基于模型和GIS的小麦空间生产力预测研究

 【目的】准确预测区域小麦生产力,可以为农业生产的定量评价、环境变化影响的评估等提供关键技术支持。【方法】基于课题组研制的小麦生长模拟模型,探讨生长模型在区域化应用过程中升尺度连接的方法,进一步将模型与GIS相耦合,建立小麦区域生产力预测模拟模型;并以江苏省2000年小麦产量的区域模拟为例,借助GIS技术完成了气象、土壤特性、管理措施等模型基本输入数据的空间栅格化预处理,通过将研究区域划分为许多均质栅格,解决了研究区域内环境条件的空间变异,实现了小麦生产力的区域模拟;并将江苏省内的栅格 模拟产量空间变异图和平均模拟结果同实际产量变异和统计产量进行了比较。【结果】模型模拟的产量空间分布 图可以较好的反映江苏省区域内实际小麦产量的变化规律,通过归并得到的江苏省县市平均产量与统计产量的均方根差为496.48 kg?hm-2。【结论】表明基于模型和GIS对不同生态条件下的小麦生产力进行模拟,具有较好的可行性。     

安徽省热量资源空间分布模型及插值方法研究

【目的】对安徽省热量资源进行栅格化处理,解决无测站地区的热量资源估算问题,为区域农业气候资源评估提供依据。【方法】利用安徽省1971~2000年气象站地面资料,在地理信息系统技术(GIS)支持下,采用多元回归结合空间插值方法,建立安徽省热量资源要素空间分布模型,并比较反距离权重法(IDW)、克里格和样条函数3种空间插值方法的精度。【结果】基于GIS平台,建立了安徽省250 m×250 m分辨率的温度和积温栅格化数字地图。对空间插值方法的交叉验证结果表明,3种空间插值方法的平均绝对误差、平均误差平方的平方根排序均为IDW<克里格法<样条函数法,IDW法效果最优。【结论】应用GIS空间内插技术,构建高分辨率的栅格化热量资源要素集,可有效提高农业气候资源分析和利用的精细化程度。     

小麦冠温的多态性及其与品质变异的关联

 【目的】在对小麦冠层温度长期观测的基础上，开展了小麦冠温多态性研究，以揭示其和小麦籽粒品质变化的关联。【方法】将具有不同冠温状态的小麦材料置于不同环境条件尤其气象条件的影响之下，以引起小麦籽粒品质的变异。【结果】小麦按其冠温状态可分为3种类型：冷型小麦，其冠温年年表现为冷型态；暖型小麦，其冠温年年表现为暖型态；中间型小麦，其冠温主要表现为包括冷型态，暖型态在内的6种状态。在不同环境影响下，冷型小麦的品质变异最小，最为稳定；暖型小麦次之；中间型小麦变异最大，最不稳定。其实质在于小麦植株体内所进行的有关生理生化过程的稳定性因小麦温度型而异。【结论】鉴于冷型小麦具有品质变异小的特性，因而，降低小麦株温、培育出冷型小麦可能是解决小麦品质广幅生态适应性的有效途径。     

不同类型小麦品种品质性状的生态变异

在江苏省6个小麦生态区，选用大面积推广的7个不同品质类型的专用小麦品种，研究了小麦籽粒品质性状的生态变异特点。结果表明：除籽粒淀粉含量不受环境主效应的影响外，其余各品质性状均受基因型和环境主效应以及二者互作效应的显著影响；籽粒蛋白质含量和面粉降落值受基因型和环境主效应的影响相近，而其余品质指标的基因型主效应明显大于环境效应。表明在江苏省优质小麦生产中，品质的遗传改良和深入的品质生态区划非常重要。不同品种在各生态点品质性状的表现趋势不同，可能导致品质区划结果不同，在品质生态区划研究中需引起重视。     

基于GIS和GS+的耕地土壤阳离子交换量的序贯高斯模拟

【目的】研究山东省禹城市盐渍土改良区耕地土壤阳离子交换量(CEC)的空间变异特征,可以为盐渍土改良及其土壤肥力管理提供理论依据。【方法】在GIS技术支持下,利用地统计学中的Ordinary Kriging(OK法)插值和序贯高斯模拟方法(SGSV模拟和SGSA模拟)探讨了禹城市耕地土壤CEC的空间变异特征,并将SGSV、SGSA、OK法与实测数据从统计参数、空间结构特征、空间分布趋势等方面进行了对比分析。【结果】(1)SGSV具有与实测数据相同的空间自相关结构,对预测点的模拟值具有不确定性;(2)OK、SGSA改变了土壤CEC数据的空间结构,具有“平滑”效应,SGSA在消除平滑影响方面优于OK插值;(3)研究区域土壤CEC含量高的地区主要分布在研究区域中偏北部和东部,土壤CEC含量低的区域主要分布在北部、西北和南部。【结论】SGSA模拟获取了研究区域土壤CEC空间分布,该结果对研究区域土壤盐碱障碍消减、土壤培肥具有重要的意义。     

基于WheatGrow和CERES模型的区域小麦生育期预测与评价

【目的】研究小麦生长模型在区域应用中的关键技术,并利用WheatGrow和CERES-Wheat两套模型模拟区域小麦生育期,以检验和评价模型区域应用方法的有效性。【方法】首先利用薄盘样条法（thin plate spline,TPS）对各站点逐日气象数据进行空间插值,得到研究区域气象要素表面数据;其次利用TPS方法对各站点历史多年小麦播种期进行空间插值,并将插值后的结果进行多年平均得到研究区域播种期表面数据;进一步将Markov Chain Monte Carlo（MCMC）方法与生长模型相结合,利用典型站点历史多年小麦生育期实测数据,估算出典型站点的品种参数,并将其作为各省份的代表性生态型品种参数;最后将生成的气象要素和播种期表面数据以及生态型品种参数等输入到WheatGrow和CERES-Wheat模型中,并以栅格为单元进行研究区域小麦生育期的模拟,进一步结合不同站点历史年份的生育期观测资料,检验和评价模型区域应用方法的有效性,并量化区域生育期模拟结果的不确定性。【结果】两个模型在区域尺度上的生育期预测效果均较好,区域尺度上拔节期、抽穗期、成熟期的预测值和观测值之间的R2分别为0.85、0.87和0.86（WheatGrow）,0.87、0.85和0.82（CERES）;RMSE分别为9.6、7.2和6.3 d（WheatGrow）,9.4、7.8和6.6 d（CERES）。另外,WheatGrow模型对抽穗期和成熟期区域预测的准确度略高于CERES-Wheat,但由品种参数导致的区域模拟结果的不确定性也相对较高。【结论】通过气象数据和小麦播期数据的TPS插值技术结合MCMC方法的品种参数估计技术,将基于机理的生育期模型拓展到区域尺度,较好地预测区域小麦生育期,量化了由品种参数导致模拟结果的不确定性,研究结果可为进一步量化中国小麦主产区的区域生产力提供技术支撑。     

小麦结实粒数、粒重和品质的小穗位和粒位效应

 【目的】研究小麦不同小穗位和粒位的穗结实粒数、粒重和品质变化规律。【方法】通过田间试验系统研究穗结实粒数相近,粒重和品质不同的3个小麦品种的结实粒数、粒重和品质的小穗位和粒位效应。【结果】3个小麦品种不同小穗位籽粒结实粒数、小穗千粒重、粒重、蛋白质含量、干面筋、沉降值、吸水率、稳定时间、评价值和软化度均呈现二次曲线变化趋势分布,第1粒位、第2粒位和第3粒位的粒重及品质也随小穗位的变化呈二次曲线形式,表现出籽粒发育的近中优势。第1粒位和第2粒位的粒重相近,都高于第3结实粒位;第2粒位增产潜力较大,是粒重变化的主要因素;临优2018和临优2069第2粒位,临优145第1粒位的蛋白质含量、干面筋和沉降值较高且变异较大,增质潜力较大,是品质变异的主要因素。【结论】在小麦育种和栽培中,对于每小穗最多结实3粒籽粒的品种,应尽量减少小花位数,来保持小麦籽粒品质的稳定性和一致性。     

普通小麦及其亲缘种农艺与籽粒品质性状及金属元素含量相关分子标记分析

【目的】基于农艺和籽粒品质性状及籽粒Fe、Zn含量相关分子标记对普通小麦及其亲缘种进行综合评价,筛选优异育种亲本,为宁夏小麦高产优质新品种培育提供优异育种亲本。【方法】以国内外103份普通小麦及其亲缘种为材料,利用变异分析、相关分析、主成分分析、二维排序等方法对其9个农艺性状和9个籽粒品质性状进行评价,并对Fe、Zn含...     

普通克里金模型对同尺度下不同土壤肥力指标的空间解析力比较

【目的】分析相同空间插值方法对不同肥力指标在空间解析力上的差异和适用性,为测土配方施肥提供技术指导。【方法】以浙江温岭市为研究区域,采用正态QQ图的方法,对1926个样点的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4项指标数据均进行预处理检查,剔除异常值;应用普通克里金插值模型及SPSS、GS+和ArcGIS等软件,通过正态转换、半方差函数模型拟合分析和交叉验证分析等方法,对有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4项肥力指标进行的插值结果进行比较,判断普通克里金模型对4项常规肥力指标的空间解析力差异。【结果】剔除异常值后,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4项肥力指标的有效样本数分别为1926,1923,1924和1925个,满足县域范围内空间插值研究的要求。在县域测土配方项目高密度取样条件下,使用普通克里金法进行地统计空间插值,其结果精度可满足要求;在既定尺度下,普通克里金插值模型对4项肥力指标的空间解析力从高到低依次为有机质>碱解氮>速效钾>有效磷;当研究指标的变异系数相近时可选择同样的方法进行地统计空间插值,而在变异过于强烈的情况下对插值方法和模型拟合的选择会有更严格的要求。【结论】普通克里金插值模型可用于不同养分指标的空间解析力差异分析,以指导实施测土配方施肥。     

花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型

【目的】建立花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型,为弱光天气事件对优质弱筋小麦生产的灾损评估提供模型工具。【方法】以弱筋小麦品种扬麦15号为试材,通过设定花后3个光照强度（光照强度分别为自然光强的50%、34%和16%）和4个弱光持续时间（2 d、4 d、6 d和8 d）的遮阴处理试验,模拟连阴雨天气诱发的弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质的影响。在定量分析弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和氮素累积影响的基础上,确定其与籽粒品质指标的函数关系,将这些函数关系与笔者前期建立的弱光对小麦干物质生产影响模拟模型相结合,建立花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型,并使用独立试验数据对模型进行检验。【结果】确定了花后对弱筋小麦每穗结实粒数和籽粒氮含量产生显著影响的临界弱光阈值和持续时间。模型检验结果表明,模型对每穗结实粒数、千粒重、籽粒容重、面粉降落数值、籽粒粗蛋白含量和面粉湿面筋含量的模拟值与实测值基于1﹕1线的决定系数（R2）分别为0.89、0.75、0.72、0.73、0.93、0.84,相对均方根差（rRMSE）分别为2.86%、3.41%、1.01%、2.50%、2.64%、5.05%。【结论】本研究建立的模型能够较为准确地模拟花后不同强度和持续时间弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质的影响,模型的建立为评估全球气候变化背景下弱光天气事件对优质弱筋小麦生产的不利影响提供了模型工具。     

基因型、环境对新疆冬小麦品种蛋白质品质的影响

[目的]研究基因型和环境对新疆冬小麦品种蛋白质品质性状的影响.[方法]选用762份新疆冬小麦品种种植于新疆3个地点,检测籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、沉淀值以及面团揉合特性等8个蛋白质品质性状.[结果]新疆冬小麦品种的籽粒蛋白质含量为14.44％,湿面筋含量为32.37％,面筋指数为61.86％,Zeleny沉...     

新疆北部冬小麦主要品质性状的遗传改良潜力

[目的]对新疆北部不同时期的冬小麦区试品种(系)的品质性状进行分析,探讨品质性状的改良效果及遗传改良潜力,旨在为新疆小麦品质育种目标及改良策略提供理论参考.[方法]试验以20世纪80年代以来,新疆北部不同时期冬小麦的区试品种(系)为试材,对蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值、面团形成时间、面团稳定时间等主要品质性状的改良效果及遗传改良潜力进行了分析研究.[结果]新疆冬小麦品质经过近20年的改良,已经有了很大提高,新育品种(系)的加工品质有了很明显的提高.[结论]从研究的9个主要品质性状的变异系数可以看出,稳定时间、形成时间、沉淀值等具有较大的遗传改良潜力,蛋白质含量、湿面筋含量虽然有一定的遗传改良潜力,但提升空间不大.     

新疆不同类型冬小麦品种品质性状的生态变异

[目的]明确生态环境对不同类型小麦品种品质性状的影响,为小麦优质育种、优质栽培和品质区划提供依据.[方法]选用新疆3种筋力类型的8个品种,于2006和2007年分别种植在新疆北部5个代表性地点,研究小麦籽粒品质性状的生态变异特点.[结果]所测18个品质性状受基因型、地点及互作效应的影响均达极显著水平.强筋类品种其多数品质性状均较高,但出粉率中等.中强筋类品种在三类品种中出粉率较高,中弱筋类品种多数指标均表现较低.所有品种品质性状在地点间存在较大差异,强筋类品种受环境的变异大于其它两类品种.分析表明强筋类品种主要性状以玛纳斯点表现较高,其次是乌鲁木齐、塔城、奇台,伊宁最低. [结论]初步认为强筋品种在玛纳斯、乌鲁木齐、塔城种植品质表现良好,中强筋品种和中弱筋品种适应上述5个区域种植.但研究表现年际间多数品质性状有显著差异,这主要与灌浆期降雨、光照及温度条件有关,因此,同一品种在不同的生态点及不同年份中的表现趋势有所不同,可能对最终的品质区划结果产生影响,这在实际品质生态区划中,应引起高度重视.     

重离子辐照对小麦籽粒蛋白及加工品质的影响

【目的】探明重离子辐照对小麦籽粒蛋白及加工品质的影响,为小麦优质育种提供新思路和理论依据。【方法】以适宜江苏淮北地区种植的中强筋小麦品种连麦12和中筋小麦品种淮麦20为供试材料,设0(CK)、30、60和90 Gy 4个不同辐照剂量水平,分析不同处理下小麦籽粒蛋白质含量、磨粉品质、面团粉质特性和拉伸特性的变化规律。【结果】重离子辐照对小麦籽粒加工品质产生一定的负效应,随着辐照剂量的增加,连麦12和淮麦20籽粒总蛋白及各蛋白组分含量均明显降低,以总蛋白和谷蛋白含量下降较明显,同时湿面筋含量、容重、沉降值、硬度、粉质参数和拉伸参数也不断降低,在90 Gy辐照剂量下,小麦加工品质指标均降至最低值,连麦12和淮麦20籽粒总蛋白含量、湿面筋含量、稳定时间和拉伸面积分别为13.49%、31.1%、6.8 min、61 cm2和13.19%、28.1%、3.9 min、25 cm2。重离子辐照对小麦品质的影响在2个品种间存在一定差异,30 Gy辐照剂量下,连麦12籽粒总蛋白含量降幅为2.14%,高于淮麦20(1.43%),而磨粉品质降幅小于淮麦20;当辐照剂量增至60 Gy,连麦12籽粒总蛋白含量和磨粉品质较淮麦20下降明显。在30~90 Gy辐照剂量下,淮麦20面团粉质参数和拉伸参数降幅均高于连麦12,其中在90 Gy辐照剂量下,淮麦20面团吸水率、稳定时间、粉质质量指数、最大拉伸阻力、拉伸面积和延伸性降幅分别达5.18%、30.36%、44.29%、35.51%、45.65%和26.53%。【结论】重离子辐照对小麦诱变群体籽粒品质存在一定的负效应,且随辐照剂量的增加,负效应越大,低剂量重离子辐照对淮麦20磨粉品质影响较大,而中高剂量重离子辐照对连麦12磨粉品质影响较大,淮麦20面团流变学特性对重离子的敏感度相对较高。     

基于GIS的小麦籽粒品质空间分布特征和影响因子分析

【目的】分析小麦籽粒品质不同年份空间分布特征和变化规律,以及影响籽粒品质的因子。【方法】选用种植时间长、范围广的济麦22,利用地理信息系统（GIS）选择最优模型,绘制其2010—2015年6省历年籽粒品质空间分布图,筛选籽粒形成期的温、光、水和经纬度关键因子。【结果】不同年份、麦区间小麦籽粒品质存在差异,变异系数为蛋白质含量＞硬度＞容重。籽粒硬度6年总趋势呈东北低西南高分布,并逐年下降,不同年份、纬度间呈多态分布,华北北部强筋麦区（Ⅰ）和黄淮北部强筋中筋麦区（Ⅱ）多数年份高于黄淮南部中筋麦区（Ⅲ）,硬度与灌浆期总降水、成熟期总降水、成熟期光照数和纬度呈显著负相关,其中灌浆期总降水和纬度是主要因子。容重总体也呈东北低西南高分布,并逐年小幅上升,其中2013年明显低于其他年份,黄淮北部强筋中筋麦区（Ⅱ）西部和中部多数年份好于其他区域,其与成熟期平均温度、≥10℃积温、日较差和灌浆期日较差呈显著正相关,而成熟期日较差是主要因子。蛋白质含量总趋势呈东北高西南低分布,并逐年下降,6年间多呈带状分布,北方整体高于南方,纬度是主要影响因子。【结论】灌浆期总降水、成熟期气温日较差和纬度是影响籽粒品质不同年份空间分布变化的主要因子。灌浆期总降水逐年下降及纬度间变化不规律导致籽粒硬度下降并呈多态分布;受成熟期气温日较差影响容重逐年小幅上升并区域间变化;受纬度影响蛋白质含量年份间分布规律一致。黄淮北部强筋中筋麦区（Ⅱ）中冀、鲁、豫交界处灌浆期总降水较低、成熟期日较差大,有利于籽粒品质提高。     

不同生态区新疆主栽春小麦品种品质相关性状表现及稳定性

目的 研究新疆春小麦主栽品种在不同生态区品质相关性状表现及稳定性。方法 在4个不同生态区,以新疆8个不同筋力春小麦主栽品种为研究对象,基于小麦品质相关10个性状,利用PertenDA7200型近红外分析仪按AACC39-10方法,测定籽粒蛋白质含量等10个品质指标,分析新疆8个主栽春小麦品种不同生态条件下品质性状表现。结果 8个参试品种籽粒蛋白质含量:14.28%、面筋度:31.21g/100 g、面团稳定时间:8.41 min、吸水率:58.53%、沉降值:31.27 mL、面粉出粉率:74.40%、最大拉伸阻力Rm:716.25EU、延伸度E:165.70mm、拉伸面积:119.33cm ²、容重:793.97g/L。参试强筋组4个品种10个品质性状中面粉出粉率、吸水率和容重3个性状平均表现低于中筋组,其余包括籽粒蛋白质含量、面筋度、面团稳定时间、沉降值、最大拉伸阻力、延伸度、拉伸面积7个品质性状的平均表现都高于中筋组。强筋组参试品种新春26号、新春44号在4个不同生态区品质性状与稳定性表现较好,中筋组参试品种新春6号、新春40号在4个不同生态区品质性状与稳定性表现较好。籽粒蛋白质含量、面筋度、和吸水率3个品质性状强筋组基因型效应最大,中筋组环境效应最大;其余7个品质性状强筋、中筋组均表现环境效应最大。 结论 8个参试品种品质整体表现属中强筋水平。10个品质性状均受基因型、环境以及互作共同影响;不同筋力类型参试品种不同品质性状基因型、环境以及两者互作效应不同。不同参试品种同一品质性状稳定性存在差异,同一参试品种的不同品质性状稳定性也存在差异。中筋组新春6号、新春40号品质性状表现好且稳定性高,属春小麦育种核心亲本材料;强筋组新春26号、新春44号品质性状表现好且稳定性高,可用于新疆春小麦品质改良。     

扬麦系列品种品质性状分析及育种启示

【目的】 通过研究扬麦系列品种的品质特性并进行品质聚类,明确扬麦各品种品质类型,为小麦品种区域化种植和品质育种亲本选用提供依据;通过对不同类型品种品质性状和系谱分析提出简单实用的品质选择指标和亲本选配原则。 【方法】 以扬麦24个品种为材料,于2015—2017年连续2年在江苏里下河地区农业科学研究所试验基地进行种植,采用随机区组设计,2次重复,统一田间种植管理。成熟后收获晒干,测定籽粒硬度、蛋白质含量、面粉湿面筋含量、SDS沉淀值、溶剂保持力（solvent retention capacity,SRC）、粉质仪参数和快速黏度仪参数等品质指标。【结果】 扬麦品种硬度变幅为13.48—62.12,可以明显地分成硬麦和软麦2种类型,硬麦大于54,软麦小于32;沉淀值为6.33—13.75 mL;蛋白质含量为12.60%—14.61%,湿面筋含量为29.74%—38.13%,面筋指数为38.86%—82.83%;水溶剂保持力为54.69%—78.56%,碳酸钠溶剂保持力为71.40%—107.73%,蔗糖溶剂保持力为95.66%—127.27%;粉质仪吸水率为54.77%—67.40%,形成时间1.23—8.83 min,稳定时间2.20—13.17 min;峰值黏度高,多数品种峰值黏度3 000 cP左右,糊化温度61.57—64.75℃。扬麦4号、扬麦10号、扬麦158、扬麦16、扬麦17和扬麦23品种籽粒硬度、沉淀值、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力和面团吸水率显著高于其他品种,其他品种多数无显著差异;多数品种蛋白质含量和湿面筋含量无显著差异,扬麦1号、扬麦6号和扬麦17相对较高;形成时间和稳定时间以扬麦2号最长,其他品种多数无显著差异。聚类分析表明扬麦系列品种品质可分成2种类型,与系谱分析结果基本一致。【结论】 扬麦系列品种多数为弱筋小麦,籽粒硬度、面筋指数、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、吸水率较低;扬麦4号、扬麦10号、扬麦158、扬麦16、扬麦17和扬麦23为中强筋小麦,籽粒硬度、面筋指数、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、吸水率高;扬麦品种峰值黏度高,糊化温度低。硬度可以作为品质育种简单实用的选择指标,弱筋小麦和中强筋小麦品质育种亲本中必须有相应品质类型材料。     

春小麦籽粒主要品质性状的全基因组关联分析

【目的】挖掘小麦籽粒品质性状显著相关的SNP位点及候选基因,并揭示其遗传机理,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】通过检测298份国内外春小麦品种（系）5个环境下蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量、籽粒硬度、出粉率和容重等7个籽粒品质性状的表型,并结合小麦55K SNP芯片,采用Q+K关联混合模型进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。【结果】外引品种（系）、地方品种（系）和育成品种（系）的7个品质性状在不同环境下的变异系数分别为1.3%—13.4%、1.1%—18.6%和1.0%—13.9%。其中,外引品种（系）的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值的变异系数均为最高;新疆自育品种的淀粉含量、籽粒硬度和出粉率的变异系数最大,而新疆地方品种的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量、籽粒硬度和出粉率6个品质性状的变异系数均介于外引品种（系）和新疆自育品种（系）之间。群体结构分析表明,298份小麦品种（系）可分为3个亚群。其中,亚群1包含128份（43.0%）试验材料,主要是来自新疆的地方品种（系）;亚群2包含24份（8.1%）试验材料,主要包括外引品种（系）和新疆地方品种;亚群3包含146份（48.9%）试验材料,主要是外引品种（系）。连锁不平衡分析表明A、B和D基因组及全基因组的LD衰减距离分别为10、10、6和8 Mb,依据全基因组的LD衰减距离,将在物理图谱上前后8 Mb区间内的位点认定为一个候选位点。通过GWAS共检测到85个与7个小麦籽粒品质性状显著关联的稳定位点（P<0.001）贡献率为3.7%—10.9%。在1B、1D、2D、3A、3D、4A、4B、5A、6A、6D、7A和7D染色体上均检测到稳定且同时与多个性状关联的位点。其中,7A染色体上的AX-109452823—AX-110545157同时与蛋白质含量、淀粉含量、湿面筋含量、沉降值、出粉率和籽粒硬度相关,且同时在4个环境中均被检测到。对稳定的位点进行候选基因发掘,筛选到10个可能与小麦籽粒品质相关的候选基因。其中TraesCS4A01G299800（阳离子氨基酸转运蛋白）、TraesCS7A01G059500（色氨酸脱羧酶）、TraesCS7A01G331200和TraesCS7D01G418700（木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶）对调控小麦籽粒氨基酸含量有重要作用。【结论】检测到85个稳定的且与小麦籽粒品质性状关联的位点,并筛选出10个与小麦籽粒品质性状相关的候选基因。     

2000—2015年国家黄淮和北部冬麦区域试验品种品质分析

【目的】分析各区试组小麦品种品质差异和年度品质变化,探讨各区试组品质育种存在的问题和发展趋势。【方法】对2000—2015年北部冬麦区和黄淮冬麦区985个参试品种的容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀指数和面团流变学特性进行测定,分析各区试组强筋品种、中强筋品种和中筋品种比例及8个主要品质性状变化。【结果】各区试组参试品种以中筋品种为主,平均占品种量78%;强筋品种和中强筋品种比例较小,各占11%。区试组之间各品种类型比例存在差异,从参试品种看,黄淮冬麦区北片水地组(13%)、黄淮冬麦区南片冬水组(11%)和黄淮冬麦区南片春水组(16%)的强筋品种比例高于北部冬麦区组(6%)和黄淮冬麦区旱地组(7%);黄淮冬麦区南片冬水组(20%)的中强筋品种比例最大,北部冬麦区组(5%)比例最小。从审定品种看,黄淮冬麦区南片冬水组强筋品种(4%)和中强筋品种(10%)比例最大,其次为黄淮冬麦区南片春水组(3%、6%);黄淮冬麦区南片冬水组(17%)和黄淮冬麦区南片春水组(19%)中筋品种比例高于其他区试组。受区试组品种结构影响,各区试组小麦质量总体表现为中筋品质,蛋白质含量和湿面筋含量平均值较高,而沉淀指数、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力平均值一般。区试组之间参试品种品质差异较大,黄淮冬麦区北片水地组、黄淮冬麦区南片冬水组和春水组容重平均值高于北部冬麦区组和黄淮冬麦区旱地组,而蛋白质含量和湿面筋含量与之相反;北部冬麦区组强筋品种和中强筋品种稳定时间平均值高于其他区试组;黄淮冬麦区春水组各类型品种拉伸面积和最大拉伸阻力平均值均高于其他区试组。各区试组品质性状年度变化趋势大致相同:容重、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力呈上升趋势,吸水量呈下降趋势,蛋白质含量和湿面筋含量呈持平趋势,沉淀指数呈先升后降趋势。【结论】中国小麦品质育种进展缓慢,区试组之间发展不平衡,影响相应生产区小麦品种结构和质量。国家小麦区试应加强对不同品质类型优质小麦的重视,改善小麦品质结构,提高小麦品种质量。     

弱筋小麦扬麦13品质对氮肥响应的稳定性分析

【目的】系统研究不同施氮量和施氮模式对扬麦13理化品质和饼干加工品质的影响,为弱筋小麦生产和育种提供理论支撑。【方法】试验于2012—2014年在江苏里下河地区农业科学研究所试验基地进行,设4个氮肥处理:A1(120 kg·hm~(-2))、A2(180 kg·hm~(-2))和A3(240 kg·hm~(-2)),氮肥运筹采用基肥:壮蘖肥:拔节肥7:1:2模式;A4(300 kg·hm~(-2)),氮肥运筹采用基肥:壮蘖肥:拔节肥5:1:4模式。成熟后收获晒干,测定籽粒蛋白质含量、面粉湿面筋含量、SDS沉淀值、粉质仪参数、吹泡仪参数及溶剂保持力(SRC)等理化品质指标;按AACC 10-52方法制作饼干,并测定饼干直径、厚度和酥脆性。【结果】在不同施氮量和施氮模式下,扬麦13蛋白质含量、湿面筋含量及面团形成时间存在显著或极显著差异,SDS沉淀值、面团稳定时间、吸水率、吹泡仪参数(P值、L值、P/L和W值)及4种SRC值(水SRC、碳酸钠SRC、乳酸SRC和蔗糖SRC)均无显著差异,饼干加工品质包括饼干直径、直厚比、酥性和脆性亦无显著差异。扬麦13蛋白质含量随施氮量的增加而增加,且各处理间差异显著。湿面筋含量随施氮量的增加而增加,仅A4与A1和A2差异显著。氮肥对扬麦13籽粒产量影响达到极显著水平,产量随施氮量的增加而增加,A1处理产量最低,A4处理产量最高,但A2、A3、A4处理间无显著差异。年份间蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、P值及饼干直径无显著差异,而形成时间、稳定时间、L值、P/L、W值及部分饼干评价参数存在显著或极显著差异。氮肥与年份的互作对SDS沉淀值、稳定时间、吸水率、P值、L值、P/L、W值、饼干直径和厚度等大部分品质参数无显著影响,但对蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间、饼干厚度及脆性具有显著影响。【结论】施氮量和施氮模式对SDS沉淀值、SRC值、粉质仪参数、吹泡仪参数等多数理化品质指标和饼干加工品质无显著影响。利用扬麦13可以生产品质优良稳定的原粮,说明培育品质对氮肥响应钝感,指标较稳定的弱筋小麦品种是可能的。