导读:本文包含了玉米株型论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:玉米大豆间种,行比,株型,产量
玉米株型论文文献综述
汤复跃,陈文杰,韦清源,郭小红,梁江[1]（2019）在《不同行比配置和玉米株型对玉米大豆间种产量及效益影响》一文中研究指出为了给"春玉米‖春大豆/夏大豆"持续高产的生产目标提供理论和技术依据,采用不同玉米株型和不同玉米、大豆行比配置双因素随机区组设计,以大豆单作(SS)和玉米单作(MM)为对照,通过土地当量比(LER)、间作当量(IE)、群体产量等不同量化指标对不同行比配置和玉米株型对玉米大豆间种产量及效益进行评定。结果表明:"玉米‖大豆"不同行比及玉米株型配置处理,均表现为玉米竞争力强于大豆,群体玉米和大豆产量都显着低于单作,群体总产量显着高于单作。群体总LER、产量间作当量和产值间作当量(IE)值分别为1.32～1.43、1.90～2.18和1.27～1.36,即单作需增加32%～43%土地面积才能达到与间作同等的籽粒产量,同时单位面积产量、产值分别较单作提高了1.90～2.18倍和1.27～1.36倍;行比配置相同时,A2较A1,玉米和大豆株高均增加,大豆主茎节数变长,单株荚数、单株粒数、百粒重和单产降低。玉米株型相同时,大豆底荚高度、主茎节数和分枝数表现为B3>B2>B1,产量表现为B1>B2>B3,即春大豆与半紧凑型玉米采用宽窄行种植更有利于大豆的生长发育。A1B1处理群体总产量、总LER、IE值最大,能够解决广西"春玉米‖春大豆/夏大豆"套种时小型机械作业问题,且效益最好,可在广西推广应用。(本文来源于《大豆科学》期刊2019年05期）
李南[2]（2019）在《基于花粉生殖细胞MNU诱变系列玉米株型突变体的开发及其性状表征》一文中研究指出玉米(Zea mays L.)是主要的粮食作物,在农业、饲料和能源等诸多领域中被广泛利用。随着生命科学向后基因组学研究时代的转向,玉米科学已开始跨入旨在揭示功能基因组的表达及其性状调控机制的功能基因组研究,玉米品种培育也在趋向多样化育种目标的达成。玉米基因组研究表明玉米约含有3.2万个基因,长期以来玉米突变体的开发利用促进了部分基因的鉴定和功能解析,但大多数玉米基因的生物学功能仍然未知。导致该状况的一个主要原因在于玉米诱变效率低下所致的基因突变材料的不足。近年来,本实验室确立了对玉米成熟花粉生殖细胞的N-甲基-N-亚硝基脲(N-methyl-N-nitrosourea,MNU)诱变技术。与已报道的玉米Ethylmethylsulfone(EMS)诱变相比,本实验室确立的诱变技术具有显着提高的广谱基因突变诱发效率。该技术的应用可为玉米功能基因组与育种研究所需的各种基因突变材料的规模化开发提供高效的技术支撑。玉米株型性状的表达承载着玉米形态建成与生物学产量形成的基本功能。在玉米遗传与基因组数据库(https://www.maizegdb.org)中已被登记的调控玉米植株性状表达的功能基因的数目约为400个。为了向调控玉米株型性状表达的未知基因的鉴定与玉米新品种培育提供多样的基因突变材料,本研究通过野生型玉米自交系(A378)花粉生殖细胞MNU处理所得M_2-M_3植株群体性状的筛查,创制出致死苗型、秆型、叶型、穗型等突变系33个,最终获得并表征了16个纯合基因型株型突变体(命名为ZMPM系列)。与A378相比,各纯合基因型突变体显示了多样的植株外观和组织细胞性状的变化。ZMPM1是分蘖突变体,呈现双枝分蘖、节间数减少、矮化、茎秆变粗、叶变宽、节间厚壁细胞密集、果穗减小、生育期延长的属性。ZMPM2、ZMPM3、ZMPM4、ZMPM5、ZMPM6、ZMPM7、ZMPM8均为显着矮化的单秆突变体,呈现节间数目减少且长度缩短、穗高降低的秆形与穗形特征、节间细胞扁缩的组织特征;其中,ZMPM 2兼具果穗增大、百粒重增加的穗形与籽粒性状特征,而其它矮化突变体均具有较小的果穗但未明显影响百粒重指标。ZMPM9、ZMPM10、ZMPM11为细秆突变体,呈现维管束变小、数目增加的茎秆组织特征以及较小的果穗特征。ZMPM12、ZMPM13、ZMPM14、ZMPM15、ZMPM16为小叶夹角突变体,具有叶片开张度显着减小的叶形特征与叶肉薄壁细胞层数增多、叶脉大维管束增大的组织特征以及生育期延长的属性。其它17个突变系在M_2-M_3群体中主要表现为返野生型、苗期致死、雄穗异常或非单基因型突变;其中,苗期致死与雄穗异常突变系只能以杂合基因型存在,非单基因型突变系的性状有必要通过下一代的表型分离得以纯合。在本研究获得的系列突变体中,细秆突变体是未见报道的新型突变材料,分蘖、矮化和小叶夹角突变体具有植株或组织细胞的新特征。所得系列株型突变体可用于遗传分析、蛋白组学表征、转录组与cDNA鉴定、基因克隆与编码蛋白解析、新品种培育等玉米遗传育种学研究。它们的应用有望促进关于玉米植株性状表达的未知功能基因鉴定与遗传机制阐明以及抗倒伏、耐密植、适机性的高产玉米品种的培育。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
李威亚[3]（2018）在《玉米株型关键基因ZmCSLD1分子机制解析及叶夹角qLA2-1精细定位》一文中研究指出玉米是世界上主要农作物之一。随着世界人口的增加,玉米需求持续增长。株型是影响玉米产量的主要因素,主要包括株高、穗位高、叶长、叶宽、叶夹角、雄穗主要性状及茎粗等。因此,通过正向遗传学克隆株型构成因子的相关基因,并通过分子生物学方法阐明目标基因调控性状的分子机制,将有助于玉米株型的遗传改良。本研究在前期控制器官大小基因ZmCSLD1(纤维素合成酶相似蛋白)克隆和玉米叶夹角QTL定位的基础之上,通过遗传学、分子生物学等方法对ZmCSLD1调控玉米器官大小的分子机制进一步解析,并对位于2号染色体上控制叶夹角的主效QTL——qLA2-1进行精细定位,主要研究结果如下:1.本课题组前期克隆了玉米叶宽主效QTL-qLW10的候选基因为ZmCSLD1,该基因编码纤维素合成酶相似蛋白。为进一步验证该基因是否为qLW10的功能基因,本研究利用该基因的Mu转座子插入突变体Zmcsld1W22与叁种不同等位变异材料进行等位性测验。与预期一致,相比于野生型,突变体的叶片变窄,证明了ZmCSLD 调控叶宽的变异。2.不同物种ZmCSLD1同源基因的蛋白序列分析表明ZmCSSLD1在进化上相对保守。玉米原生质体瞬时表达表明ZmCSLD1蛋白定位在反式高尔基上。突变体Zmcsld1W22和野生型成熟叶片细胞壁组分分析表明ZmCSLD1在细胞壁多聚糖的合成中起到重要的作用。3.遗传效应分析表明ZmCSLD1具有一因多效的效应,能够影响多个玉米组织器官的大小,且突变后具有一致的抑制器官生长的效应。除此之外,遗传效应分析发现不同等位基因具有不同的效应,这可能是突变位点发生基因的不同位置及基因内互补造成的。酵母双杂实验证明ZmCSLD1蛋白前端1到331氨基酸肽段能够互作,表明ZmCSLD1蛋白以多个亚基互作形成复合体的形式行使功能。4.细胞学观察发现ZmCSLD1突变后导致叶长和叶宽方向细胞数目的急剧下降,而细胞大小显着增加。表达谱分析发现ZmCSLD1在器官细胞快速分裂期表达旺盛,而成熟期基本不表达,且与细胞分裂基因CycB14具有一致的表达模式。这些结果表明ZmCSLD1与细胞分裂相关,可能参与细胞分裂期细胞板的形成。5.对突变体Zmcsld1W22和野生型ZmCSLD1W22 3个发育时期(9B,8B和8M)的叶片进行转录组分析,共检测到827个差异表达基因,其中9B,8B和8M时期分别检测到379,298和396个差异表达基因。功能注释发现共有8个差异表达基因参与细胞壁合成代谢途径。同时,ZmCSLD1突变之后,9B和8B两个时期的叶片单糖、晶体纤维素含量减少,表明ZmCSLD1与细胞壁各组分的合成紧密相关。6.叶片横切片光学显微、透射电镜及叶片表皮扫描电镜观察,发现Zmcsld1W22和Zmcsld1Mo17材料表面具有明显的瘤状颗粒,且该瘤状颗粒为表皮细胞不正常扩展引起。免疫荧光实验发现瘤凸起细胞的细胞壁木葡聚糖含量降低而甘露聚糖含量升高。此外,8M时期9个细胞扩展相关基因在Zmcsld1W22材料中上调表达,可能促进了细胞壁的扩展。因此,ZmCSLD1突变后引起细胞扩展相关基因的响应,进而引起细胞壁多糖组分的改变。7.本课题组前期以玉米大刍草渗入系BC2F5群体为材料,在2号染色体上检测到控制叶夹角的主效QTL——qLA2-1,该QTL能够解释9.16%的表型变异,增加叶夹角的等位基因来自大刍草。在此基础之上,利用包含qLA2-1的家系XM034和XM024对qLA2-1进行效应验证,发现该QTL的大刍草等位基因分别能够增加叶夹角21.36°和 12.16°。分别利用 XM034 材料的 3000 株 BC1F2、4500 株 BC2F2 及 2000 株 BC3F2群体及XM024材料1200株BC1F2材料将qLA2-1定位区间缩小至39kb的范围内,该区间位于ZmLG1上游的基因间区。8.对508份玉米自交系的精细定位区间进行重测序,共检测到424个多态性位点。在0.001水平下,共鉴定到5个位点与叶夹角显着关联,其中2个为SNP变异,3个为小于10bp的插入缺失变异。这些位点当中有4个位点处于完全LD状态。9.对叶夹角近等基因系的叶耳面积、叶耳细胞大小及数目进行统计,发现含有大刍草等位基因的材料叶耳面积显着高于玉米等位基因,这种叶耳面积的差异主要由细胞数目的差异引起。进一步对细胞分裂旺盛时期的叶耳进行ZmLG1表达量分析,发现来自大刍草等位基因能够提高ZmLG1的表达水平,进而增大叶夹角。综上,ZmCSLD1蛋白亚细胞定位在反式高尔基体上,在组织的发育早期表达,突变后影响细胞壁多糖的合成,降低细胞分裂,促进细胞伸展,进而抑制植株各器官的生长。通过精细定位将叶夹角主效QTL——qLA2-1区间缩减到ZmLG1上游的39kb,且证明来自大刍草的等位变异能够上调ZmLG1的表达,促进叶耳细胞数目增多,最终导致叶夹角的增大。(本文来源于《中国农业大学》期刊2018-11-01）
王鑫,张佳佳[4]（2018）在《玉米株型相关性状的研究进展》一文中研究指出玉米叶片数量及叶夹角的大小影响玉米截光能力和光合利用率。在分析玉米叶片在不同光照条件下生长状况的基础上,从玉米叶片数与花期之间的相关性、玉米叶片数对玉米产量的影响、叶夹角研究进展等方面总结玉米株型相关性状的研究进展。(本文来源于《河南农业》期刊2018年24期）
刘敬贤[5]（2018）在《玉米株型相关性状的连锁和关联分析》一文中研究指出目前玉米生产亟待解决的问题是培育玉米植株自身抗倒能力强、适合于机械化收获的品种。株型相关性状直接影响玉米的耐密、抗倒性能。因此,开展玉米株型相关性状的遗传研究,具有重要现实意义。本研究以玉米自交系X178和NX531为遗传背景构建的重组自交系((recombinant inbred lines,RIL)和具有丰富遗传基础的微核心种质为试验材料,利用高密度的SNP标记分别对保定和辛集两个试验点的株型相关性状进行连锁和全基因组关联分析,主要研究结果如下:1、两个试验点连锁分析定位到93个株高、穗位高、叶夹角等17个株型相关性状QTL,这些QTL不均匀的分布在玉米的十条染色体上。单个QTL的表型贡献率为0.60%~28.72%,遗传图距为0.83~64.30cM;其中,有45个QTL的表型贡献率大于10%,有10个QTL的遗传图距小于5cM。3号染色体上的qEHX3和qEHB3定位区间存在重迭,两个QTLs峰值物理位置相距2.99Mb;1号染色体上的qLNAEB1-2和qLNAEX1定位区间存在部分重迭,其峰值物理位置相距3.14Mb。两个试验点发现10个区间含有控制不同性状的QTL,并且同一区间QTL的最高峰共位点。2、利用最适Q模型,在P<1.2×10~(-5)水平下,保定、辛集两个试验点株型相关性状全基因组关联分析检测到49个显着关联的SNP标记,这些位点分布在玉米十条染色体上,可解释1.36%~70.10%的表型变异,其中有38个位点的表型贡献率大于10%。利用最优线性无偏预测值(best linear unbiased prediction,BLUP)进行关联分析,检测到24个显着关联的SNP标记,分布在1、2、3、4、5、6、8、10号染色体上。用保定、辛集表型观察值以及BLUP预测值进行关联分析,均发现标记chr3_194055187与叶宽显着关联。对检测到的63个位点进行基因挖掘,发现61个候选基因,其中33个基因有功能注释。3、通过连锁分析和关联分析定位结果的整合,发现有6个共同的位点。对这些QTL位点进行候选基因分析,发现标记chr1_203170877对应的基因GRMZM2G129513编码苹果酸脱氢酶;chr10_6532856对应的基因GRMZM2G180596编码类HVA22蛋白;chr10_147449300对应的基因GRMZM2G038384编码reticulon。综上,利用高密度的bin-map连锁图谱的定位分析及SNP标记的关联分析共同解析株型性状遗传位点的结果可靠性强、检测到QTL置信区间小,能有效的挖掘目标性状的候选基因。(本文来源于《河北农业大学》期刊2018-06-02）
赵小强[6]（2018）在《玉米株型相关耐旱遗传机理研究》一文中研究指出玉米(Zea mays L.)作为粮、饲、能等多元用途的重要作物之一,其生产安全对保障农业可持续发展具有重要作用。干旱是农业生产中最为常见的非生物逆境胁迫因子之一。玉米对干旱胁迫比较敏感,干旱缺水不仅影响玉米的生长发育、干扰生理生化代谢,而且严重影响玉米产量,一般可使玉米减产9.3%~35.1%。玉米的耐旱性是一个极其复杂的数量遗传性状,与耐旱性相关的一些重要性状受多个微效基因的控制。因此,深入阐明玉米耐旱相关性状的分子遗传机理,挖掘相关功能基因/QTLs(quantitative trait loci)并进行耐旱育种对提高旱区玉米高产生产具有重要意义。研究已表明玉米株型结构与密植性、抗倒伏性及耐旱性等紧密相关,理想株型育种是提高玉米种植密度、抗倒伏性和耐旱性的重要育种手段,是实现玉米产量进一步突破的基础。因此,本研究以株型及耐旱性差异较大的3份自交系廊黄、昌7-2、TS141为试材,构建了2套F_2(POP1-1和POP1-2)和2套F_(2:3)(POP1-2和POP2-2)群体,在9个不同水分环境处理下分析了株型及产量相关性状与耐旱性间的关系;检测了4套群体株型及产量相关性状的QTLs位点,分析了QTL与环境互作(QTL×E)和上位性互作效应,挖掘了株型及产量相关耐旱QTLs/stable QTLs(sQTLs);采用生物信息学,构建了玉米株型及产量相关性状QTLs“一致性”图谱,检测了相关meta-QTLs(mQTLs),并在此mQTLs区间预测了候选功能基因;采用QTL精细定位及亲本间个体重测序技术,在1套BC_3F_2群体中对一个调控株型相关性状的主效sQTL位点进行了精细定位,在相应的sQTL区间确定了调控株型相关性状的目的基因。主要研究结果如下:1.利用2套F_2和2套F_(2:3)群体表型相关和聚类分析表明,各株型相关性状间、各株型与产量相关性状间都彼此相关。说明各株型及产量相关性状间彼此高度关联、相互作用,协同建成玉米株型结构并作用于玉米各产量性状,最终达到玉米高产。2.4个干旱胁迫和4个正常供水环境处理下对3个亲本、2个F_1杂交种及2套F_(2:3)群体4个世代株型及产量相关性状分析表明,干旱胁迫下,其株高(PH)、穗位高(EH)、穗位比(EHPH)、叶长(LL)、叶宽(LW)、叶夹角(LA)、叶面积(LS)和雄穗分枝数(TBN)明显降低,而叶向值(LOV)和散粉-吐丝时间间隔(ASI)明显升高,且干旱胁迫下耐旱紧凑型自交系廊黄、昌7-2的这些性状的变化幅度远小于旱敏感平展型自交系TS141。说明玉米可以通过调节株型结构来降低植株对太阳辐射的吸收、蒸腾散失及叶片温度,进而提高植株的耐旱性。另外,干旱胁迫下,4个世代的雌穗个数(EN)、单穗重(EW)、穗轴重(CW)、穗粒重(GW)、百粒重(KW)、出籽率(KR)和穗长(EL)显着降低。说明玉米的这些产量相关性状也是重要的耐旱性相关性状。3.从玉米基因组数据库(MaizeGDB)网站上选取了均匀分布于玉米10个连锁群的872对SSRs标记,在亲本廊黄与TS141间筛选出了213对多态性SSRs标记,用其在POP1-1中构建了1套长1542.5cM的图谱,图谱标记间平均间距7.8cM;在亲本昌7-2与TS141间筛选出了217对多态性SSRs标记,用其在POP2-1中构建了1套长1648.8cM的图谱,图谱标记间平均间距8.0cM。4.采用CIM法,单环境下2套F_2群体间在PH、EH、EHPH、LL、LW、LA、LOV、LS、ASI、TBN、EN、EW、CW、GW、KW、KR和EL等17个株型及产量相关性状间检测到了136个QTLs位点,单个QTL可解释表型变异的4.10%~15.73%;8个不同水分环境处理下2套F_(2:3)群体间在这17个性状间检测到了197个QTLs位点,单个QTL可解释表型变异的3.37%~26.95%,其中干旱胁迫环境处理下检测到了130个QTLs位点。进一步分析,2套F_2群体间检测到了25个sQTLs位点,2套F_(2:3)群体间在多个干旱胁迫环境处理下检测到了53个sQTLs位点。5.采用MCIM法,2套F_(2:3)群体联合多环境下检测到了148个联合QTLs位点,其中60个参与了QTL×E,检测到了43对加性与加性(AA)、加性与显性(AD)和显性与显性(DD)上位性互作QTLs。说明这17个株型及产量相关性状QTLs除受主效效应调控外,还受QTL×E及上位性互作效应等的调控。6.采用生物信息学,将整理的661个调控LA、LOV、LL、LW、LS和叶形系数(LSV)的QTLs位点构建了1套长7244.9cM的“一致性”图谱,meta分析检测到了22个相关mQTLs,并在此区间预测到了24个参与玉米株型相关性状发育的候选基因;将整理的228个调控TBN和EN的QTLs位点构建了1套长7246.9cM的“一致性”图谱,meta分析检测到了20个相关mQTLs,并在此区间预测到了34个参与玉米花序发育及调控抗逆性的候选基因;将整理的794个调控PH、EH、EHPH、ASI、EW、CW、GW、KW、KR、EL和产量(GY)的QTLs位点构建了1套长7244.9cM的“一致性”图谱,meta分析检测到了36个相关mQTLs,并在此区间预测到了40个参与玉米植株发育、产量形成及调控抗逆性的候选基因。7.构建了1套含有258个单株的BC_3F_2群体,开发了45对新SSRs标记对1个同时调控叶夹角和叶向值的主效sQTL(umc2177-umc1378)进行了精细定位,最终该sQTL定位到了标记LA16与LA19之间,精细定位进一步缩短了该sQTL的距离。采用Illumina HiSeq 2500测序技术,在亲本廊黄与TS141间检测到差异SNPs、Indels位点分别为4968525和1678012、745274和250309,并在该主效sQTL区间检测到了258个基因,对其进行GO、COG、KEGG、SwissProt和Nr注释,最终挖掘出该主效sQTL区间内存在一个同时调控玉米叶夹角和叶向值的目的基因为Zm00001d018659_T006。这些研究结果可为玉米株型相关耐旱遗传机理剖析、为株型相关耐旱QTL/基因克隆奠定基础、为株型耐旱分子标记辅助选择(MAS)育种提供技术支撑。(本文来源于《甘肃农业大学》期刊2018-06-01）
刘坤[7]（2018）在《玉米株型和穗部相关性状的QTL分析》一文中研究指出高产是玉米育种的首要目标,产量是多种因素的最终体现,亩穗数、穗行数、行粒数和百粒重是玉米单位面积产量的主要构成因素。玉米株型相关性状与亩穗数密切相关,穗长决定了行粒数并最终影响产量。因此,对株型相关性状及穗长相关性状进行遗传解析,鉴定其主效QTL(基因),能够为培育抗倒伏、耐密、高产玉米新品种提供理论依据。本研究以包含284份玉米自交系的关联群体为材料,对株型相关性状进行遗传分析,获得了17个影响株型相关性状的QTL;同时以包含150份材料的许178背景、综3单片段代换系群体为材料,对穗长性状进行了QTL分析,鉴定了一个控制穗长的主效QTL(qEL3)。具体结果如下:1.株型相关性状的全基因组关联分析(GWAS)(1)比较不同地点6个性状的变异系数、范围、方差等发现:郑州、浚县2个环境下,6个株型相关性状(株高、穗位高、穗位高与株高比值、总叶片数、穗上叶片数、穗上叶片数与总叶片数比值)均呈现出典型的数量性状正态分布状态,并且大多数性状之间存在高度正相关或负相关;方差分析表明这6个性状的基因型、环境、及基因型×环境的互作均达到显着水平。(2)Q、K、Q+K叁种模型的GWAS结果表明:K模型能够较好的评价株型相关性状。2个环境下共检测到与株高、穗位高、穗位高与株高比值、总叶片数和穗上叶片数性状显着关联的56个SNPs(P≤3.99×10-6),位于玉米第1、3、5、6、7、8、9、10号染色体的17个QTL区间内,单个QTL能够解释7.97-10.56%的表型变异。4个QTL在2个环境中均被检测到,以每个QTL内最显着关联SNP所在基因或邻近基因作为QTL的候选基因,4个QTL候选基因分别是GRMZM5G897342、GRMZM2G542272、GRMZM2G440125和GRMZM2G074689。候选基因GRMZM5G897342编码一个硫氧还蛋白,在植物叶绿体中参与并调节光合作用;候选基因GRMZM2G440125编码一个具有RING finger结构域的锌指蛋白,RING finger蛋白主要通过泛素化途径参与到植物细胞的生理生化过程;候选基因GRMZM2G074689编码一个具有EF-hand结构域的钙调素蛋白(CaM),CaM是最典型的Ca2+传感蛋白,结合下游CaM结合蛋白而参与细胞生理活动;GRMZM2G542272编码一种功能未知蛋白。2、穗长的QTL分析:前期,实验室以许178为背景的综3单片段代换系群体为材料,通过多年多点试验获得了1个同时影响穗长和产量的主效QTL。为进一步克隆穗长主效QTL,本研究以单片段代换系SSSL3.09与许178构建的BC1分离群体为材料,通过跨迭群作图法将穗长目的基因(qEL3)定位于第3号染色体标记chr3.09-14和chr3.09-176之间的4.5Mb的物理距离内,为目的基因的精细定位和克隆奠定了基础。(本文来源于《河南农业大学》期刊2018-06-01）
温维亮,郭新宇,赵春江,肖伯祥,王勇健[8]（2018）在《基于叁维数字化的玉米株型参数提取方法研究》一文中研究指出【目的】玉米株型参数获取是玉米精确化育种和栽培研究的重要环节,研究解决玉米株型参数获取中存在的测量标准不一致、测量精度低、数据难以可视化、算法提取参数精度低等问题具有重要意义。【方法】本文利用叁维数字化仪获取玉米植株骨架结构,提出玉米茎、叶、雄穗和雌穗器官叁维数字化获取标准规程。通过将植株叁维数字化数据旋转至与Z轴正方向平行并平移至坐标系原点进行数据标准化,进一步根据叁维数字化数据位置关系,结合各株型参数的定义实现了株高、叶片着生高度、叶片最高点高度、叶长、叶宽、叶展、叶倾角及叶方位角等主要株型参数的提取,同时提出一种新的玉米植株方位平面计算方法,通过构建植株方位平面与各叶方位角角度差绝对值之和作为目标优化函数,进一步对该L1优化问题进行迭代求解得到植株方位平面,当叶数量是偶数时,方法可以给出精确的方位平面区间,在此基础上,引入dev值作为评价植株叶相对植株方位平面偏离度的指标。【结果】利用6个品种吐丝期玉米植株叁维数字化数据和人工测量参数数据进行株型参数提取方法验证。结果表明,方法提取的叶长、叶倾角、方位角误差较小,RMSE分别为3.44 cm、3.41°和8.23°,叶长和叶倾角的MAPE分别为4.06%和4.72%,叶宽因叶片在叶脉垂直平面上的曲线形态不一致导致误差相对较大,RMSE和MAPE分别为0.80 cm和7.21%。与传统负方向能量均值法相比,所提出新的玉米植株方位平面计算方法给出了玉米植株方位平面更确切的定量化描述,对于玉米株型的定量评价具有一定价值。【结论】基于叁维数字化的玉米株型参数提取方法为玉米株型参数的提取与分析提供了一种精确、便捷、可视的技术手段,对于玉米株型表型组学、玉米功能结构模型及玉米株型优化研究具有重要作用。(本文来源于《中国农业科学》期刊2018年06期）
刘坤,张雪海,孙高阳,闫鹏帅,郭海平[9]（2018）在《玉米株型相关性状的全基因组关联分析》一文中研究指出【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标记,进行全基因组关联分析,以期为玉米新品种的选育提供理论依据。【结果】2个环境下,6个性状均表现为正态分布;大多数性状之间均存在高度正相关或负相关;方差分析表明这6个株型相关性状的基因型与环境以及基因型×环境的互作均达到显着水平。在选择最优关联分析模型时,发现Q模型假阳性较高,Q+K模型对假阳性的控制过于严格,而K模型的表现最好;在2个环境下,全基因组关联分析(K模型)共检测到56个显着SNP-性状关联(P≤3.99E-6),这些SNPs共涉及5个性状的17个位点,每个位点解释的表型变异从7.97%—10.56%不等。同时发现有4个位点能够在2个环境中同时被检测到,表明这4个位点受环境影响较小,在不同环境下可以稳定存在。通过对显着关联的SNP上下游各50 kb范围内候选基因进行搜索,共发现80个候选基因,其中42个具有功能注释。例如,与株高和穗位高显着相关的基因GRMZM2G161293编码一个具有乙酰葡糖转移酶活性的蛋白,该酶催化UDP-N-乙酰氨基葡萄糖生成糖过程中的N-乙酰葡糖氨基残基的转移,可能通过影响玉米籽粒可溶性糖含量进而影响产量,推测其为最可能的候选基因。【结论】K模型对假阳性的控制效果最好,基于K模型的GWAS结果,一共检测到17个株型性状相关的位点。(本文来源于《中国农业科学》期刊2018年05期）
温维亮[10]（2017）在《玉米株型冠层叁维数字化与结构解析技术研究》一文中研究指出作物群体是履行光合作用和物质生产职能的组织体系,其形态结构对光截获能力、冠层光合效率以及作物产量均具有重要影响,作物群体形态特征一直是人类认识、分析和评价作物的最基本方式。然而,作物群体形态结构复杂,空间分布规律性差、各器官表面结构变异性强,群体间存在大量器官的遮挡、交叉与相互作用,其形态结构不是简单单株复制的物理过程。传统农业对于作物群体形态结构的研究以经验型人工测量实验为主,其难以精确刻画作物群体因品种、种植密度和人工管理措施因素带来的形态结构差异。因此,综合运用计算机图形学、统计学、农学的技术和方法,以数字化、可视化的方式对作物群体形态结构进行快速、准确的解析研究具有重要的现实意义。玉米是我国最重要的粮食作物之一,增产潜力巨大;同时玉米植株高大,群体形态结构相对简单,易于描述和研究。针对玉米株型冠层叁维数字化和结构解析研究中存在的问题,借助叁维信息获取手段,重点开展玉米表型参数提取、玉米器官叁维资源库构建、玉米群体叁维建模、玉米器官网格简化和作物冠层冠隙分数计算方法研究,并应用这些方法对玉米株型和冠层结构进行评价。论文主要工作和创新点如下:1.基于叁维数据的玉米表型参数提取。针对玉米株型参数手工测量标准不一致、误差大,基于图像和叁维点云提取的株型参数无法满足玉米叁维建模精度的问题。利用叁维数字化仪获取玉米植株叁维骨架结构数据,整合农学中对株型参数的定义,提取玉米主要株型参数,包括株高、叶倾角、方位角、叶长等。通过求解距离植株各叶片方位角角度差之和最小的平面角得到精确的玉米植株方位平面,并提出描述方位角偏离程度的dev值作为评价植株紧凑性指标。基于叁维数字化提取的玉米株型参数可精确反映玉米品种和因栽培处理等因素产生的形态差异,并可用于玉米形态结构的叁维模型构建。通过计算玉米果穗叁维点云的法向信息,对点云进行收缩变换和欧式聚类,实现了玉米果穗点云的籽粒级分割,为基于叁维数据的果穗考种提供了技术支持。2.玉米器官叁维模板资源库构建。针对玉米植株及群体叁维建模缺乏高精度器官叁维模板支持的问题,提出基于实测数据的玉米器官叁维模板资源库构建方法。对玉米植株进行结构单元划分,从叁维数据获取方式角度制定玉米主要器官叁维数据获取规范以保证资源库的准入规则。按该规范开展玉米主要器官叁维数据获取,并基于实测数据,结合基于点云的叁维重建和植物参数化几何建模方法构建各器官几何模型,最后,以所构建的玉米器官几何模型为内容,按可视化属性和农学属性两类关键字构建玉米器官叁维模板资源库。3.提出基于t分布的玉米群体叁维模型构建方法。为利用少量实测数据构建能够反映玉米群体因品种、环境条件、管理栽培措施等因素产生形态结构差异的几何模型,通过实测数据构建植株尺度和器官尺度株型参数的t分布函数,在其约束下生成群体内各植株株型参数,通过构造株型参数相似性度量函数从玉米器官叁维模板库中调用对应器官几何模板,并结合人工交互或图像提取的各植株生长位置与植株方位平面角两组群体结构信息生成玉米群体几何模型。提出了基于二次误差测度边折迭和基于Laplacian光顺算子的玉米器官网格简化与优化方法,为进一步的玉米群体可视化计算分析提供了高质量的网格模型。4.提出基于多分辨率细分半球的作物冠层冠隙分数计算方法。针对作物冠层冠隙分数计算中因半球划分面积不均匀导致计算误差大的问题,利用(?)细分和Butterfly细分方法构造多分辨率细分半球,面元最大最小面积比最大为1.215,且面元多接近于正叁角形、具有极高的相似性,结合Turtle模型原理实现了玉米冠层冠隙分数的计算,方法利用各分辨率细分半球间的树形结构关系实现了面元遮挡的逐级快速检测。最后分别从几何角度和散射光分布计算角度对方法进行了验证。作物冠层冠隙分数计算方法为作物群体结构分析、散射光分布计算和光截获总量模拟提供了关键技术支持。5.基于作物冠层光分布的玉米株型评价。整合玉米群体叁维模型构建方法、作物群体冠隙分数计算方法,结合作物冠层直射光分布和散射光分布计算方法,提出了作物冠层瞬时光分布和光截获总量计算方法。在此基础上对多个玉米品种的株型和光截获能力进行精准化、数字化评价。该研究致力于玉米株型冠层形态结构数字化解析框架的构建,为玉米品种生产力评价、玉米高产机理解析、玉米品种耐密性鉴定等研究提供数字化、可视化的技术手段。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-10-01）
玉米株型论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
玉米(Zea mays L.)是主要的粮食作物,在农业、饲料和能源等诸多领域中被广泛利用。随着生命科学向后基因组学研究时代的转向,玉米科学已开始跨入旨在揭示功能基因组的表达及其性状调控机制的功能基因组研究,玉米品种培育也在趋向多样化育种目标的达成。玉米基因组研究表明玉米约含有3.2万个基因,长期以来玉米突变体的开发利用促进了部分基因的鉴定和功能解析,但大多数玉米基因的生物学功能仍然未知。导致该状况的一个主要原因在于玉米诱变效率低下所致的基因突变材料的不足。近年来,本实验室确立了对玉米成熟花粉生殖细胞的N-甲基-N-亚硝基脲(N-methyl-N-nitrosourea,MNU)诱变技术。与已报道的玉米Ethylmethylsulfone(EMS)诱变相比,本实验室确立的诱变技术具有显着提高的广谱基因突变诱发效率。该技术的应用可为玉米功能基因组与育种研究所需的各种基因突变材料的规模化开发提供高效的技术支撑。玉米株型性状的表达承载着玉米形态建成与生物学产量形成的基本功能。在玉米遗传与基因组数据库(https://www.maizegdb.org)中已被登记的调控玉米植株性状表达的功能基因的数目约为400个。为了向调控玉米株型性状表达的未知基因的鉴定与玉米新品种培育提供多样的基因突变材料,本研究通过野生型玉米自交系(A378)花粉生殖细胞MNU处理所得M_2-M_3植株群体性状的筛查,创制出致死苗型、秆型、叶型、穗型等突变系33个,最终获得并表征了16个纯合基因型株型突变体(命名为ZMPM系列)。与A378相比,各纯合基因型突变体显示了多样的植株外观和组织细胞性状的变化。ZMPM1是分蘖突变体,呈现双枝分蘖、节间数减少、矮化、茎秆变粗、叶变宽、节间厚壁细胞密集、果穗减小、生育期延长的属性。ZMPM2、ZMPM3、ZMPM4、ZMPM5、ZMPM6、ZMPM7、ZMPM8均为显着矮化的单秆突变体,呈现节间数目减少且长度缩短、穗高降低的秆形与穗形特征、节间细胞扁缩的组织特征;其中,ZMPM 2兼具果穗增大、百粒重增加的穗形与籽粒性状特征,而其它矮化突变体均具有较小的果穗但未明显影响百粒重指标。ZMPM9、ZMPM10、ZMPM11为细秆突变体,呈现维管束变小、数目增加的茎秆组织特征以及较小的果穗特征。ZMPM12、ZMPM13、ZMPM14、ZMPM15、ZMPM16为小叶夹角突变体,具有叶片开张度显着减小的叶形特征与叶肉薄壁细胞层数增多、叶脉大维管束增大的组织特征以及生育期延长的属性。其它17个突变系在M_2-M_3群体中主要表现为返野生型、苗期致死、雄穗异常或非单基因型突变;其中,苗期致死与雄穗异常突变系只能以杂合基因型存在,非单基因型突变系的性状有必要通过下一代的表型分离得以纯合。在本研究获得的系列突变体中,细秆突变体是未见报道的新型突变材料,分蘖、矮化和小叶夹角突变体具有植株或组织细胞的新特征。所得系列株型突变体可用于遗传分析、蛋白组学表征、转录组与cDNA鉴定、基因克隆与编码蛋白解析、新品种培育等玉米遗传育种学研究。它们的应用有望促进关于玉米植株性状表达的未知功能基因鉴定与遗传机制阐明以及抗倒伏、耐密植、适机性的高产玉米品种的培育。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
玉米株型论文参考文献
[1].汤复跃,陈文杰,韦清源,郭小红,梁江.不同行比配置和玉米株型对玉米大豆间种产量及效益影响[J].大豆科学.2019
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[3].李威亚.玉米株型关键基因ZmCSLD1分子机制解析及叶夹角qLA2-1精细定位[D].中国农业大学.2018
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[7].刘坤.玉米株型和穗部相关性状的QTL分析[D].河南农业大学.2018
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[9].刘坤,张雪海,孙高阳,闫鹏帅,郭海平.玉米株型相关性状的全基因组关联分析[J].中国农业科学.2018
[10].温维亮.玉米株型冠层叁维数字化与结构解析技术研究[D].北京工业大学.2017