、药理及保健和美容等功能的研究文献。结果表明,玉米花丝化学成分主要包括多糖类、多酚类、植物甾醇类、矿质元素和有机酸等。花丝提取物具有抗氧化、抗肿瘤和调节人体免疫功能等重要的药理价值,应用前景广泛。但目前其药理机制尚不清晰,产品开发利用缺乏深度。因此,现阶段的任务在于利用现代作物学与药理学研究手段,探明玉米花丝新型药用价值机理,加大玉米花丝的高附加值研发力度。
[期刊] 世界农业
[作者]
王振营 文丽萍 何康来
欧洲玉米螟Ｏｓｔｒｉｎｉａｎｕｂｉｌａｌｉｓ（Ｈｂｎ．）是北美严重影响玉米产量和品质最重要的害虫，转Ｂｔ基因抗虫玉米（以下简称Ｂｔ玉米）的商品化，为控制玉米螟为害提供了新的途径。一、Ｂｔ玉米的培育植物遗传研究人员将选定的外源ＤＮＡ插入玉米植株的ＤＮＡ...
[期刊] 华北农学报
[作者]
李宗新 王庆成 齐世军 刘开昌 刘霞 张彗
从农业肥料资源应用的节本增效的概念出发,综述了控释肥料对不同作物的应用研究现状,讨论了控释肥料研究应用于玉米高产的重要性和必要性,并提出了下一步需要研究的问题。
关键词：
控释肥 夏玉米 高产 应用效应
[期刊] 中国农业科学
[作者]
王帅 张如养 王荣焕 宋伟 赵久然
玉米是全世界也是我国种植范围最广、用途最多、总产量最高的作物，玉米生产对保障我国粮食安全具有重要意义。玉米南方锈病是由多堆柄锈菌（Puccinia polysora Underw.）引起的一种气传性真菌病害，主要发生在热带、亚热带玉米种植区。近年来，由于气候变化，该病害开始向高纬度地区蔓延，已逐渐成为我国黄淮海夏玉米区的主要病害，直接导致玉米籽粒品质变差、产量降低，对玉米生产造成严重威胁。目前，我国玉米生产上推广种植的玉米品种大多不抗玉米南方锈病，一旦南方锈病发生和流行，将会导致在短时间内大面积蔓延，而常规化学防治难以控制。因此，挖掘和利用玉米种质资源中的南方锈病抗性基因，进一步选育抗病品种是应对南方锈病为害最经济有效的技术途径。玉米资源中高抗南方锈病的种质较为匮乏，主要来自热带、亚热带，可直接利用的温带种质极少。与国外玉米种质相比，我国玉米种质中的高抗材料较少，主要来自农家种或含有热带血缘的P群材料，遗传基础狭窄。玉米南方锈病抗性基因的鉴定与克隆，对开展分子标记辅助育种、加快育种进程及抗病新品种选育具有重要促进作用，目前，已有多个南方锈病抗性基因被鉴定和克隆，为分子标记辅助选择育种奠定了基础。多年来，我国育种家利用有限的抗性种质资源，选育了多个抗南方锈病的优良玉米自交系，并成功育成抗病杂交种。近期，南方锈病病原菌基因组方面的研究揭示我国多堆柄锈菌群体已分化出高毒谱系，从而逃逸抗病基因的识别。因此，挖掘和利用抗性种质中蕴涵的丰富基因资源仍需进一步加强。本文概述了南方锈病的生物学特性及危害，系统梳理了南方锈病抗性种质资源鉴定、抗性基因定位与克隆，以及抗性品种选育的研究进展，并展望了玉米南方锈病未来研究方向，以期为玉米南方锈病防治和抗病品种选育提供参考。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
樊金娟 刘宇 曹樱迪 张微 田静
近年来,土壤重金属污染已成为严重的环境问题,对作物生产、粮食安全和人类健康构成巨大威胁。镉(Cd)由于在环境中具有潜在的毒性和高流动性,使其成为重金属中毒性最大、分布最广泛的污染物之一。玉米作为我国和世界上主要的农作物,具有生物量大,叶片、茎秆Cd富集能力高,其向籽粒转运能力较低的特点,是比较理想的Cd污染土壤修复植物。玉米生长会受到Cd胁迫浓度、胁迫时期及环境条件的影响,且品种间存在差异,不同品种对Cd毒害的耐受性不同。本文在介绍玉米对Cd吸收、转运方式及其在不同器官分布的基础上,着重阐述了Cd对玉米生长发育和对水分代谢、矿质养分代谢、光合作用和呼吸作用等主要代谢过程的影响;并从耐逆性和避逆性两方面探讨了玉米对Cd的耐受机制。结合已有研究发现,现阶段主要以不同玉米品种对Cd胁迫的生理生化响应及其耐Cd差异比较研究为主,对其存在差异的生理、尤其分子机制还缺乏深入研究;同时,对玉米Cd耐受性评价标准不一致,是以生长受到影响的程度还是以器官中镉含量作为品种对镉耐受性的判断标准还有待于商榷。未来这些问题的解决将为利用生物技术手段培育适合不同Cd污染区域的玉米品种,实现玉米产业的可持续发展奠定基础。
关键词：
玉米 镉胁迫 响应 耐镉机制
[期刊] 中国农业科学
[作者]
薛军 王克如 谢瑞芝 勾玲 张旺锋 明博 侯鹏 李少昆
倒伏是玉米生产中普遍存在的问题。传统生产中玉米一般在生理成熟期收获,前人关于倒伏研究也多集中在生育前期茎秆发育过程或者是生理成熟前的某一阶段,而对生理成熟后倒伏研究较少。玉米机械粒收一般在生理成熟后2—4周进行,倒伏将会增加机械粒收过程中的产量损失,降低籽粒品质,使收获难度加大,收获效率以及玉米种植效益明显降低,成为制约玉米种植密度进一步提高和机械粒收技术发展的重要因素。对此,本文从玉米生育后期植株的衰老生理及其影响因素角度进行综述,提出增强玉米后期抗倒伏能力的措施与建议。分析表明,玉米生育后期植株自然衰老将导致叶片、茎秆和根系活力下降,使茎秆含水量、可溶性糖、半纤维素及总结构性碳水化合物含量均降低,细胞壁变薄、细胞间缝隙变大;同时,茎秆和根系PAL、POD和PPO酶活性下降,抗病能力减弱;茎腐病病原菌产生的细胞壁降解酶分解细胞壁中的纤维素,降解寄主细胞,孢子迅速萌发形成菌丝并进入表皮细胞、皮层和维管束组织,加速茎秆组织失水干缩过程,植株空心变软甚至腐烂,茎秆质量下降。而基于密植高产机械粒收技术需求的增密种植、田间站秆籽粒脱水会加速并延长玉米衰老进程,使茎秆质量和抗病能力进一步下降,导致生理成熟后的倒伏风险加大。为有效控制倒伏、加速我国玉米密植高产机械粒收技术的推广,建议:(1)增强玉米生育后期茎秆衰老和倒伏的理论研究;(2)加强玉米抗倒种质创制,选育早熟、耐密植、籽粒脱水快、抗逆性强、适宜机械粒收的品种;(3)通过构建优质土壤耕层,集成宜机收品种、合理密植、肥水科学运筹、化学调控和病虫害综合防控等关键技术,创制高质量健康群体,提高生育后期茎秆的抗倒伏能力;(4)根据各地气候、生态条件,因地制宜制定降低玉米生育后期倒伏风险的应对措施。
关键词：
玉米 茎秆衰老 倒伏 机械粒收 茎腐病
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
白慧娟 苑严伟 周利明 牛康 方宪法
[目的]玉米定向播种是一种优质高效的农业生产模式，是使种子以“直立且尖端朝下，胚面平行于播种行”或“胚面朝上，长轴垂直于播种行”的姿态被土壤包围，可优先产生垂直于播种行的叶片，有利于提升玉米产量。[方法]本文首先阐述了玉米定向播种生产模式及该模式可以促进产量提升的内在机制；之后依次围绕种子姿态识别、种子姿态调整和机械化定向播种三方面内容，阐述了玉米机械化定向播种技术的工作原理、技术特点和发展动态。[结果]在此基础上，结合我国精准农业背景下稳面积、提单产、增总产的需求，总结了现有玉米机械化定向播种技术的研究现状，分析了该技术发展缓慢的原因，提出了未来的研究重点、需要突破的技术瓶颈和发展建议。[结论]玉米机械化定向播种技术将逐渐成为未来玉米播种领域的重要发展方向之一，本文以期为该技术的研发和推广提供参考。
关键词：
玉米 定向播种 姿态识别 姿态调整 进展
[期刊] 中国农业科学
[作者]
葛敏 吕远大 李坦 张体付 张晓林 赵涵
【目的】全基因组水平鉴定并解析玉米Dof(DNA binding with one finger)基因家族。【方法】基于玉米V3基因组数据鉴定玉米Dof基因家族,并从基因的结构、系统发育关系、染色体的位置分布、玉米不同组织和不同生理发育阶段基因的表达谱以及在充足氮(sufficient nitrogen,SN)和低氮(limiting nitrogen,LN)条件下V3期叶组织基因的差异表达5个方面分析玉米Dof基因家族。【结果】玉米参考基因组中存在46个Dof结构域基因,命名为Zm V3Dof1—Zm V3Dof46。通过系统发育关系和序列相似性将该基因家族分为8个亚类(Subgroup)S...
关键词：
玉米 Dof 转录因子 基因家族 氮
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