为了揭示干旱半干旱区夏玉米品种对干旱胁迫的光合生理响应机制，以3个常用夏玉米品种（浚单20、津北288和迪卡667）为研究对象，分别对其实施不同程度的干旱胁迫处理（对照CK，轻度胁迫LD和重度胁迫HD），利用便携式光合作用系统Li-6400测定了叶片净光合速率-光合有效辐射强度响应（Pn-PAR）和净光合速率-细胞间隙二氧化碳浓度响应（A-Ci），并利用便携调制叶绿素荧光仪MINI-PAM测定了叶绿素荧光参数对光合有效辐射强度的响应。结果发现：3个玉米品种，Pn与气孔导度（Gs）随光合有效辐射强度增加的变化规律相似，干旱胁迫程度的增加，Pn-Gs响应关系左移；无论何种处理，Pn下降的同时Ci值不变或升高；重度胁迫（HD）显著降低了3个品种的初始羧化效率（CE）和光合能力（Amax）；与对照相比，干旱胁迫（包括LD和HD）降低了浚单20和迪卡667 2个品种的非光化学淬灭系数（qN）和调节性能量耗散的量子产量（Y（NPQ））2个指标的响应，增大了非调节性能量耗散的量子产量（Y（NO））的响应值；仅在重度胁迫（HD）下，津北288的光化学淬灭系数（qP）降低；与对照相比，在轻度胁迫（LD）下，津北288的最大净光合速率（Pmax）和初始量子效率（AQY）有少许提高。相对于其他2个品种，津北288在轻度干旱胁迫条件下可降低qQ，增大Y（NO）来维持高的Pmax和AQY，这些结果不仅表明津北288具有较强的干旱胁迫耐受性，且能为作物耐旱性品系的筛选提供技术参考。

为了研究花粉致死基因ZmAA1的功能,进而创制转ZmAA1基因玉米不育新材料。在GenBank中找到花粉致死基因ZmAA1及启动子Pg47,并在目的片段的上下游设计増加酶切位点,基因合成构建到克隆载体puc57上,采用传统酶切连接的方法构建了植物表达载体pCAMBIA3300-Pg47-ZmAA1-35S-bar,并利用农杆菌介导法转化优良玉米自交系郑58萌动胚。成功构建植物表达载体pCAMBIA3300-Pg47-ZmAA1-35S-bar;共获得94株除草剂抗性植株,其中47株目的片段PCR呈阳性反应,对温室中表现为花粉败育的PCR阳性植株进行目的片段及筛选标记bar基因RT-PCR与蛋白免疫学试纸条检测,结果表明,花粉致死基因ZmAA1及启动子Pg47已经整合到玉米基因组并表达。

干旱胁迫对玉米生长发育造成严重影响,从而导致玉米产量降低。紫色酸性磷酸酶是一种参与植物多种生理生化功能的磷脂酶蛋白,为进一步深入研究紫色酸性磷酸酶家族基因在玉米抗逆过程中的作用,探究了ZmPAP26b基因在干旱胁迫下响应模式,利用实时荧光定量分析模拟干旱条件下不同玉米自交系中的基因相对表达量;从玉米中克隆ZmPAP26b(GenBank:NC_050104.1),并对玉米、拟南芥、水稻、小麦、高粱和二穗短柄草中的PAP基因进行鉴定和生物信息学分析;同时构建原核过表达菌株进行功能验证。结果表明,干旱胁迫下该基因在耐旱材料中表达量下降,干旱敏感材料中表达量上升。该基因CDS全长1 431 bp,编码476个氨基酸。在6个物种中共发现228个PAP基因,系统发育分析发现,共分成4个亚家族。玉米中的19个PAP基因分布在9条染色体上并且具有相似的保守结构域,启动子顺式作用元件分析显示含有响应干旱和激素等元件。原核表达试验发现,含有重组质粒pET28a-ZmPAP26b的菌株在10%PEG-6000和15%PEG-6000模拟干旱胁迫下的生长与空载菌株都受到了抑制。综上所述,推测ZmPAP26b在干旱胁迫下呈负调控模式。

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M₀N₀(CK)相比,施肥处理(M₀N₁、M₀N₂、M₁N₀、M₁N₁、M₁N₂、M₂N₀、M₂N₁、M₂N₂)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P<0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。

为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异，发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质，明确高温胁迫引起玉米减产的机理，从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先，利用Ampha^TM Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA，利用Illumina Hiseq2000^TM高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序，序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图（VENN图）重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析，获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示，高温胁迫后和正常生长条件下，昌7-2花粉活性分别为24.37%，42.89%，郑58花粉活性分别为35.57%，64.83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因，郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示，高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上，昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明，共获得55个转录因子家族，其中，有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明，通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息，昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异，热激蛋白（Hsps）、热激转录因子（Hsfs）、生长素（IAA）基因和磷脂酰基醇-4，5-二磷酸基因家族（PIP₂）在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。

为了提高玉米全生育期氮素利用率和玉米产量，为黑龙江地区玉米高产氮肥运筹模式提供参考，以玉米品种先玉335和天农9为试材，研究了相同施氮量下不同氮肥基追比（CK：空白对照；T1：50%基肥+50%开花肥；T2：30%基肥+40%拔节肥+30%开花肥；T3：20%基肥+60%拔节肥+20%开花肥；T4：10%基肥+60%拔节肥+30%开花肥）对玉米土壤无机氮含量变化、氮素平衡、不同生育时期氮素积累、氮素利用效率和玉米产量影响。结果表明，与对照组相比，T2、T3、T4有效提高了灌浆期-成熟期土壤耕层无机氮含量；对于氮素平衡，T2、T3、T4较T1处理显著降低了氮素表观损失量，其中T4氮素表观损失量最低。与T1相比，氮肥基追比T2、T3、T4显著提高了玉米开花期-成熟期氮积累量，其中灌浆期-成熟期氮积累量以T4处理最高；与T1相比，T2、T3、T4显著提高了玉米氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力，提高幅度依次为16.66%~22.47%，17.80%~35.76%，4.93%~9.90%（先玉335）和6.55%~24.46%，8.23%~36.94%，2.02%~5.44%（天农9）。氮肥基追比T2、T3、T4的产量显著高于传统施氮处理T1，其中T3的产量最高，较T1相比分别提高9.90%（先玉335）和8.86%（天农9）。综上所述，在本试验条件下，总施氮量210 kg/hm²时，20%基肥+60%拔节肥+20%开花肥为最佳氮肥基追比。

为了比较研究控失肥和普通化肥对夏玉米养分累积与生长发育的影响，于2014-2015年在河北农业大学辛集试验站进行了大田试验。采用玉米杂交种郑单958为试材，测定了不同时期玉米形态和生理性状及其养分吸收效率。结果表明：在施入相同养分含量（N 144 kg/hm²，P₂O₅ 72 kg/hm²，K₂O 72 kg/hm²）的控失肥和普通肥料后，玉米生长发育、干物质积累和营养元素累积量均发生了显著的变化，控失肥处理玉米产量显著高于普通肥料。与普通肥料相比，控失肥可提高玉米千粒质量、干物质和产量分别为12.3%，12.8%和6.9%；控失肥处理的器官营养元素含量高于对照肥料。控失肥处理提高了玉米灌浆期叶面积指数和光合强度。同时，控失肥处理增加了基部茎秆粗度和抗穿刺强度，抗倒伏性大为提高。控失肥作为一种新型肥料将对提高玉米产量、提高施肥效益和保护资源环境起到重要作用。

探究养分专家（NE）管理对小麦玉米轮作体系氮肥利用率和土壤有机碳固存的影响，可为小麦玉米轮作体系培肥增效提供理论基础。2009年开始在华北小麦玉米轮作体系中设置不同管理模式定位试验，将NE管理与农民习惯（FP）管理进行对比，通过9 a田间试验，对不同管理模式下作物产量、氮肥利用率、土壤有机碳含量、固碳速率及固碳效率进行测定和计算，解析长期NE管理在小麦玉米轮作体系中的优越性。结果表明：与FP管理相比，长期NE管理降低了氮肥施用量，但小麦和玉米籽粒产量均无显著差异。NE管理玉米平均氮素累积回收率、农学效率、偏生产力分别较FP管理提高7.4百分点，39.7%，28.4%；小麦分别提高8.0百分点，28.9%，32.8%。9 a后NE管理与FP管理表层土壤有机碳含量均有所提高，但NE管理较FP增长较快，NE处理0~5 cm，5~10 cm，10~20 cm土壤有机质含量年增长速率分别为0.28，0.27，0.34 g/（kg·a），较FP年增长速率提高7.7%，68.8%，126.7%。NE和FP处理秸秆还田年均碳投入量分别为8.5，8.7 t/（hm²·a），固碳速率分别为1.35，0.68 t/（hm²·a），固碳效率分别为18.6%，0.4%（处理间差异显著）。养分专家管理可提高氮肥利用率，增加土壤有机碳固存，长期养分专家管理是小麦玉米轮作体系减肥增效、土壤有机碳库提升的重要措施之一，可保障该体系粮食高产稳产，助力其绿色发展。

类受体激酶基因OsSIK1具有通过激活抗氧化系统，增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因，获得具有较高抗旱水平的玉米新种质，通过超声波辅助花粉介导法，将水稻类受体激酶基因OsSIK1导入玉米自交系郑58中，并对转化株进行卡那霉素筛选及T₁、T₂、T₃的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测，获得转化植株并在T₃获得转基因纯合株系。对T₃转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明，与对照相比，在水分胁迫处理下，转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%，叶绿素含量提高了11.3%~106.9%，SOD活性上升45.8%~93.4%，而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%，MDA含量下降了25.7%~50.4%，说明转OsSIK1基因玉米植株抗旱性得到提高，其中，5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异，且生长状况明显优于对照。综上所述，研究最终获得5个转OsSIK1基因玉米株系，并证明导入水稻OsSIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。

为探究籽粒大小与播种深度对玉米出苗及幼苗生长的影响，确定西南丘陵地区夏玉米机播的适宜籽粒大小与播种深度。采用裂区试验设计，以正红505为试验材料，3个籽粒大小为主处理，3个播种深度（2，6，10 cm）为副处理，在大田干旱条件下调查了玉米的出苗率、幼苗素质、产量及产量构成。结果表明，大粒种比小粒种出苗率高，出苗后长势旺，干物质积累量增加，幼苗健壮，抗旱性增强，最终产量更高；浅播（2 cm）利于出苗，刚出苗时以6 cm播深的幼苗长势最好，之后10 cm播深的幼苗生长逐渐旺盛，至五叶期（大、中粒种）-七叶期（小粒种）时超过浅播处理，最终也表现出一定的增产效果。因此，在旱地、旱季玉米生产中，选较大粒播种，适当深播，可以有效地培育壮苗、提高植株抗旱性，达到保产增收的目的。

CorA/MRS2/MGT-型镁离子转运蛋白在维持植物镁离子平衡中具有重要作用。为探讨一个表达受缺镁胁迫诱导的玉米MRS2/MGT-型镁离子转运蛋白基因ZmMGT10在缺镁胁迫中的功能，构建了ZmMGT10的过表达载体并遗传转化拟南芥，获得了转基因拟南芥株系。同野生型拟南芥植株相比，过表达ZmMGT10增加了低镁胁迫生长下转基因植株的生物量、根长和叶绿素浓度。进一步研究表明，在低镁生长条件下，转基因植株的根和叶中积累的镁离子含量均明显高于野生型植株。此外，在低镁生长条件下，转基因植株根对镁离子的吸收能力明显强于野生型植株。结果表明，过表达ZmMGT10基因可以增强转基因拟南芥植株对低镁胁迫的抵抗。

旨在探究不同干旱胁迫程度对东北半干旱地区玉米生长性状及产量的影响，为深入研究玉米抗旱的生理机制奠定理论基础。采用抗旱棚微区试验，选用3种不同耐旱程度的玉米品种，于玉米拔节期、抽雄期及灌浆期分别设置正常供水（CK）、轻旱（LS）、中旱（MS）、重旱（SS）及持续干旱处理（S）5个水分梯度，综合性分析不同干旱胁迫程度对3个玉米品种生长性状及产量相关指标的影响。随干旱程度的不断加重，玉米株高、穗位及干物质量逐渐降低，茎粗随干旱程度的增加无明显差异，其中金庆707玉米品种株高、穗位及干物质积累量最高，嫩单19及富单16次之。玉米于抽雄期干旱胁迫时果穗性状变化最明显，且重旱下玉米产量最低，持续干旱无产量。同一干旱程度下玉米品种耐旱性越差，减产越大，玉米品种产量大小具体表现为金庆707>嫩单19>富单16。采用多个指标进行综合性分析得出，玉米抽雄期为玉米需水关键期，较易受到干旱胁迫的影响，同时指出抽雄期干旱胁迫亦或干旱胁迫程度严重是最终导致玉米产量降低的主要因素。

为了探讨Mu转座子使玉米发生甜质突变的分子机理,利用Mu-AFLP方法分离Mutator转座子插入位点的侧翼序列,并根据侧翼序列的延伸设计一对特异性引物P1、P2,验证转座子插入的真实性,同时对插入位点所在的基因进行生物信息学分析。结果显示:侧翼序列长299 bp,插入位点位于第3染色体,该转座子的插入属于真实插入;突变基因全长5746 bp,共编码592个氨基酸;所编码蛋白的理论分子量为67.5 kDa,疏水性氨基酸含量为42.06%,具有10个跨膜结构域,属于亲水性内膜蛋白。该结果为更好地利用Mutator转座子创制甜玉米新种质奠定了基础,也对揭示玉米胚乳发育与淀粉合成机制具有重要意义。

NRL(NPH3/RPT2-Like)是植物所特有的一类光响应蛋白,在向光素信号途径中发挥重要作用。利用生物信息学手段结合qRT-PCR技术,在玉米基因组水平对该家族基因进行鉴定并对其编码蛋白的性质、结构、进化、生育期组织表达和逆境表达进行分析。结果鉴定了31个ZmNRL基因,不均匀地分布于玉米9条染色体上,编码的氨基酸序列长度在464~749个,预测具有叶绿体、细胞核和细胞质等亚细胞定位。依据蛋白保守性将ZmNRL家族划分为四大类,基因结构也具有一定的保守性,多数基因含有4个外显子。基因启动子存在大量脱落酸、茉莉酸、光响应和抗氧化等顺式元件分析,其中G-box和Sp1等两类光相关元件数量较多。ZmNRL家族基因在生育期组织部位表达具有一定的时空特异性,总体表达量不高,仅有ZmNRL2、ZmNRL4、ZmNRL24和ZmNRL29相对高表达。通过生育期组织表达数据共表达及其模块GO富集分析发现,6个ZmNRL基因可通过叶绿体等生物发生及组装生物过程,参与对叶片生长发育的调控。qRT-PCR结果表明,高温处理玉米幼苗ZmNRL12上调表达显著,干旱、盐和病原物接种处理ZmNRL5、ZmNRL7和ZmNRL19基因下调表达。综上,在玉米基因组鉴定出31个ZmNRL基因,该家族基因不仅具有明显的组织表达特异性,而且可参与玉米幼苗对生物和非生物逆境应答。

bZIP转录因子广泛存在于植物中,在调节植物生长发育和非生物胁迫应答中起着重要作用。为探究bZIP转录因子在玉米干旱胁迫响应中的功能,在玉米苗期干旱胁迫处理5 d和复水3 d时,利用转录组测序技术对转录因子基因的表达变化进行分析,筛选到一个响应干旱和复水处理的bZIP转录因子(ZmbZIP26),共表达网络分析发现,ZmbZIP26处于网络调节的核心节点位置。ZmbZIP26基因含有558 bp的开放阅读框,编码185个氨基酸,属于亲水性蛋白。蛋白质进化树及保守序列分析发现,ZmbZIP26蛋白与高粱和芒草同源蛋白的同源性较高,而且在同一氨基酸位置上的保守基序相同。启动子顺式作用元件分析表明,ATG上游2 000 bp区域内含有干旱响应元件、激素响应元件和光响应元件等。qRT-PCR分析发现,ZmbZIP26是组成型表达基因,在幼茎、雌穗和根中高表达,且ZmbZIP26基因积极响应干旱、高温、高盐、氮胁迫及恢复正常的过程,可能在植物的抗逆过程中发挥着重要作用。亚细胞定位分析发现,ZmbZIP26属于核蛋白,定位在细胞核上。蛋白质互作预测发现,ZmbZIP26可能与锌指蛋白、丝氨酸蛋白、钙依赖性蛋白、谷胱甘肽转移蛋白等互作构建了一张调控网络,协同调控玉米生长发育和胁迫应答过程。

土壤酸化会降低玉米的产量和氮素积累量,但生理机制尚未明确。在大田设置中性(pH=7,CK)、弱酸(pH=6,T1)、中酸(pH=5,T2)和强酸(pH=4,T3)4种土壤酸度处理,比较各处理下玉米产量、氮素积累量、籽粒蛋白含量、叶片与茎秆中氮代谢相关酶活性、基因表达量以及硝态氮( {{\mathrm{NO}}_3}^{-})、铵态氮( {{\mathrm{NH}}_4}^{+})、可溶性蛋白、游离氨基酸含量的差异。结果表明,相比于CK,T1、T2、T3处理产量分别降低4.2%,30.7%,52.3%;穗粒数分别降低1.8%,28.1%,42.8%;籽粒蛋白质含量呈现下降趋势,其中T3处理显著降低14.5%。在大喇叭口期,随着酸度增加,叶片氮素积累量显示出下降趋势,其中T2和T3处理分别显著降低28.1%和56.2%;茎秆中氮素积累表现出先增加后降低的趋势,T1处理显著增加33.1%,T3显著降低65.4%。大喇叭口期,T3处理下叶片和茎秆中硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶活性均显著高于CK,而叶片中谷氨酰胺合成酶活性显著下降;茎秆中氨基酸表现先下降后上升的趋势。转录组分析表明,随着土壤酸度的增加,ZmGln2与ZmFd-GOGAT表达量上调,促进了光呼吸释放 {{\mathrm{NH}}_4}^{+}与 {{\mathrm{NO}}_3}^{-}还原产生 {{\mathrm{NH}}_4}^{+}的同化;ZmGln1.2~ZmGln1.4、叶片中ZmNADH-GOGAT2和茎秆中ZmNADH-GOGAT1表达量下调,降低了蛋白质分解代谢释放产生 {{\mathrm{NH}}_4}^{+}的同化。玉米通过上调或下调相关基因表达,促进氮代谢产生更多的游离氨基酸、可溶性蛋白等渗透调节物质用以抵御酸胁迫,但也因此减少了氮积累量,导致产量、籽粒蛋白质含量降低。

为了提高玉米产量、减少氮肥施用及提高氮肥利用效率,对氮高效玉米品种进行筛选和推广,研究氮肥管理对不同氮效率玉米品种氮吸收、利用和田间氮平衡的影响,探明氮肥运筹对不同氮效率玉米品种氮素吸收、利用及田间氮平衡的影响对于玉米的高效育种和栽培至关重要,因此,于2015-2016年在川中丘陵区开展了为期2 a的田间试验。结果表明:正红311(ZH311)在吐丝期和成熟期茎鞘和叶片氮分配比例均显著高于先玉508(XY508)。此外,ZH311花后籽粒氮积累量和花后氮籽粒贡献率显著高于XY508,而花前氮转运及花前氮转运贡献率显著低于XY508。氮高效品种ZH311营养器官中较高的氮分配比例使得其各阶段氮积累量均显著高于氮低效品种XY508,吐丝后氮素积累优势较吐丝前更明显。ZH311吐丝后氮的高效积累抑制了其吐丝前氮的转运,使得其吐丝前氮积累的转运率和对籽粒的贡献率均显著低于XY508,且ZH311的氮素吸收效率、氮素回收效率和氮素偏生产力均显著高于XY508。与XY508相比,ZH311根系能更有效地吸收和利用40~80 cm土层中的无机氮,减少氮沉降,显著减少表观氮损失,且2个品种氮素表观损失差异主要来自追肥后。综上所述,氮高效玉米品种ZH311较氮低效品种XY508不仅能提高单位面积产量,而且能减少氮损失,从而降低环境风险。

为了探明我国玉米主要推广品种郑单958、先玉335花粒期高温胁迫下基因表达及代谢物差异，挖掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物，利用Illumina HiSeq^TM 2500高通量测序技术分别对郑单958、先玉335高温胁迫7，14 d的穗位叶及对照叶进行高通量转录组测序，利用广泛靶向代谢组测序技术对样品进行高通量代谢物测序。转录组测序共获得214.81 Gb干净序列。郑单958高温胁迫7 d后检测到49个差异表达基因，其中24个为上调基因。继续高温胁迫14 d共检测到306个差异表达基因，其中130个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中检测到1 462个差异表达基因，其中647个为上调基因。先玉335高温胁迫7 d后共检测到381个差异表达基因，164个上调基因。继续高温胁迫14 d后共检测到299个差异表达基因，226个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中共检测到2 481个差异表达基因，其中1 275个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫7 d后对比组中检测到6 646个差异表达基因，其中3 253个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫14 d对比组中检测到5 958个差异表达基因，其中3 110个上调基因。代谢物测序共检测到654个代谢物，郑单958高温胁迫7 d后共检测出28个差异代谢物，共注释到5个代谢通路中。高温胁迫14 d后共检测出54个差异代谢物，共注释到13个代谢通路中，其中9个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫7 d后检测出98个差异代谢物，共注释到24个代谢通路中，其中43个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫14 d后共检测出38个差异代谢物，共注释到13个代谢通路中，其中14个上调表达。郑单958高温胁迫7 d与先玉335高温胁迫7 d对比组共检测出144个差异代谢物，共注释到36个代谢通路中，其中81个差异代谢物呈上调表达。郑单958高温胁迫14 d与先玉335高温胁迫14 d对比组共检测出158个差异代谢物，共注释到40个代谢通路中，其中81个差异代谢物呈上调表达。

麦根腐平脐蠕孢是玉米根腐病的重要病原菌之一,旨为建立一种基于环介导等温扩增技术(LAMP)的麦根腐平脐蠕孢快速检测方法。首先,根据麦根腐平脐蠕孢参与黑色素生物合成途径的Brn1基因部分序列设计了一套LAMP检测引物;然后,针对该引物组筛选了其最佳反应温度,检测了LAMP反应的特异性和灵敏度,并以人工接种麦根腐平脐蠕孢的玉米根腐病病株为样本评价了LAMP检测方法的效果。结果表明,本研究设计的引物组在61~68 ℃条件下均能实现对靶标基因的扩增,其中以66 ℃为最佳反应温度;在特异性检测中,引物组能从10种分离自玉米根腐病样本的主要病原真菌DNA中特异性地检测出麦根腐平脐蠕孢;在灵敏度检测中,对携带靶基因Brn1的质粒DNA最低检测限是10 copies/μL,在此检测限浓度下,25 min左右即可实现扩增;在对玉米根腐病样本检测中,在1 pg/μL的玉米根组织DNA中即可检测出麦根腐平脐蠕孢。建立的麦根腐平脐蠕孢LAMP检测方法具有较强的特异性和较高的灵敏度。

为了阐明雄穗长的遗传基础并定位相关的数量性状位点，利用289份常用玉米自交系为试验材料，在自然条件下测量并分析玉米的株高、穗位高、雄穗柄长与雄穗长的相关性，并利用全基因组关联分析对雄穗长进行初步定位。结果表明，玉米雄穗长与3个农艺性状呈显著相关或极显著相关，其中与雄穗柄长关联最密切，相关系数最高达到0.717。同时共定位出13个与玉米雄穗长相关的标记位点，分别位于Bin1.05、Bin7.02、Bin8.03、Bin10.05处。采用全基因组关联分析的方法发掘雄穗长基因位点及候选基因，对揭示雄穗的遗传机理，加速玉米育种进程具有重要的意义。

为探明夏玉米适宜种植方式的光合生理机制,采用裂区试验设计研究了种植密度(9.3万,8.1万,6.9万,5.7万株/hm²)、空间布局(等行距1穴1株,等行距1穴3株和宽窄行1穴3株)以及它们的交互作用对夏玉米郑单958开花后不同生育时期(开花期、抽丝期、灌浆前期、灌浆后期和完熟期)净光合速率及其相关性状的影响。结果表明:宽窄行1穴3株能显著降低夏玉米开花期和完熟期穗位叶净光合速率,而8.1万株/hm²密度下的净光合速率不受空间布局的影响;等行距1穴1株空间布局下,种植密度不会显著影响穗位叶净光合速率。种植密度、空间布局以及它们交互作用对类胡萝卜素含量影响显著。等行距1穴3株空间布局下,9.3万株/hm²种植密度显著降低前3个观测时期类胡萝卜素含量,而6.9万株/hm²在宽窄行1穴3株以及5.7万株/hm²在等行距1穴1株空间布局下显著降低完熟期类胡萝卜素含量。种植密度、空间布局及其交互作用均对PSⅡ最大光化学效率无显著影响。综上可知,8.1万株/hm²种植密度不受空间布局的显著影响,而等行距1穴1株空间布局不受种植密度的显著影响,均能保证夏玉米郑单958植株的净光合作用及其相关指标维持在较高水平。结果也为从光合物质基础和光合水分生理基础方面(色素含量、荧光特性、净光合速率和蒸腾速率)解释种植方式-光合产物源-产量库之间的关系提供了理论数据。

以莱阳潮土区长期定位秸秆还田小麦-玉米轮作为研究对象，探讨秸秆还田条件下施用氮肥以及单施有机肥对小麦、玉米产量以及籽粒品质的影响。采用氨基酸组成分析法、半微量凯氏定氮法以及残余法，对不同秸秆还田施肥处理下籽粒品质做出分析，得出2季秸秆还田施氮肥（WCN）处理小麦、玉米籽粒粗脂肪含量较1季秸秆还田施氮肥（WN）处理显著提高5.72%和9.49%。秸秆所占比例越大越有利于提高籽粒粗脂肪含量。WCN处理小麦、玉米籽粒蛋白质含量较2季秸秆还田（WC）处理显著提高32.53%，72.44%，表明氮肥所占比例越大越有利于提高蛋白质含量。单施有机肥与2季秸秆还田施氮肥能显著提高小麦、玉米产量。不同秸秆还田处理对小麦籽粒赖氨酸、胱氨酸、丙氨酸影响较小，对玉米籽粒胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸影响也较小，除天门冬氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、胱氨酸、丙氨酸外，长期不同秸秆还田处理对其他氨基酸的影响趋势与氨基酸总量的变化规律类似。综上所述，在秸秆还田的基础上配施氮肥能够得到较高的产量，提高籽粒品质。

为研究小麦季玉米秸秆还田与施氮对麦-玉米轮作中夏玉米生长及养分吸收的影响，试验于2015-2019年在四川省仁寿县进行，供试夏玉米品种为正红6号。试验采用裂区设计，主因素为小麦季玉米秸秆还田和不还田，副因素为小麦季3种施氮量（0，120，180 kg/hm²），小麦收获后直接在各小区种植夏玉米，施氮量均为225 kg/hm²。结果表明，多年秸秆还田土壤有机质含量提高34.1%，全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加6.64%，7.34%，16.2%，14.3%（2 a均值）。秸秆还田处理下后茬玉米生物量提高34.7%（2018年），38.8%（2019年），增产65.7%（2018年），30.7%（2019年）；小麦季120，180 kg/hm²施氮处理下后茬玉米生物量分别提高29.9%，36.7%，产量增加41.5%，59.4%（2 a均值）。玉米秸秆还田后，后茬玉米地上部氮、磷、钾养分的吸收分别增加47.2%，58.8%，45.0%（2 a均值）；随施氮量增加，后茬玉米植株氮、磷、钾的吸收量均表现为增加的趋势。综上，西南丘陵区冬小麦-夏玉米轮作种植模式，玉米秸秆长期还田可培肥地力，提高后茬玉米的产量和养分吸收，是西南丘陵区绿色、资源高效利用的生产方式。

为了探讨外源ABA对玉米苗期耐寒性的影响，选取了耐寒能力强的青农105和冷敏感的农华101为试验材料，对其进行低温和外施ABA处理后，测定2个玉米品种的MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量、保护酶活性和激素含量，并通过荧光定量PCR对低温胁迫相关基因的表达量进行了比较。结果表明，外源ABA处理降低了低温胁迫下2个玉米品种的MDA含量和相对电导率，提高了可溶性糖含量。抗寒品种青农105的MDA含量和电导率下降幅度大，而可溶性糖含量上升幅度大，外源ABA对抗寒性强的青农105作用更明显。对植物体内保护酶活性和激素含量分析发现，外源ABA可以提高低温胁迫下2个品种的SOD、POD、CAT、APX活性，增强清除活性氧的能力，减少活性氧物质的积累，抗寒品种青农105的SOD、POD、CAT、APX活性增幅较大，外源ABA对抗寒品种青农105作用更明显。外源ABA处理明显提高了低温胁迫下2个玉米品种的内源ABA的含量，降低了GA₃、ZR、IAA含量，低温及ABA处理对抗寒品种青农105作用更明显。分子水平的证据表明，外源ABA处理增强了低温条件下一些与逆境胁迫相关基因的表达。对青农105和农华101的抗寒基因分析表明，低温胁迫诱导2个品种的Apx1、Fad8、Lip15、Cat3基因及抗寒品种青农105的Dreb1和Asr1基因的表达，抑制冷敏感品种农华101的Dreb1和Asr1基因的表达，结果发现，外施ABA对耐寒性强的玉米品种作用明显。为我国北方地区春玉米的生产提供了一些抵御冷害的策略。

为了探讨化肥减量配施有机肥对西南地区青贮玉米产量、品质以及土样养分的影响,于2019,2020年以青贮玉米渝青386为研究对象,连续2 a分析了化肥减量配施有机肥对青贮玉米农艺、产量品质以及土壤养分含量和肥料利用率的影响。结果表明,不同施肥处理对青贮玉米产量影响达显著水平,有机肥和缓控肥混施处理产量最高,达55 084.75 kg/hm²,干物质产量达24 192.11 kg/hm²。缓控肥常量和缓控肥减量20%青贮玉米产量差异不显著,表明采用缓控肥可实现化学肥料减施20%。缓控肥常量处理下玉米植株氮、磷、钾积累量均为最大,分别为234.83,173.75,35.72 kg/hm²。缓控肥与有机肥混施处理下青贮玉米氮肥偏生产力最大为166.46 kg/kg,缓控肥减量20%处理下氮素吸收效率最高为0.80 kg/kg,说明有机肥和无机肥混施可以提高青贮玉米生产力。缓控肥与有机肥混施处理下青贮玉米粗脂肪含量最高,有机肥的施用可以提高青贮玉米粗脂肪含量,同时也增加了酸性洗涤纤维的含量。青贮玉米产量与脲酶、过氧化氢酶、有效磷含量呈极显著正相关,相关系数分别为0.845,0.798,0.784。研究表明,在西南地区化肥减量配施有机肥能够显著提高青贮玉米产量和品质,减少化肥成本,增加农民收益,同时还有利于农田生态环境的保护和土壤肥力的可持续利用。

为了探讨山西北部地区推广种植的春玉米品种整株干物质与氮、磷养分积累分配特点，制定适宜该地高产栽培管理措施。2014-2015年在大田条件下以垦沃2号（KW2）、KWS9384（KWS9384）和晋单32号（JD32）为试验材料，研究了春玉米干物质与氮、磷养分积累分配特点。结果表明，KW2在生育期内每株干物质、氮、磷积累量分别为432.95，4.90，5.21 g，均明显高于KWS9384和JD32。其中，较KWS9384分别高15.11%，11.36%和10.15%，较JD32分别高17.55%，27.94%和28.96%；KW2的籽粒产量、整株干物质及氮、磷养分积累量在整个生育期内均明显高于KWS9384和JD32，收获指数三者间无显著差异；KW2籽粒及根系中氮、磷的干物质分配比例高于KWS9384和JD32，因而，其具有更高的矿质元素吸收效率和偏生产力。综合分析认为，在参试的3个春玉米品种中，KW2最适合在密植条件（6.75万株/hm²）下高水肥种植和推广。

为了提高优质小麦的育种效率，在早代明确高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的组成，增加育种的针对性，以1个小麦杂交组合的296个DH株系群体为试材，采用半粒SDS-PAGE法检测麦谷蛋白，且用A-PAGE检测了醇溶蛋白。结果表明：母本衡09-6324的HMW-GS构成为null、7+9、2+12，是有Sec-1特征带的1BL/1RS易位系品种，父本师栾02-1亚基组成1、7+9、5+10，是非1BL/1RS易位系品种。296个DH株系共鉴定出6种不同的HMW-GS类型，均为父母本表达亚基类型的再分配，无变异类型。与面包加工品质呈正相关的5+10亚基出现频率为35.13%。DH株系材料中1BL/1RS易位系类型的占54.05%，1、5+10优质亚基同时出现，且没有Sec-1表达的占15.20%，这些株系可作为新的面包小麦种质资源使用。采用半粒SDS-PAGE和A-PAGE法对育种早代的优异单株进行有效鉴定和选择，可以提高优质小麦育种效率。