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。

【目的】大豆玉米带状复合种植是破解耕地资源约束、解决大豆玉米争地矛盾的重要途径，本文探讨大豆玉米带状复合种植（以下简称带状复合种植）对生产效率的影响，以期为带状复合种植技术的实践效果提供调研经验与实证依据。【方法】本文基于黄淮海（山东省、河南省）以及西南（四川省、云南省）大豆玉米带状复合种植区调查数据，通过随机前沿生产函数（SFA）和内生转换模型（ESR），定量测算了带状复合种植对生产效率的影响。【结果】(1)带状复合种植技术的实施可以有效提高农业生产效率；(2)带状复合种植对农业生产效率的提升作用随大豆与玉米的行比降低而减弱，在规模经营户和西南种植区中，带状复合种植技术对生产效率的促进作用更高；(3)带状复合种植通过“玉米不减产、多收一季豆”促进总产出增长，并带来化肥施用投入减少，、劳动力及机械外包服务增加的要素配置变化；(4)参与带状复合种植显著影响同村内邻近农户的生产效率，即带状复合种植在村域尺度存在显著的空间溢出效应。【结论】应从建立财政补贴体系、提供科学技术导向、做好农资保供和农业生产服务供给、发挥示范效应等多个角度出发，扎实推进大豆玉米带状复合种植，在有限的耕地资源约束下提升生产效率。

【目的】明确黄淮海夏玉米区玉米籽粒带菌量,为玉米安全生产、储藏加工以及检疫提供参考依据。【方法】分别于玉米乳熟期及完熟期,采集黄淮海夏玉米区4个省(河北、河南、山东、安徽)90个市/县的玉米果穗,每个市/县采集表面未发生病症且果穗饱满的玉米穗4个,共采集720个样本。对所有样本进行籽粒外部及内部带菌量及带菌种类的检测,外部检测采用洗涤检测法,通过统计菌落总数与稀释倍数,计算籽粒表面的孢子负荷量及分离到的各菌属的分离比例;内部检测采用PDA平板法,对籽粒外部检测过的10个籽粒消毒后置于PDA平板上进行培养,统计每个籽粒带菌情况,计算籽粒带菌率及各菌属的分离频率。并且对籽粒内部分离频率较大的菌群进行形态学和分子鉴定。【结果】供试样本带菌量较大,乳熟期籽粒孢子负荷量在0—1 886个/粒,均值为439个/粒,籽粒带菌率在0—65.0%,均值为23.6%;完熟期籽粒孢子负荷量在18—2 658个/粒,均值为942个/粒,籽粒带菌率在10.0%—100.0%,均值为59.6%。完熟期带菌量大于乳熟期,但部分地区乳熟期带菌量仍较大。不同地区玉米籽粒带菌量存在差异,河南省的玉米籽粒带菌量较大,安徽省带菌量最少,河北省与山东省居中且差异不明显。玉米籽粒内部以及外部均携带的真菌类群有镰孢菌(Fusarium spp.)、青霉菌(Penicillium spp.)、曲霉菌(Aspergillus spp.)、链格孢菌(Alternaria spp.)、木霉菌(Trichoderma spp.)、根霉菌(Rhizopus spp.)、蠕孢菌(Hel-minthosporium spp.)、毛霉菌(Mucor spp.)。乳熟期籽粒外部和内部镰孢菌的分离比例分别为59.1%和36.1%,说明玉米在乳熟期时即有大量镰孢菌侵入;籽粒外部青霉菌和曲霉菌的分离比例分别为8.9%与0.7%,籽粒内部的分离频率分别为6.0%与1.9%,说明乳熟期青霉菌与曲霉菌也已经开始侵染玉米果穗。完熟期籽粒外部与内部镰孢菌的分离比例分别为71.9%和58.5%,籽粒外部青霉菌和曲霉菌的分离比例分别为17.0%和0.9%,籽粒内部分离频率分别为9.3%和2.6%,说明镰孢菌、青霉菌、曲霉菌为本研究黄淮海夏玉米区玉米籽粒携带的主要真菌。形态与分子鉴定结果显示,镰孢菌属中轮枝镰孢(F.verticillioides)的分离频率为29.7%,层出镰孢(F.proliferatum)的分离频率为25.9%,禾谷镰孢(F.graminearum)的分离频率为1.3%,表明轮枝镰孢为优势菌;青霉菌主要分离到绳状青霉(P.funiculosum)和草酸青霉(P.oxalicum),分离频率分别为5.0%和3.6%;曲霉菌主要为黄曲霉(A.flavus)和黑曲霉(A.niger),分离频率分别为1.4%和1.2%。【结论】表面无症状的玉米籽粒在乳熟期及完熟期均携带大量病原菌,且完熟期带菌量大于乳熟期;镰孢菌在黄淮海夏玉米区的分离频率最大,轮枝镰孢为当地玉米籽粒携带的优势真菌。

【目的】针对黄淮海平原区夏玉米倒伏严重的问题,探讨不同施氮时期对夏玉米茎秆发育及倒伏情况的影响,以期为黄淮海平原区高产夏玉米氮素管理、提高夏玉米植株抗茎倒伏能力提供理论依据。【方法】以不同植株形态的玉米品种先玉335(XY,高秆低穗位型)、浚单20(XD,中秆高穗位型)和京单28(JD,中秆低穗位型)为试验材料,每个品种设种肥(N1)、苗肥(N2)、拔节肥(N3)、大喇叭口肥(N4)和抽雄肥(N5)5个施氮时期处理,以不施氮肥(N0)为对照,研究施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学和机械力学特征以及田间倒伏

【目的】分析国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)耐低氮玉米自交系与自育骨干自交系的配合力,有效评估CIMMYT种质的育种潜力,为我国玉米自交系利用途径扩增和强优势玉米组合选配提供理论依据。【方法】采用NC-Ⅱ设计,以20个CIMMYT耐低氮玉米材料为母本与6个自育骨干自交系为父本组配120个杂交组合,对其株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、百粒重、出籽粒和单株产量等10个主要性状进行配合力和杂种优势分析。【结果】2组亲本10个性状的一般配合力(GCA)方差除父本系中的穗粗外,其余性状均达显著差异水平(P0.05,下同),其余性状均存在极显著差异(P<0.01,下同);亲本A2、17、A5、20和19的综合配合力效应值较高,是具有较大潜力的育种材料,应用这些亲本组配出较高产量杂交组合的可能性较大,其中A2×20(桂A10341×CLYN463)组合产量的SCA效应值最高。【结论】A2(桂A10341)是最理想的玉米亲本材料,A2×20(桂A10341×CLYN463)是筛选出的强优势玉米杂交组合。

提高杂交种制种产量是降低玉米种子生产成本,加速杂交种推广的一条有效途径。本研究拟通过对玉米制种花期相关性状的遗传分析,为玉米制种产量的提高和玉米育种提供理论基础。试验以优良玉米自交系琼68和K12组配的一套F2∶4家系为基础材料,构建了包含134个SSR分子标记的遗传连锁图,通过1年2点的田间试验,对玉米制种花期相关性状进行了分析。结果表明,散粉期与吐丝期、吐丝周期、花丝活力呈极显著正相关;同时吐丝期与吐丝周期、花丝活力,以及吐丝周期和花丝活力也呈极显著正相关;而散粉周期与散粉期和吐丝期呈负相关关系。利用复合区间作图法在2个环境中定位了22个玉米制种花期相关性状的QTL:散粉期5个、吐丝期4个...

【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

采用裂区试验设计,密度为主区,自交系为副区,材料均为华北地区近40年34个骨干玉米自交系,用逐步回归、通径分析和偏向关等方法分析了其农艺性状与产量的关系。结果表明:总穗数、穗粒数、千粒重对自交系产量的影响顺序为总穗数>穗粒数>千粒重;农艺性状对单株产量的影响顺序为株粒数>空秆率>行粒数>千粒重>叶向值>秃尖度>穗位>生育期>ASI>倒伏率。只有通过提高单株粒数,才能加大密度提高单位面积的粒数。同时通过保持穗位、生育期在适当水平,强化耐密性的选择,选择千粒重高、雌雄协调、株型上举耐密且抗倒能力强的自交系,才能最终提高玉米自交系的产量。因此,提高株粒数是提高玉米自交系产量的最重要因素。

【目的】针对黄淮海地区发生的玉米弯孢叶斑病,通过分子生物学技术,明确其致病菌新月弯孢(Curvularia lunata)在不同地区和年份间的遗传差异及亲缘关系,为研究该病害的发生和流行提供数据资料。【方法】对2013、2016和2017年采集自黄淮海地区5省(河南、河北、山东、安徽、江苏)的病样进行分离,并采用形态学和分子生物学(ITS和EF-1α序列分析)对分离到的菌株进行鉴定,共获得175个新月弯孢菌株。从哥伦比亚大学开发的通用引物中筛选出13条多态性高、重复性好的引物,利用筛选出的引物对175个新月弯孢菌株进行ISSR-PCR扩增,利用Popgen32软件计算多态性比率、Shannon’s信息指数、群体间的遗传距离和遗传相似性,使用NTsys2.10e软件进行UPGMA聚类分析和基于遗传相似系数的主坐标分析,构建聚类分析图和散点图。【结果】利用筛选出的引物对175个菌株进行PCR扩增,共获得105条多态性条带,多态性比率为100%。在群体平均水平上,基因多样性水平(H)为0.3867,Shannon’s的信息指数(I)为0.5682,表明玉米弯孢叶斑病菌具有丰富的遗传多样性;不同地理种群间的遗传多样性存在一定差异,河南和安徽种群遗传多样性最高,江苏种群较低;年度间相同地理来源的菌群亲缘关系较远,相同年份不同地理来源菌群亲缘关系较近。聚类分析显示所有菌株相似系数为0.51—0.93,在相似系数为0.59水平上,175个菌株被划分为2群5个亚群,亚群间表现出年度间的差异,不同地理种群病菌间存在基因交流,遗传相关性较高;主坐标分析结果与聚类分析结果一致,同一年份的菌株明显聚集在一起。【结论】引起黄淮海地区玉米弯孢叶斑病的病原菌群体存在较高的遗传变异,地域相邻的病菌遗传关系较近;同一地区的菌株在年度间表现出一定遗传距离,而同一年份不同地理来源的菌株遗传距离较近。引起该地区玉米弯孢叶斑病的新月弯孢菌株不是以本地菌源为主,其主要菌源可能来自南方水稻和草坪草或东南亚玉米生产区,但也存在少量存活于地表病残体上的菌株可作翌年的初侵染源。

【目的】明确黄淮海夏玉米主产区玉米茎腐病的主要病原菌组成及优势种,为病原菌致病机制、抗性育种及茎腐病防治提供依据。【方法】于2014—2017年采集黄淮海夏玉米主产区3个省(河北、河南、山东)的玉米茎腐病样本850份。通过形态学、通用引物和特异引物对病组织分离物进行鉴定,并采用上述引物直接检测病组织。整合分析分离物鉴定法和组织分子检测法的结果以确定玉米茎腐病的主要病原菌及优势种;分析主要病原菌在各省间以及同一省份不同年度的检出率,揭示主要病原菌的种群动态变化;分析单个样本中病原菌的检出率,探讨多种病原菌的共存模式。【结果】有667份样本检测出真菌或卵菌,占总样本的78.47%;年度间样本检出率存在差异,2014年的检出率不足50%,而2015—2017年的检出率相近,均高于90%。在所有样本中共检出20属46种真菌或卵菌,其中镰孢菌(Fusarium spp.)的检出率最高,为89.96%,包括禾谷镰孢复合种(F. graminearum species complex)、层出镰孢(F. proliferatum)、拟轮枝镰孢(F. verticillioides)、厚垣镰孢(F.chlamydosporum)、亚粘团镰孢(F. subglutinans)、尖镰孢(F. oxysporum)、黄色镰孢(F. culmorum)、藤仓镰孢(F. fujikuroi)、变红镰孢(F. incarnatum)、木贼镰孢(F. equiseti)和茄镰孢(F. solani)11个种;腐霉菌(Pythium spp.)的检出率为34.18%,包括芒孢腐霉(P. aristosporum)、禾生腐霉(P. graminicola)、棘腐霉(P. acanthicum)、孤雌腐霉(P. amasculinum)和寡雄腐霉(P. oligandrum)5个种。拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢为4种主要病原菌,检出率依次为62.07%、46.93%、29.09%和28.04%,其中拟轮枝镰孢为优势种。各省之间,上述4种主要病原菌的检出率存在一定差异。拟轮枝镰孢在河北省的检出率为73.98%,明显高于该菌在河南省和山东省的检出率;禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率分别为35.78%和34.31%,均高于在其他两省的检出率。同一省份不同年度上述4种主要病原菌的检出率呈动态变化,其中任何一种病原菌均有可能上升为优势种。进一步分析表明,单个样本中可以检测出一种或多种病原菌,检测出1种菌的样本占38.38%,检出2种和3种病原菌的样本分别占29.24%和19.04%;2种及以上病原菌共存以镰孢菌和腐霉菌、镰孢菌和镰孢菌模式为主。【结论】黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢,其中拟轮枝镰孢为优势种;拟轮枝镰孢在河北省的检出率最高,层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率最高,禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;单个样本中存在多种病原菌共存的模式。

采用Griffing方法4 模型Ⅰ,对7个自交系10个性状进行配合力的研究。其结果表明, 一般配合力的效应值及特殊配合力的效应值在同一亲本的性状之间或同一性状在不同亲本之间都有很大的差异。4113、7922、云143、云146在多数性状中一般配合力效应值高。就单株粒重而言, 4113、云143、云146具有较高的特殊配合力效应值, 4113在单株粒重方面具有较小的特殊配合力方差, 表明它能将高产性能稳定地遗传给子代

以四川省雅安市玉米研究开发中心近年来育成的部分玉米新自交系和骨干系为材料,采用不完全双列杂交设计,对其主要性状进行一般配合力效应分析。结果表明:不同自交系所表现的配合力不同,同一个自交系不同性状间和同一个性状不同自交系间的配合力存在着一定的差异;自交系YA3729、YA3237、YA8201和YA8801能显著改进F1的产量,其产量配合力显著高于平均效应,属于高配合力自交系,用其作亲本易组配出高产杂交种。

以耐低钾玉米自交系90-21-3和低钾敏感玉米自交系D937及其F1、F2、BC1、BC2群体为试验材料,采用天然低钾大田种植,对玉米耐低钾的主要根系性状进行了遗传分析。结果表明:总根长和根表面积的遗传率较高,其狭义遗传力分别为63.05%和44.47%,两性状均为多基因控制的数量性状,存在主效基因作用。根体积、根平均直径、根干重和根含钾量的遗传率均较低,受环境影响较大。

为改良苞叶性状、选育适合机械收获籽粒的玉米品种,测定了我国五大类群玉米在2种不同环境下的苞叶性状,分析各性状的遗传特性和各个类群之间苞叶性状的差异及环境对各个类群不同苞叶性状的影响。结果表明:苞叶性状主要受遗传因素控制且变异广泛,其中苞叶长度具有高遗传力,苞叶数量、苞叶总厚度和苞叶宽度具有中等遗传力;苞叶长度与苞叶宽度达极显著正相关;不同类群间玉米苞叶性状存在显著差异,其中苞叶长度差异最显著,苞叶宽度和苞叶数量次之,苞叶总厚度无显著差异;除兰卡斯特苞叶总厚度外,各个类群的苞叶性状受环境的影响较小。因此,在育种中多数苞叶性状可直接进行遗传改良,并且以一个性状为主目标的改良可达到与之相关的其他苞叶性状改良的效果;兰卡斯特和唐四平头的苞叶数量不多且长度适中,可作为苞叶性状改良的重要种质来源。

按Griffing方法4模型Ⅰ，研究8个玉米自交系的28个完全双列杂文组合6个性状的配合力。结果表明，同一性状的一般配合力在不同自交系间有很大差异，在同一自交系不同性状间屯有一定差异。在卢量方面，云248的一般配合力最高，特殊配合力以云147最高。一般配合力高的亲本易产生特殊配合力高的组合，但也不排除从一般配合力都不高的双亲获得较高特殊配合力组合的可能性。