外源ABA对干旱胁迫下不同品种灌浆期小麦psbA基因表达的影响

脱落酸(abscisic acid, ABA)是一种重要的植物激素,与作物的抗干旱胁迫密切相关。本试验以灌浆期的豫麦949和陕麦5号小麦品种为试材,PEG干旱处理72 h后,比较了脱落酸对小麦相对水分含量、叶绿素、丙二醛含量以及产量的影响,并采用反转录半定量PCR方法测定PSII中psbA基因转录水平的变化。结果表明,干旱胁迫明显降低小麦叶片中相对水分和叶绿素含量,增加丙二醛含量,抑制psbA基因的转录,降低小麦的产量,而外源脱落酸能明显缓解这些胁迫反应。与豫麦949相比,陕麦5号中质膜损伤较小,相对水分和叶绿素含量、产量以及psbA基因转录水平的下降也较小,外源脱落酸处理后,各参数也能够恢复到对照水平,说明不同小麦品种的抗干旱胁迫能力与psbA基因的表达水平密切相关。本试验的研究结果也首次发现了外源ABA能够调控干旱胁迫下灌浆期小麦psbA基因的表达,稳定PSII系统中重要基因的转录水平,从而提高灌浆期小麦的抗干旱胁迫能力。     

三个不同品质类型冬小麦品种籽粒淀粉积累动态及其有关酶的活性变化

在池栽条件下，研究了3个不同品质类型冬小麦品种藁麦8901（强筋）、豫麦49（中筋）和洛麦1号（弱筋）籽粒灌浆过程中淀粉及其组分积累动态和与之有关的酶活性变化。结果表明，3个品种籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成均与直链淀粉的合成同时进行，灌浆中后期支链淀粉的合成比直链淀粉的合成快。豫麦49籽粒中直链、支链和总淀粉积累速率均高于其它两品种。3个品种籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合的淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）活性变化均呈单峰曲线。豫麦49在灌浆期上述各酶活性变化的峰值均高于其他两品种，且大部分酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见，与藁麦8901和洛麦1号相比，豫麦49具有较强的淀粉合成能力。     

施氮量对花后高温胁迫下冬小麦籽粒淀粉合成的影响

为探明氮肥对花后高温胁迫下小麦籽粒淀粉合成的响应机制,明确氮肥缓解高温胁迫危害的生理机理及适宜运筹措施,本研究于2018—2019年和2019—2020年在山东济南、济阳试验基地进行,以不同耐热性小麦品种济麦44(耐热型)和新麦26(敏感型)为材料,设2个温度水平(对照:CK;花后10～16d高温:H)和3个施氮量(N1:180kg hm^-2; N2:240kg hm^-2; N3:300 kg hm^-2),研究了施氮量对花后高温胁迫后粒重、灌浆特性、蔗糖与淀粉合成及其相关酶活性影响。结果表明,花后高温显著缩短2个品种各施氮处理的灌浆天数,显著降低了籽粒最大灌浆速率、支链淀粉含量、总淀粉含量及支/直比值。花后高温胁迫下,与180kghm^-2和300 kghm^-2处理相比,240kghm^-2处理2个品种旗叶中蔗糖含量最高;同时籽粒中直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量和粒重最高;籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(S...     

不同穗型冬小麦籽粒灌浆期源库强度及其与淀粉积累的关系

灌浆期两个不同穗型冬小麦品种：大穗型品种豫麦66和多穗型品种豫麦49旗叶光合速率、蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性变化均呈单峰曲线,但豫麦66的峰值出现偏晚,而且灌浆中后期下降缓慢,显示出源端较强的同化物持续供应能力。籽粒中蔗糖含量和蔗糖合成酶（SS）活性呈单峰曲线,豫麦66的峰值出现偏晚,且高值持续期长     

不同基因型小麦品种灌浆期籽粒库活性的差异

在池栽条件下,研究了灌浆期2个不同基因型冬小麦品种——大穗型品种豫麦66号和多穗型品种豫麦49号籽粒库活性的差异。试验采用KI-I2法测定淀粉含量,参照Douglas等和Tsai等的方法测定SS和AGPP活性,采用Chhaya等的方法测定IAAO活性。结果表明,2个品种籽粒中蔗糖合成酶(SS)活性呈单峰曲线,但豫麦66号的峰值出现偏晚,且高值持续期长;籽粒中吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性变化呈双峰曲线,其峰值分别出现在花后15d和30d;腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)活性呈单峰曲线,均在花后20d达到峰值;豫麦66号淀粉积累高峰出现较晚,但在灌浆中后期淀粉积累量和积累速率均明显高于豫麦49号,显示灌浆后期豫麦66号仍具有较强的库活性。     

不同类型水稻品种胚乳SBEIIb基因表达特性及启动子序列比较分析

为了研究胚乳直链淀粉含量有显著差异的水稻品种胚乳SBEIIb基因表达特性及其启动子,本研究根据日本晴的基因组序列,采用PCR技术克隆了6个品种的SBEIIb启动子序列。结果表明,供试品种的直链淀粉含量在不同的灌浆时期都存在着显著差异;在灌浆过程中胚乳SBEIIb基因的m RNA表达量呈单峰曲线变化,灌浆前期m RNA表达量平稳升高,中期出现峰值,后期快速降低,而且高直链淀粉含量的品种,其胚乳SBEIIb基因m RNA的表达量高,低直链淀粉含量的品种,其胚乳淀SBEIIb基因m RNA的表达量低;不同类型水稻品种SBEIIb基因启动子序列的同源性高达99%以上,SBEIIb基因启动子序列的保守性很强;品种间有性杂交子代SBEIIb基因的启动子序列可发生碱基的变化,但没有导致启动子核心元件发生变化;胚乳SBEIIb基因m RNA表达量的变化受SBEIIb基因启动子的调控影响很少。本研究结果为进一步研究淀粉分支酶基因的表达机制提供理论基础。     

不同类型冬小麦灌浆期淀粉合成相关酶活性研究

在池栽条件下,研究了3个不同类型冬小麦品种藁麦8901(强筋品种)、豫麦49号(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)灌浆期籽粒中淀粉合成相关酶活性的差异。结果表明,不同类型冬小麦籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉粒结合的淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号在灌浆期上述几个酶活性变化的峰值均高于其他2个品种,且大部分被研究的酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见,与藁麦8901和洛麦1号相比,豫麦49号具有较强的淀粉合成能力。     

认清形势 调整对策 加快我省优质专用小麦推广进程

1我省优质专用小麦品种利用现状 “九五”期间,我省在小麦育种上做了重要调整,把品种品质和产量列为同等重要位置,提出“优质、高产、高效”的目标。对一些品质特别优良的品种,只要产量与对照持平或接近,就优先考虑审定。几年来,河南省农作物品种审定委员会先后审定了豫麦34号、豫麦47号等13个优质麦品种,其中豫麦34号、豫麦47号、豫麦50号在全国举办的农业博览会上获得过大奖,     

水稻籽粒氮代谢几个关键酶对花后高温胁迫的响应及其与贮藏蛋白积累关系

以早籼水稻嘉935和嘉353为材料,利用人工气候箱设高温(32℃)和适温(22℃)处理,探讨了高温对水稻籽粒氮代谢关键酶活性的影响及其与籽粒粗蛋白含量和各种氨基酸组成间的关系,并结合荧光定量PCR对水稻籽粒谷氨酰胺合成酶(GS) 2个同工型基因的表达及其温度响应进行了检测分析。结果表明,花后高温处理对谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)的影响基本一致,均表现灌浆前期升高、后期下降的趋势,但花后高温处理下水稻籽粒中粗蛋白总量和各类氨基酸含量的增加,并不一定是其籽粒氮素物质的转运能力和蛋白质合成能力的增强所致;谷氨酰胺合成酶(GS)在高温处理下的生理活性普遍高于其相应时期的低温处理,其中,GS2是GS基因在水稻胚乳中高表达的一种同工型,在水稻灌浆后期的表达量甚至超过GS1,高温胁迫处理会通过改变GS1和GS2基因在籽粒中的转录水平,从而对水稻籽粒灌浆中后期的GS活性产生调控。     

高温胁迫对耐受性不同的家蚕品种幼虫抗氧化酶活与基因表达的影响

探讨高温环境对家蚕血淋巴中抗氧化酶活性及其基因表达的影响,为家蚕对高温环境胁迫的应答生理与分子适应机制的揭示提供参考。本实验以高温耐受性家蚕品种932G与敏感性品种HY为研究对象,采用实时荧光定量PCR等方法测定高温胁迫下5龄幼虫血淋巴中的抗氧化酶活性及酶基因表达水平的变化。实验结果表明,受35℃高温胁迫后,耐受性品种与敏感性品种血淋巴中SOD、CAT和GST的相对酶活力变化趋势相似,均为胁迫前期变化幅度较小,中后期显著升高,胁迫后期显著降低,整体变化趋势为先升高后降低。酶基因相对表达水平与酶活变化趋势基本一致,在胁迫中后期出现不同程度的升高,胁迫后期有所降低,但品种间变化幅度有差异,BmSOD与绝大多数BmGSTs基因的相对表达量以耐受性品种的升高幅度较大,而BmCAT则以敏感性品种的升高幅度较大。由此可见,抗氧化酶SOD、CAT和GST在蚕体血淋巴组织中的高温响应趋势较为一致,仅在品种间存在变化幅度的差异。     

花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量，研究花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明，两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成，两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成，说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累，但对后期积累不利，使快速积累期缩短，渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水，且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。     

Effects of Post-Anthesis Drought and Waterlogging on Accumulation of High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Glutenin Macropolymers Content in Wheat Grain

Drought and flooding during grain filling have become major constraints to wheat quality and yield. The impacts of water deficits and waterlogging during the grain filling on contents of high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS) and of glutenin macropolymers (GMP) in grains of the winter wheat cultivar Yumai 34 with high grain protein content (GPC) and Yangmai 9 with low GPC were studied. At maturity, GPC was higher under drought and lower under waterlogging compared to the control, while contents of GMP and HMW-GS were reduced by the two water-stress treatments. The contents of both HMW-GS and GMP were higher in Yumai 34 than in Yangmai 9. A drought event after anthesis increased the accumulation of HMW-GS during the early grain filling stage. By contrast, waterlogging reduced the accumulation of HMW-GS during the whole grain filling phase. At maturity, the HMW-GS and GMP to protein ratios were also depressed under the two water-stress events, while the HMW-GS to GMP ratio was very close between the three treatments in Yumai 34 and much higher under the control than the drought and waterlogging treaments in Yangmai 9. It is concluded that the variation in GMP content with various water-stress treatments is attributed to the changing in accumulation of HMW-GS in the grain.     

氮素营养水平对2种穗型冬小麦品种籽粒灌浆及淀粉特性的影响

在大田高产栽培条件下,研究了不同施氮水平对大穗型品种兰考矮早八和多穗型品种豫麦49-198籽粒灌浆及淀粉特性的影响。结果表明:2种穗型冬小麦品种灌浆期间籽粒干物质积累及灌浆速率均随灌浆进程推进呈增加的趋势。氮素营养水平对2种穗型冬小麦品种的籽粒灌浆及淀粉特性影响效应不同,大穗型品种兰考矮早八以N3处理(270 kg/hm2)的干物质积累量及灌浆速率最大,而多穗型品种豫麦49-198则随施氮量的增加而有下降的趋势,但各处理间差异不显著。随施氮量的增加,大穗型品种兰考矮早八淀粉粘度参数均呈增加的趋势,且以N3处理的值最大,并且各处理之间的差异均达显著水平;多穗型品种豫麦49-198的糊化参数也随施氮量的增加呈增加的趋势,峰值粘度和低谷粘度均以N2处理(180 kg/hm2)的值较高,但各处理间差异不明显。     

不同穗型冬小麦品种子粒灌浆与同化物供应关系的研究

大穗型品种豫麦66号与多穗型品种豫麦49号相比，在灌浆中后期旗叶光合速率具有明显优势，在花后0～30d子粒WSC含量较高，显示出子粒灌浆较强的同化物供应能力。豫麦66号旗叶WSC在灌浆中后期含量较低，淀粉含量在整个灌浆期均较低，表明大穗型品种同化物外运能力可能较强，流系统生理活性比较活跃。两品种淀粉积累速率的变化均呈单峰曲线，豫麦66号的峰值出现较晚但持续时间较长，最大积累速率高，子粒灌浆速率亦呈现同样的趋势，两者呈显著正相关。说明豫麦66号在子粒灌浆后期仍可保持较强的库活性和具有较大库容特性。     

花后短暂高温对小麦籽粒蛋白质含量的影响及其生理机制

采用人工气候室控温, 研究花后短暂高温对弱筋小麦扬麦9号和中筋小麦扬麦12籽粒蛋白质含量的影响及其生理机制。结果表明,开花至花后33 d,35℃以上高温处理使籽粒蛋白质含量显著高于对照, 温度越高上升越显著;花后33 d以后遇高温胁迫对蛋白质含量影响相对较轻。籽粒灌浆前期,花后6~8 d 35℃以上高温胁迫对蛋白质含量的影响最大,花后1~3 d处理影响次之;在灌浆中后期,花后19~21 d高温胁迫对蛋白质含量影响较大,花后36~38 d处理的影响较小,且灌浆前期籽粒蛋白质含量受高温胁迫的影响较灌浆中后期大。剑叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性以25℃处理较高,随温度的升高而降低, 与籽粒蛋白质含量呈极显著负相关。高温胁迫导致粒重下降,籽粒蛋白质含量相对上升。花后短暂高温胁迫导致弱、中筋小麦籽粒蛋白质品质变劣。     

Application of natural plant extracts improves the tolerance against combined terminal heat and drought stresses in bread wheat

Drought and heat are among the main abiotic stresses causing severe damage to the cereal productivity when occur at reproductive stages. In this study, ten wheat cultivars were screened for combined heat and drought tolerance imposed at booting, heading, anthesis and post‐anthesis stages, and role of the foliage applied plant extracts was evaluated in improving the performance of differentially responding wheat cultivars under terminal heat and drought stresses. During both years, wheat crop was raised under ambient temperature and 70% water holding capacity (WHC) till leaf boot stage. The plant extracts (3% each) of sorghum, brassica, sunflower and moringa were foliage applied at booting, anthesis and post‐anthesis stage; and after one week of application of these plant extracts, combined heat and drought was imposed at each respective stage. Heat and drought stresses were imposed at each respective stage by placing pots in glass canopies with temperature of 4 ± 2°C above than the ambient temperature in combination with drought stress (35% WHC) until maturity. Combination of drought and heat stresses significantly reduced the performance of tested wheat cultivars; however, stress at the booting and heading stages was more damaging than the anthesis and post‐anthesis stages. Cultivars Mairaj‐2008 and Chakwal‐50 remained green with extended duration for grain filling, resulting in the maintenance of number of grains per spike and 100‐grain weight under stress conditions and thus had better grain yield and water‐use efficiency. However, in cultivars Fsd‐2008, and Shafaq‐2006, the combined imposition of drought and heat accelerated the grain filling rate with decrease in grain filling duration, grain weight and grain yield. Foliar application of all the plant extracts improved the wheat performance under terminal heat and drought stress; however, brassica extract was the most effective. This improvement in grain yield, water‐use efficiency and transpiration efficiency due to foliage applied plant extracts, under terminal heat and drought stress, was owing to better stay‐green character and accumulation of more soluble phenolics, which imparted stress tolerance as indicated by relatively stable grain weight and grain number. In crux, growing of stay‐green wheat cultivars with better grain filling and foliage application of plant extracts may help improving the performance of bread wheat under combined heat and drought stresses.     

播种方式对不同类型小麦品种产量性状的影响

在不同种植方式下,对豫麦１８号、豫麦２１号、豫麦４９号、９３中６等４个不同类型小麦品种的产量构成因素进行了研究。结果表明,等行距与宽窄行之间产量无明显差异,低播量、高播量下差异均达极显著水平。叶面积系数从开花到乳熟都呈下降趋势,只有９３中６呈上升趋势,豫麦２１号、豫麦４９号、豫麦１８号间无差异。豫麦１８号灌浆速度最快,豫麦２１号最慢,豫麦４９号和９３中６相比,前者前期灌浆快,后者一期灌浆快,９３中６硝酸还原酶活性最高。豫麦１８号次之,豫麦２１号第３,豫麦４９号最低。     

不同筋型小麦籽粒的物质积累特性及其播期调节效应

选用半冬性小麦强筋品种济麦20、中筋品种豫麦49和弱筋品种郑麦004,研究了籽粒灌浆期间不同筋型小麦的物质积累特点及其播期的调节效应。结果表明,在籽粒形成和成熟期间,弱筋小麦品种郑麦004籽粒灌浆速率分别较强筋品种济麦20和中筋品种豫麦49降低14.1%和24.4%,因而千粒重也分别比2品种平均减少4.87和9.85 g,但籽粒中淀粉的含量增高,表现为郑麦004(82.4%)>豫麦49(80.2%)>济麦20(78.7%),淀粉中直/支比也呈现出同样的趋势。随着播期的推迟,促进了籽粒形成期(花后0~14 d)的灌浆速率,开花21 d后灌浆速率又明显下降;济麦20和豫麦49的千粒重以适播较高;但播期推迟对3种筋型小麦总淀粉含量和直支比均有提高作用,以晚播处理最为显著(p<0.01)。     

磷对小麦旗叶氮代谢有关酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

选用中筋品种鲁麦22和强筋品种济南17在大田条件下研究了不同磷素水平（P₀,不施磷;P₁,每公顷施P₂O₅ 105 kg;P₂,每公顷施P₂O₅ 210 kg）对小麦旗叶氮代谢有关酶活性、籽粒蛋白质积累和蛋白质组分含量的影响。结果表明,磷提高了灌浆前期和中期小麦旗叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性,以及灌浆中期旗叶内肽酶（EP）的活性,其中对济南17的促进作用大于鲁麦22,而同一品种的P₁和P₂之间无显著差异;施磷亦提高了开花后14 d之前旗叶可溶性蛋白质含量和7 d之前游离氨基酸含量,与P₀相比,P₁有利于旗叶灌浆前期游离氨基酸的积累以及灌浆期间向籽粒的再分配,而过高的磷素水平（P₂）对于灌浆后期旗叶游离氨基酸向籽粒再分配的影响较小;磷对籽粒蛋白质合成积累的促进作用在灌浆前期较大,后期较小,表现为前期施磷处理籽粒蛋白质含量显著高于P₀,随着灌浆进程,差异逐渐缩小,最终2个品种P₁处理成熟籽粒中蛋白质含量最高;不同磷素水平对2个小麦品种蛋白质组分的影响不一,对于2个小麦品种籽粒中清蛋白和球蛋白含量之和P₁与P₀无显著差异,而P₁水平下籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量显著在鲁麦22中提高,在济南17中提高幅度较小,说明P₁水平对改善小麦的营养品质意义不大,但能够改善其加工品质;P₂水平下,济南17的加工品质有变劣的趋势。磷对小麦籽粒蛋白质各组分含量影响的复杂性要求在生产中,应针对不同品质类型小麦品种制定不同的优化栽培措施。