JIA 2018 "玉米研究"文章精选
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遗传·育种·种质·资源
✺ WANG Nan, LI Liang, GAO Wen-wei, WU Yong-bo, YONG Hong-jun, WENG Jian-feng, LI Ming-shun, ZHANG De-gui, HAO Zhuan-fang, LI Xin-hai
作为雌雄异花作物，玉米雄穗的发育及正常散粉对玉米生产至关重要，极易受到干旱胁迫而导致最终玉米减产或绝产。为了研究玉米雄穗发育早期在转录组水平上的耐旱机理，10个玉米自交系在干旱胁迫以及正常浇水处理下的早期发育雄穗分别被取样进行转录组测序。研究发现各类基因在RNA水平的代谢调节非常活跃，其中，编码参与碳水化合物和脂质代谢的基因表达在干旱胁迫下的雄穗中显著下调，而转录因子以及编码分解代谢或降解酶的基因在干旱胁迫下的玉米早期发育雄穗中过表达。另外，我们发现涉及到 "RNA转录本"和"mRNA监测"代谢途径的编码外显子复合物的基因表达差异显著，被认为受到干旱胁迫的影响较大。同时，对差异表达响应干旱胁迫的重要基因的鉴定反映了雄穗在干旱胁迫后期在转录水平的变化。
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Unravelling transcriptome changes between two distinct maize inbred lines using RNA-seq
利用RNA-seq方法揭示两个差异显著的玉米自交系间籽粒转录组的变化
✺ ZHOU Yu-qian, WANG Qin-yang, ZHAO Hai-liang, GONG Dian-ming, SUN Chuan-long, REN Xue-mei, LIU Zhong-xiang, HE Hai-jun, QIU Fa-zhan
本研究选取两个粒型差异极显著的玉米自交系V671(大粒)和Mc(小粒)为材料，对其授粉后14天的籽粒进行RNA-seq分析。分析结果表明，大粒自交系V671在授粉后14天具有较强的DNA合成活性，而小粒自交系Mc则具有较高的营养物质积累活性。粒宽在籽粒发育不同时期的动态变化表明，与Mc相比，V671粒宽快速增长时期出现较晚，但其粒宽增长的持续时间及增长速率均高于Mc。籽粒贮藏蛋白的SDS-PAGE分析、细胞周期相关基因和IAA合成相关基因的表达分析结果均表明，在同一时间授粉后，小粒自交系Mc籽粒发育从细胞分裂向贮藏物质的转化起始时间早于V671。综合转录组的变化结果及相关途径中基因表达分析结果，推测授粉后籽粒发育过程中细胞分裂向贮藏物质转化时间的差异是导致V671籽粒大于Mc的重要原因。↑ 向上滑动查看更多
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| ZHOU Yu-qian, WANG Qin-yang, ZHAO Hai-liang, GONG Dian-ming, SUN Chuan-long, REN Xue-mei, LIU Zhong-xiang, HE Hai-jun, QIU Fa-zhan. 2018. Unravelling transcriptome changes between two distinct maize inbred lines using RNA-seq. Journal of Integrative Agriculture, 17(7): 1574-1584. |
Maize ABP2 enhances tolerance to drought and salt stress in transgenic Arabidopsis
✺ ZONG Na, LI Xing-juan, WANG Lei, WANG Ying, WEN Hong-tao, LI Ling, ZHANG Xia, FAN Yun-liu, ZHAO Jun
本研究中，我们用玉米Cat1基因的脱落酸应答元件ABRE2 (Abscisiic acid responsive element 2)作为诱饵，通过酵母单杂交的方法从玉米授粉后17天的胚cDNA文库鉴定了得到了一个玉米脱落酸应答元件结合蛋白。我们发现它属于bZIP转录因子家族，并将其命名为ABP2 (ABRE binding protein 2)。在玉米中，ABP2基因的表达在不同发育阶段的不同组织中均能检测到，而且受到干旱、盐害、活性氧和脱落酸等处理的诱导。在拟南芥中组成型表达ABP2能够增强转基因材料对干旱和盐害的耐受力及对脱落酸的敏感性。为了探究ABP2增强植物耐逆性的机制，我们发现在ABP2过表达的转基因拟南芥中，植物材料的ROS水平受到抑制而下降，而且一些逆境相关基因和碳代谢相关基因的表达受到诱导上调。总之，我们鉴定发现了一个能够增强植物对干旱和盐渍耐受性的玉米bZIP转录因子基因。
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ZONG Na, LI Xing-juan, WANG Lei, WANG Ying, WEN Hong-tao, LI Ling, ZHANG Xia, FAN Yun-liu, ZHAO Jun. 2018. Maize ABP2 enhances tolerance to drought and salt stress in transgenic Arabidopsis. Journal of Integrative Agriculture, 17(11): 2379-2393. |
过量表达碱蓬SsNHX1基因提高了转基因玉米的抗盐性和耐旱性
✺ HUANG Ying, ZHANG Xiao-xia, LI Yi-hong, DING Jian-zhou, DU Han-mei, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, LIU Chan, GAO Shi-bin, CAO Mo-ju, LU Yan-li, ZHANG Su-zhi
玉米是世界上最重要的作物之一，在盐碱地上生长时却受到严重的盐胁迫的危害。因此，提高玉米的耐盐能力和产量迫在眉睫。在本研究中，编码碱蓬(Suaeda salsa)液泡膜 Na+/H+转运蛋白的SsNHX1基因通过农杆菌介导法转入玉米自交系18-599。结果表明，SsNHX1转基因玉米植株的耐盐性可能是由于SsNHX1介导的Na+的转运及随后的细胞质离子平衡的维持。此外，SsNHX1过量表达也提高了转基因玉米植株的耐旱能力，干旱复水后转基因植株能恢复正常生长，而野生型植株则不能。通过这种基因工程方法，我们发现SsNHX1是一种可用于改善玉米和其他作物耐盐性和耐旱性的候选基因。
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| HUANG Ying, ZHANG Xiao-xia, LI Yi-hong, DING Jian-zhou, DU Han-mei, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, LIU Chan, GAO Shi-bin, CAO Mo-ju, LU Yan-li, ZHANG Su-zhi. 2018. Overexpression of the Suaeda salsa SsNHX1 gene confers enhanced salt and drought tolerance to transgenic Zea mays. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2612-2623. |
生理·生化·耕作·栽培
Maize-soybean strip intercropping: Achieved a balance between high productivity and sustainability
✺ DU Jun-bo, HAN Tian-fu, GAI Jun-yi, YONG Tai-wen, SUN Xin, WANG Xiao-chun, YANG Feng, LIU Jiang, SHU Kai, LIU Wei-guo, YANG Wen-yu在中国有限的耕地资源条件下，间套作是提高土地使用率的最重要途径之一。然而，中国传统的大豆间套作系统存在诸多缺点，如田间配置不合理、经济效益低下、劳动力投入大，已经不能满足现代农业对粮食生产和可持续发展相协调的要求。鉴于此，我们研发出了一种以玉米为搭档的新的大豆间套作种植模式，包括主要在中国北方推广的玉米-大豆间作模式和主要在中国西南推广的玉米-大豆套作模式。与中国传统玉米-大豆间套作相比，该玉米-大豆间套作模式田间配置的主要创新之处在于相邻两行玉米之间的距离缩小成为窄带，相邻窄带与窄带之间的距离扩大成为宽带，宽带中预留下空间用于种植两行或三行大豆。窄带和宽带间最外行的行间距扩大至足够大以提高光能使用效率且有利于拖拉机在大豆带中工作。重要的是，优质品种筛选和种植密度的增加增加了间套作系统中两种作物的双高产以及使土地当量比高达2.2。玉米和大豆带年际间轮作增加了下一季玉米的产量，提高了玉米对氮磷钾的吸收量，而阻止了作物的连作障碍。该模式中在不影响玉米产量的前提下获得了额外的大豆产量，平衡了作物的高产出与农业可持续发展。↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
DU Jun-bo, HAN Tian-fu, GAI Jun-yi, YONG Tai-wen, SUN Xin, WANG Xiao-chun, YANG Feng, LIU Jiang, SHU Kai, LIU Wei-guo, YANG Wen-yu. 2018. Maize-soybean strip intercropping: Achieved a balance between high productivity and sustainability. Journal of Integrative Agriculture, 17(4): 747-754. |
✺ ZHAO Mei-ai, LEI Zhen, PEI Yu-he, SHAO Xiao-yu, GUO Xin-mei, SONG Xi-yun
玉米粗缩病是由灰飞虱介导的病毒性病害，在中国导致玉米大面积减产。本文利用郑58和LN287两个感抗病玉米材料进行了比较蛋白质组学研究。利用荧光定量PCR技术，首先证明了中国山东省导致玉米粗缩病病害的病毒为RBSDV。利用TCA/丙酮法提取玉米叶片中的可溶性蛋白，使用长24厘米，pH值为4–7的线性固相pH梯度(IPG)条， 结合银染和考马斯亮染进行了玉米蛋白质组学分析。本研究为进一步阐明玉米粗缩病的抗病机理奠定了基础。
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ZHAO Mei-ai, LEI Zhen, PEI Yu-he, SHAO Xiao-yu, GUO Xin-mei, SONG Xi-yun. 2018. Comparative proteomics analysis of maize (Zea mays) leaves infected by small brown planthopper (Laodelphax striatellus). Journal of Integrative Agriculture, 17(4): 796-805. |
本研究通过2年大田定位试验，以中单9099ZD(09)、吉单209(JD209)以及内单4号(ND4)为供试品种，设置4.50万株/公顷(D1)、6.75万株/公顷(D2)、9.00万株/公顷(D3)、11.25万株/公顷(D4)以及13.50万株/公顷(D5)等5个密度处理，评价了种植密度对东北春玉米雌雄穗分化、开花-吐丝间隔以及产量形成的影响。研究结果表明，不同玉米品种对密植的响应存在差异，选择具有低ASI、高单穗小花总数以及相对稳定百粒重的玉米品种有利于实现东北春玉米的密植增产。
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ZHANG Ming, CHEN Tao, Hojatollah Latifmanesh, FENG Xiao-min, CAO Tie-hua, QIAN Chun-rong, DENG Ai-xing, SONG Zhen-wei, ZHANG Wei-jian. 2018. How plant density affects maize spike differentiation, kernel set, and grain yield formation in Northeast China? Journal of Integrative Agriculture, 17(8): 1745-1757. |
Transcriptomic responses to aluminum (Al) stress in maize
✺ XU Li-ming, LIU Chan, CUI Bao-ming, WANG Ning, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, HUANG Kai-feng, DING Jian-zhou, DU Han-mei, JIANG Wei, ZHANG Su-zhi
在酸性土壤中，铝毒害是影响农作物产量和植物生长的主要因素。现今仍未阐明植物铝毒性机制和铝毒耐受性机制的复杂遗传特性。为更好了解玉米应答铝毒胁迫的基因调控网络，使用能检测34,715个基因的Agilent基因芯片进行根部详细的基因表达时序分析。在本研究中，一些玉米差异表达基因潜在功能的多样性表明，短期的铝毒胁迫诱导了一个复杂的转录组水平基因表达变化。这些结果有助于我们进一步了解玉米铝毒耐受性早期转录水平上的调控机制。
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XU Li-ming, LIU Chan, CUI Bao-ming, WANG Ning, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, HUANG Kai-feng, DING Jian-zhou, DU Han-mei, JIANG Wei, ZHANG Su-zhi. 2018. Transcriptomic responses to aluminum (Al) stress in maize. Journal of Integrative Agriculture,17(9): 1946-1958. |
✺ ZHAI Li-chao, XIE Rui-zhi, MING Bo, LI Shao-kun, MA Da-ling
种内竞争在作物生产中是普遍存在的一个现象。由于具有较低的分蘖能力，玉米是一种对种内竞争相对比较敏感的禾谷类作物之一。本研究采用玉米品种中单2作为试验材料，设置了从1.5株/m2到18株/m2共计12个密度水平，通过密度试验评价和分析了玉米群体的种内竞争情况，并筛选出了适合评价玉米群体种内竞争能力的指标。本研究为玉米品种群体种内竞争的评价提供了一种方法，这种方法可能在今后高产玉米品种选育上具有一定的指导意义。
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ZHAI Li-chao, XIE Rui-zhi, MING Bo, LI Shao-kun, MA Da-ling. 2018. Evaluation and analysis of intraspecific competition in maize: A case study on plant density experiment. Journal of Integrative Agriculture, 17(10): 2235-2244. |
Effects of variety and chemical regulators on cold tolerance during maize germination
✺ WANG Li-jun, ZHANG Ping, WANG Ruo-nan, WANG Pu, HUANG Shou-bing
低温影响玉米的生长和发育，对苗期影响尤为严重。为了研究不同玉米品种对低温的响应及应对低温的有效方法，本研究选用两个玉米品种郑单958和丹玉39，分别在10℃和25℃条件下进行处理。采用化控调节剂KCl、GA3、DCPTA和复配剂KGD处理，研究玉米苗期药剂浸种对低温的响应。采用育种和化控调节剂措施提高玉米耐寒性，有利于增加玉米产量，在高纬度地区效果更好，该策略对确保粮食安全具有重大意义。↑ 向上滑动查看更多
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| WANG Li-jun, ZHANG Ping, WANG Ruo-nan, WANG Pu, HUANG Shou-bing. 2018. Effects of variety and chemical regulators on cold tolerance during maize germination. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2662-2669. |
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李少昆研究团队“玉米机械粒收关键技术研究及应用”荣获2019年度中国作物学会作物科技奖
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