不同基因型小麦籽粒蛋白质和淀粉积累与碳氮转运的关系

研究了黑麦76、徐州26、所麦10号和扬麦9号4个不同基因型小麦（Triticum aestivum L.）籽粒蛋白质和淀粉积累特征及叶茎鞘中碳、氮物质积累和运转的差异。结果表明：蛋白质含量不仅与后期回升时间有关，还和回升速度有关；淀粉含量主要和前期的快速积累有关。籽粒蛋白质产量与含量没有相关关系，而与营养器官氮素转运量关系密切；籽粒淀粉产量由低到高为黑麦76、徐州26、扬麦10号、扬麦9号，并随淀粉含量升高而上升，不同基因型小麦茎鞘碳、氮积累和运转有明显差异：黑麦76和扬麦10号碳、氮在灌浆后期向籽粒中的转运量少，而徐州26和扬麦9号转运量多。营养器官可淀性糖与氮素转运量的比值与籽粒蛋白质含量呈负相关，与淀粉含量呈正相关，因此，营养器官碳、氮积累与分配的差异可能是小麦籽粒蛋白质和淀粉含量差异的重要原因之一。     

6-BA对小麦花后C/N物质运转和籽粒品质的影响

在田间条件下,以豫麦34和扬麦9号2个蛋白质含量不同的小麦品种为材料,花后用0.01 mol.mL-16-BA分别处理穗部和旗叶,研究6-BA对小麦花后植株C/N物质积累与转运规律的影响及其与小麦籽粒蛋白质和淀粉形成的关系。结果表明,6-BA处理降低了小麦籽粒质量和总淀粉含量,但显著提高了籽粒蛋白质含量,且旗叶处理比穗部处理的效果更为显著。6-BA处理显著提高了籽粒谷蛋白含量,对清蛋白和球蛋白的影响较小;穗处理的籽粒醇溶蛋白含量低于对照和旗叶处理,使穗处理的谷蛋白/醇溶蛋白显著增加。与对照相比,6-BA处理降低了扬麦9号籽粒支链淀粉含量,豫麦34在不同处理间无显著差异。6-BA处理降低了营养器官花前贮存干物质和氮素的转运量与转运率,也降低了花后干物质积累量,但提高了花后氮素同化量及同化氮素对籽粒氮的贡献率。与穗处理相比,旗叶处理降低了花前贮藏干物质和氮素运转量对籽粒产量和氮素积累量的贡献率,但提高了花后同化干物质和氮素对籽粒产量和氮素积累量的贡献率。上述结果表明6-BA处理促进了籽粒蛋白质的合成,但降低了籽粒质量和淀粉的合成,旗叶处理较穗处理作用大。     

不同播期条件下高产冬小麦品种氮素吸收利用及转运效率分析（英文）

探讨和分析不同播期条件下高产冬小麦(Triticum aestivum)品种的氮素吸收利用、转运和高效利用特征,确定不同高产小麦品种的适宜播期。采用大田试验方法,系统分析早播(10月3日)、适播(10月12日)和晚播(10月30日)3个水平对不同品种高产小麦主要生育期植株含氮率、氮素积累量、花前和花后植株营养器官氮素积累和分配、氮素再分配等特征及产量、品质和氮素利用效率等的影响。结果表明,播期影响生育期小麦植株的含氮率、氮的吸收和积累。小麦地上部营养器官氮积累量、氮再分配量、转运氮素对籽粒氮的贡献率花前高于花后。晚播条件下籽粒氮素的积累量主要依赖于花前氮吸收;适播和早播条件下花后吸收的氮素对籽粒氮素的积累占有较大比例。高产不同基因型小麦品种在不同生育期的氮素吸收强度和相对累积速率不同,花前氮素积累量、花前吸收氮素向籽粒的再分配以及转运率、花后氮素同化量以及花后吸收氮素对籽粒的贡献率等在不同小麦品种间差异显著。早播和适播条件下,不同品种小麦均获得比晚播较高的籽粒产量。氮素收获指数和籽粒吸氮量适播条件下较高,随播期的延迟籽粒吸氮量显著降低,相反,氮素利用效率晚播条件下最高。综合考虑,在农业生产中,3个高产小麦品种均适宜早播和适播;在晚播条件下应优先选择‘周麦22’。     

不同播期对冬小麦碳氮运转和产量的影响

于2004～2005年在大田条件下,研究了不同播期对冬小麦植株C-N的积累、运转规律及籽粒产量和蛋白质含量的影响.结果表明,适当晚播(10月22日播种)可以提高冬小麦成熟期单茎籽粒重和籽粒氮素积累量,提高开花前营养器官贮存干物质和氮素的转运量以及转运干物质和氮素对籽粒重和籽粒氮素积累的贡献率.适当晚播的小麦穗粒数、千粒重和蛋白质含量有所增加,籽粒产量和蛋白质产量显著提高.由此可见,高产小麦适当晚播有利于籽粒产量和蛋白质产量的提高.     

不同播期条件下高产冬小麦品种氮素吸收利用及转运效率分析

探讨和分析不同播期条件下高产冬小麦(Triticum aestivum)品种的氮素吸收利用、转运和高效利用特征,确定不同高产小麦品种的适宜播期.采用大田试验方法,系统分析早播(10月3日)、适播(10月12日)和晚播(10月30日)3个水平对不同品种高产小麦主要生育期植株含氮率、氮素积累量、花前和花后植株营养器官氮素积累和分配、氮素再分配等特征及产量、品质和氮素利用效率等的影响.结果表明,播期影响生育期小麦植株的含氮率、氮的吸收和积累.小麦地上部营养器官氮积累量、氮再分配量、转运氮素对籽粒氮的贡献率花前高于花后.晚播条件下籽粒氮素的积累量主要依赖于花前氮吸收;适播和早播条件下花后吸收的氮素对籽粒氮素的积累占有较大比例.高产不同基因型小麦品种在不同生育期的氮素吸收强度和相对累积速率不同,花前氮素积累量、花前吸收氮素向籽粒的再分配以及转运率、花后氮素同化量以及花后吸收氮素对籽粒的贡献率等在不同小麦品种间差异显著.早播和适播条件下,不同品种小麦均获得比晚播较高的籽粒产量.氮素收获指数和籽粒吸氮量适播条件下较高,随播期的延迟籽粒吸氮量显著降低,相反,氮素利用效率晚播条件下最高.综合考虑,在农业生产中,3个高产小麦品种均适宜早播和适播;在晚播条件下应优先选择‘周麦22’.     

水稻籽粒蛋白质积累的模拟模型研究

 【目的】蛋白质含量是稻米的重要品质指标。通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运的动态规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建一个基于氮流生理过程的水稻籽粒蛋白质形成模拟模型，以期为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测和管理决策提供量化工具。【方法】以田间试验资料为基础，结合已有水稻生长模型，采用生理发育时间作为定量生育进程的尺度，通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运动态的基本规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运及籽粒蛋白质形成过程的模拟模型。【结果】利用不同年份、不同生态点、不同品种类型和不同肥水条件下的大田试验资料对籽粒蛋白质形成模型进行了检验，籽粒蛋白质含量模拟值与观测值之间的决定系数大于0.84，根均方差（RMSE）小于0.26%。表明模型具有较好的通用性和可靠性，可以较准确地预测不同条件下的水稻籽粒蛋白质含量与蛋白质产量。【结论】基于植株氮素积累和转运的生理生态过程，以生理发育时间为主线，建立了较为简化的水稻籽粒蛋白质积累动态的模拟模型，模型的研究不仅为定量预测不同生态与肥水条件下不同水稻品种籽粒蛋白质含量与蛋白质产量的动态变化奠定了基础，而且是对国内外现有水稻生长与产量模拟模型的发展和完善。     

不同基因型小麦氮素吸收积累差异研究

2000～2002年以不同基因型小麦品种为研究对象，探讨其氮素吸收积累的差异性。结果表明：籽粒产量、蛋白质含量与产量、植株与籽粒含氮率、氮积累量、氮吸收利用效率、氮收获指数存在明显的基因型差异，出现频率呈偏态或正态分布。根据经济产量、氮收获指数、籽粒蛋白质含量、氮素产量生产效率、氮吸收效率、氮产量利用效率等因子进行动态聚类，将供试小麦品种分为8类，并探讨了不同类型小麦在生产中的利用价值。     

简析氮素营养对超高产小麦的调控

小麦籽粒蛋白质含量与氮代谢密切相关。许多研究表明,小麦籽粒氮一方面来自开花后吸收的氮素,另一方面来自开花前营养体积累氮素的再运转。在营养体氮素的再运转中,蛋白质的降解起着重要作用,蛋白质的降解又与蛋白水解酶活性的上升相关,小麦籽粒中的氮素绝大部分来自开花前植株贮存氮素的再运转,只有少部分是开花后吸收的。因此,在小麦生产中除了强调提高植株后期吸收氮素的能力外,应十分重视叶片蛋白质的降解,即氮素的再运转分配,选择开花后氮素吸收同化和氮素再运转能力强的小麦品种,既有利于提高籽粒产量,又可提高籽粒蛋白质含量。此外,小麦籽粒也具有氮素同化能力,关于籽粒的氮素同化能力与籽粒蛋白质含量的关系,有待进一步研究。通过氮素对小麦光合能力、生理活性、群体质量、籽粒产量及粒质量的调控,以及对库源流关系的影响,达到小麦高产的目的。     

不同施氮下优质稻植株花后碳氮物质流转与籽粒生长的相关性

以桂华占、八桂香为材料,在高氮(NH,High nitrogen)、中氮(NM,Middle nitrogen)、低氮(NL,Low nitrogen)三个施氮水平下,研究了优质稻花后碳氮物质积累、运转与籽粒生长特征及其相互的关系。结果表明:①在不同施氮水平下,干物质转运效率为53.60%～62.23%,氮素转运效率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片干物质转运对籽粒干物质积累的贡献率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片氮素转运对籽粒氮素积累贡献率为47.93%～117.2%。②施氮水平影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长。高氮条件下增加叶片碳氮同化物的转运,不利于茎鞘碳氮同化物向籽粒转运。增施氮肥在一定程度上提高了地上总氮和籽粒氮的积累量,提高了籽粒氮收获指数,蛋白质含量上升。低氮处理虽能促进茎鞘碳氮同化物的转运率,但籽粒收获指数明显变低。③不同施氮水平下,桂华占和八桂香花后碳氮流转与籽粒的生长间存在密切的相关,花后茎叶干物质运转速度和转运率都与籽粒起始灌浆势呈正相关;籽粒最大灌浆速率与叶干物质运转速度和转运率呈正相关;叶片中总氮转运率与籽粒蛋白质产量呈正相关。花后茎叶氮素积累量的减少,伴随着籽粒氮素积累量的增加和籽粒蛋白质含量的升高是同步的;茎鞘花后同化物碳氮比与籽粒蛋白质含量及产量呈正相关,与籽粒直链淀粉含量及淀粉、蛋白质比呈负相关。不同施氮水平下氮素转运效率和贡献率表现出一定差异,这种差异与水稻植株自身对氮生理利用效率密切相关。     

氮素营养对超高产小麦调控的研究进展

小麦籽粒蛋白质含量与氮代谢密切相关。许多研究表明,小麦籽粒氮的来源一方面来自开花后吸收的氮素,另一方面来自开花前营养体积累氮素的再运转。小麦籽粒中的氮素绝大部分来自开花前植株贮存氮素的再运转,只有少部分是开花后吸收的。蛋白质的降解与蛋白水解酶活性的上升相关,它在营养体氮素的再运转中起着重要作用。因此,在小麦生产中除了强调提高植株后期吸收氮素的能力外,也应十分重视叶片蛋白质的降解,即氮素的再运转分配。选择开花后氮素吸收同化和氮素再运转能力强的小麦品种,既可提高籽粒产量,又可提高籽粒蛋白质含量。此外,小麦籽粒还具有氮素同化能力。通过氮素对小麦光合能力、生理活性、群体质量、籽粒产量及粒重的调控,以及对库源流关系的影响,来达到小麦高产的目的。     

施氮量对晋南旱地冬小麦干物质及氮素积累转移的影响

通过2008—2010年2个年度的大田试验,研究了不同施氮量对晋南雨养区小麦生育期地上部干物质和氮素积累转移的影响。结果表明,旱作小麦干物质积累主要发生在返青期后,占最大积累量的80%以上;苗期和返青至抽穗期是冬小麦氮素吸收累积的2个高峰期,分别占最大累积量的20%～38%和44%～56%;在施氮0～180 kg/hm2范围内,花前和花后干物质累积量以及成熟期氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;当施氮量超过180 kg/hm2时,成熟期生物量及氮素积累量则不再显著增加;施氮量对干物质转移效率和贡献率影响不明显;籽粒氮素累积主要来自于茎叶向籽粒的转移(占到籽粒氮素累积量的82%～98%),只有少部分氮素来自土壤吸收。     

春小麦产量和蛋白质关系研究──干物质积累分配与氮素同化运转

利用产量不同、蛋白质含量不同和加工品质各异的３个春小麦品种，研究了灌浆过程中干物质积累分配和氮素同化运转与产量和蛋白质含量的关系．结果表明，干物质的积累量，品种间存在明显差异，高产低蛋白品种和干物质产量高于低产高蛋白类型，高产高蛋白类型积累量最高；营养体的氮素积累变化动态．因向籽粒中转运量的不同而异．各营养体对籽粒氮的贡献顺序为茎（含叶鞘）＞叶片＞穗轴和颖片；品种间开花前后的氮素同化量不同，高蛋白品种倾向于花前同化量多，高产品种花后同化量比例相对增加，高产高蛋白类型两者兼之，品种间花后氮素同化量占总同化量的变幅为１５．３５％～４８．３５％；生育期干物质产量高是高产高蛋白品种的重要物质基础，氮素总同化量与蛋白质含量关系不大，氮素转运效率与蛋白质含量密切相关．ＮＨＩ：ＧＨＩ比例决定着蛋白质含量．     

不同基因型冬小麦穗粒数与粒重生理差异分析

为分析不同穗型冬小麦籽粒建成的生理差异,以大穗基因型(JS)、小穗基因型(XS)和中穗基因型(JM22)冬小麦品种为材料,测定籽粒形成期和灌浆期器官干物质积累、蔗糖含量和蔗糖相关代谢酶活性、籽粒灌浆特性以及成熟期穗粒数和粒重等指标。结果表明:1)冬小麦穗粒数和粒重基因型间差异显著;2)大穗基因型冬小麦从四分体时期到成熟期单株干物质积累量、开花期穗部干物质分配比例和强、弱势粒灌浆速率都高于中、小穗基因型;3)大穗基因型冬小麦开花期茎鞘的蔗糖积累量显著高于中、小穗基因型,开花后叶片和茎鞘的蔗糖积累高峰晚于中、小穗基因型;4)大穗基因型冬小麦四分体时期到开花期茎鞘的蔗糖转化酶活性以及花后茎鞘和籽粒的蔗糖合酶和转化酶活性显著高于中、小穗基因型。5)相关分析显示,不同时期各器官干物质、开花期上二茎的蔗糖合酶活性和蔗糖含量、四分体时期穗茎的蔗糖合酶和转化酶活性与穗粒数和粒重都呈正相关,花后上二茎转化酶活性以及各器官的蔗糖合酶活性与粒重都呈显著正相关。总之,大穗基因型冬小麦穗粒数较多主要由于开花期穗部干物质分配比例、茎鞘蔗糖合酶活性和转化酶活性均较高;而籽粒灌浆速率和粒重较高则是由于花后茎鞘和穗的蔗糖代谢旺盛,且茎叶同化物向籽粒的转运率和贡献率较高。     

Tissue Nitrogen and Fructan Translocation in Bread Wheat

Translocation of previously accumulated nitrogen and carbohydrates from vegetative tissue of the wheat plant is a major assimilate source for grain filling. This study was conducted to examine genotype differences in nitrogen and fructan translocation and their relationships to grain yield and protein content. Effects indicated that significant genotype differences existed for nitrogen accumulation at anthesis and fructan at milk stage and their translocation. Two high protein genotypes, Cunningham and PST90-19, accumulated more nitrogen before anthesis and had greater nitrogen translocation, but lower post-anthesis nitrogen uptake,than two low protein genotypes, SUN109A and TM56. Among plant parts, leaves were the major storage for tissue nitrogen and provided the overwhelming proportion of the total nitrogen translocation, whereas for fructan accumulation and translocation it was the stems. The two high protein genotypes had a higher percentage of their grain nitrogen derived from nitrogen translocation, while for the two low protein ones, it was from postanthesis nitrogen uptake and assimilation. Increasing nitrogen application increased nitrogen accumulation and translocation, but decreased fructan accumulation and translocation. High grain protein content was associated with high nitrogen translocation from leaves, stems and the total plant, while high grain yield was related to high fructan translocation from stems and the total plant. Fructan translocation was negatively correlated to grain protein content. Nitrogen and fructan translocation were not correlated with each other.     

氮素形态对小麦花后干物质积累与分配的影响

为探明氮素形态对小麦生育后期干物质生产特性的影响,采用随机区组试验研究了铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态处理下小麦花后干物质积累与分配的特性,结果表明:(1)小麦花后籽粒干重及地上部总干重随生育进程不断增加,而旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳的干重均随着生育进程呈下降趋势;(2)氮素形态对小麦花后干物质积累与分配有显著影响.硝态氮处理下小麦花后地上部总干物质量最高,并且随着生育进程,干物质在旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳中分配比例降低,在籽粒中的分配比例高于其他2个处理.(3)铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态处理下小麦产量分别为7250.0,7575.3和7156.2 kg/hm2.在此试验条件下,硝态氮处理增产效果最佳,较酰胺态氮处理增产5.8%.     

小麦组织氮的积累与分配及其相关性研究

对１７ 个澳大利亚小麦品种的组织氮研究表明：品种间组织氮含量存在不同程度差异。叶片、茎秆和植株氮积累峰值分别出现在抽穗初期、灌浆初期和灌浆末期;花期前氮素主要积累在叶片中,花期后籽粒成为氮素最主要的贮藏器官。植株氮积累（ｇ／ｍ ２）与干物质积累呈极显著正相关,而与其果糖积累、籽粒产量、籽粒蛋白质产量及含量无显著相关关系;植株氮含量（ｇ·ｋｇ－ １）与其干物质积累、果糖含量和籽粒产量均呈显著负相关,与籽粒蛋白质含量显著正相关。     

施氮对不同基因型冬小麦氮素吸收及干物质分配和产量的影响

以8个基因型NR9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229、西农2208、矮丰3号、商188为供试材料进行田间试验,研究了不同施氮肥量(0、90N kg/hm2)对冬小麦氮素吸收、干物质分配与产量及其构成因素的影响。结果表明:虽然小麦叶片、茎鞘、穗轴 颖壳及籽粒含氮量、氮收获指数及叶片、茎鞘、籽粒干物质分配率在不同基因型间存在显著差异,但是它们并没有显著受到施氮的影响。氮总吸收量、籽粒产量及产量构成因素的单位面积穗数、单株分蘖数、每穗粒数、单位面积粒数、千粒重、每穗粒重在不同基因型之间存在显著差异。施氮增产的主要原因是增加了单位面积株数、单位面积穗数、单株分蘖数、单位面积粒数及单位面积粒重。施氮增加小麦的干物质累积量的同时也增加了氮总吸收量,但并没有显著地增加籽粒氮含量。     

不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

小麦干物质、果聚糖和氮的积累分配及其与籽粒产量和品质的关系

在200kg/hm2施N条件下,对17个澳大利亚小麦品种的干物质、果聚糖、氮的积累分配及其与籽粒产量(GY)、籽粒氮产量(GNY)及籽粒氮含量(GNC)的关系进行了研究。结果表明,干物质、果聚糖和氮积累的模式相似,在叶片、茎秆和植株中分别于开花期、乳熟期和成熟期积累到最大值。在开花前,茎秆是贮存果聚糖的主要器官,叶片是氮的主要贮存器官,而在花期后,籽粒成为贮存果聚糖和氮最多的器官,其次为茎秆。从乳熟期至成熟期,随着干物质、果聚糖和氮在营养器官中积累的降低,GY、GNY和籽粒果聚糖积累快速增加。在多数取样期,植株干物质积累和果聚糖积累与GY和GNY呈极显著正相关,与GNC呈负相关;成熟期植株氮积累与GY呈显著负相关,与GNC显著正相关;在花期后,叶片和茎秆氮积累与GY和GNY呈显著负相关。