不同品质类型小麦灌浆期旗叶Rubisco降解变化研究

为了解小麦籽粒蛋白品质的形成机制,以弱筋和强筋小麦为材料,研究了小麦灌浆期间旗叶叶绿素含量以及Rubisco （1,5二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶）降解的变化。结果表明,小麦灌浆期间不同品质类型品种旗叶叶绿素含量和Rubisco含量差异明显,弱筋小麦品种宁麦9号和扬麦15花后15~25 d旗叶叶绿素含量分别降低16.8%和19.6%,而强筋小麦品种郑麦9023和镇麦168花后15~25 d叶绿素含量下降幅度分别为52.8%和34.6%;旗叶灌浆期内肽酶活性呈先升高后降低的趋势,并且2个强筋品种花后5~25 d内肽酶活性始终高于2个弱筋品种;小麦旗叶Rubisco含量在开花后呈逐渐降低的趋势,但两个弱筋小麦品种旗叶中Rubisco含量始终高于两个强筋小麦品种。此外,扬麦15花后15～20 d才可以看出Rubisco亚基出现降解现象,郑麦9023在花后15 d就已经明显出现了Rubisco大亚基降解,说明强筋小麦郑麦9023旗叶较弱筋小麦扬麦15衰老早。     

施磷水平对小麦子粒蛋白质含量及根系生理特性的影响

为明确磷肥对小麦品质及根系发育的影响及调控,以强筋小麦郑麦9023、中筋小麦周麦18号、弱筋小麦郑麦004为材料,研究了3个磷肥水平对不同筋力型小麦子粒蛋白质含量和根系数量性状及生理生化特性的影响。结果表明,增施磷肥在不同程度上增加次生根数,提高根系活力,降低根中可溶性糖含量,但高磷并不利于根系生长。次生根数在子粒灌浆期达最高值,其中,郑麦004的单株次生根数和主茎次生根数较多。根系对TTC的还原强度在拔节期达到最大值,成熟期降到最低,其中,郑麦9023对TTC的还原强度较弱。根中可溶性糖含量在冬前达到最大值,其中,周麦18号的根中可溶性糖含量较高。施磷增加周麦18号和郑麦9023的子粒蛋白质含量,但降低郑麦004的子粒蛋白质含量。     

施磷水平对小麦根系生理及籽粒蛋白质含量的影响

为明确磷肥对小麦品质及根系发育的调控效应,以强筋小麦品种郑麦9023、中筋小麦品种周麦18号、弱筋小麦品种郑麦004为材料,研究了3个磷肥水平（0、90、180 kg P₂O₅·hm^-2）对不同筋力型小麦籽粒蛋白质含量和根系数量性状及生理生化特性的影响。结果表明,施磷在不同程度上增加了小麦次生根数,提高了根系活力,降低了根系可溶性糖含量,但高磷（180 kg P₂O₅·hm^-2）并不利于根系生长。3个小麦品种次生根数在籽粒灌浆期均达最高值,其中,郑麦004的单株次生根数和主茎次生根数较多;根系活力在拔节期达到最大值,成熟期降到最低,其中,郑麦9023根系活力较弱;根系可溶性糖含量在冬前达到最大值,其中,周麦18号的根系可溶性糖含量较高。施磷可增加周麦18号和郑麦9023的籽粒蛋白质含量,但降低郑麦004的籽粒蛋白质含量;在中磷（90 kg P₂O₅·hm^-2）条件下,小麦蛋白质产量最高。综合考虑,在本试验条件下,以中磷处理效应最佳。     

施硫对小麦旗叶糖含量和籽粒淀粉积累的影响

为了研究硫对小麦糖类和淀粉积累的影响,以国审中筋高产小麦品种豫农949和兰考矮早8为供试材料,研究了施硫对小麦旗叶可溶性糖含量、蔗糖含量以及籽粒淀粉积累的影响.结果表明,与对照(S0)相比,施硫(S1)有利于提高小麦旗叶净光合速率,增加花后旗叶可溶性糖和蔗糖含量,提高"源"器官碳同化物的供应能力,尤其提高了灌浆前期籽粒中可溶性糖和蔗糖的含量,促进了籽粒可溶性糖、蔗糖的转化.加速了籽粒淀粉的积累.在本试验条件下,施硫显著提高了小麦籽粒产量和淀粉含量,豫农949和兰考矮早8分别增产12.74%和6.16%,籽粒淀粉含量分别增加4.66%和6.20%.     

适期晚播对弱春性小麦籽粒灌浆期光合性能的影响

为了解适期晚播对小麦生育后期光合性能的影响,以弱春性小麦强筋品种郑麦9023、中筋品种偃展4110和弱筋品种豫麦50为材料,研究了不同播期（旱播10月17日、适播10月24日、晚播10月31日）下小麦灌浆期旗叶的光合性能和产量特征。结果表明,郑麦9023晚播的籽粒产量比适播低8.26%,比早播高4.68%;偃展4110和豫麦50晩播籽粒产量分别比适播和早播平均高14.38%和18.55%。灌浆期各品种的叶面积指数晚播与适播处理差异不大,但均明显高于早播,平均高出12.7%;郑麦9023和偃展4110旗叶叶绿素含量晩播高于适播和早播,尤其花后14 d后差异达显著水平;旗叶净光合速率晚播处理中郑麦9023一直较高,偃展4110在花后21 d后明显高于适播和早播,豫麦50花后0~7 d较高。3个品种的灌浆速率晩播处理也占明显的优势。因此,适期晩播能维持弱春性小麦品种灌浆期较好的光合性能,获得较高的籽粒产量。     

施氮量对冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响

为研究高有机质土壤条件下施氮量对不同品质类型冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响，以强筋小麦品种临优145和郑麦9023及弱筋小麦品种宁麦9号和宝丰949为材料进行了不同施氮量的试验。结果表明，增施氮肥可以提高籽粒蛋白质及其各组分的含量。总蛋白质、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均随着施氮量的增加显著提高，N2处理较NO处理分别提高0．78、0．12、0．31和0．35个百分点；清蛋白含量也随施氮量的增加而提高，但不同施氮处理间差异不显著。强筋小麦和弱筋小麦贮藏蛋白含量差异显著，但可溶性蛋白含量差异不显著。随着施氮量的增加，品种间可溶性蛋白含量差异加大，但贮藏蛋白含量差异减小。氮肥施用量对小麦籽粒各蛋白组分在总蛋白中所占的比例影响不大．不同品种籽粒中各蛋白组分在总蛋白中所占比例受施氮量的影响也不同。     

不同品质类型小麦叶绿素荧光特性及其与籽粒产量和淀粉积累的关系

为了解不同品质类型小麦的叶绿素荧光特性,在大田条件下,测定了豫麦50(弱筋小麦)、温麦4号(中筋小麦)和郑麦9023(强筋小麦)的叶面积动态和开花后旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数,并分析了叶绿素荧光参数与籽粒产量、淀粉含量和淀粉产量的关系。结果表明,不同品质类型小麦灌浆期光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(F v/F o)、原初光化学效率(F v/Fm)、实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均随生育进程而降低,非光化学猝灭系数(qN)则升高。不同品质类型小麦品种间相比较,开花后同一生育时期叶面积系数、叶绿素含量、F v/F o、F v/Fm、ΦPSⅡ和qN则表现为豫麦50高于温麦4号和郑麦9023。三种品质类型小麦受强光抑制的程度则表现为豫麦50高于温麦4号和郑麦9023。豫麦50的籽粒产量、淀粉含量和淀粉产量最高,温麦4号次之,郑麦9023最低。小麦籽粒产量、籽粒淀粉含量和淀粉产量与开花期、灌浆前期和灌浆后期的F v/F o、F v/Fm、ΦPSⅡ和qP及灌浆中期的qN呈显著或极显著正相关。     

不同温光型专用小麦品种花后旗叶生理与籽粒淀粉积累特性

为探索不同温光型专用小麦籽粒淀粉的积累规律及其与植株生长状况的关系,在大田条件下,以2类温光型和3种筋型的小麦品种为材料,研究花后旗叶的生理特性和籽粒淀粉及组分积累情况。结果表明,旗叶中叶绿素含量在灌浆前期(0~21d)维持较高,后期迅速下降,但2个弱筋型品种下降速度缓慢;半冬性品种旗叶中可溶性蛋白含量均大于弱春性品种,而丙二醛(MDA)含量小于弱春性品种,差异均达极显著水平(P0.01)。不同筋型籽粒淀粉组分和总淀粉的积累动态以弱筋型品种最具优势,其直链淀粉含量均在花后14d进入快速增长期,支链淀粉和总淀粉含量在花后28d仍在持续增加,最终以半冬性弱筋品种的籽粒产量和淀粉产量最高(P0.01)。灌浆前期(0~21d),叶绿素、可溶性蛋白含量与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈显著和极显著的相关性(P0.01,P0.05);灌浆后期(21~28d),与直链淀粉的相关性不显著,而叶绿素含量与支链淀粉含量的相关性增大。由此可见,旗叶维持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量,较低的丙二醛含量在灌浆前期有利于直链淀粉的积累,后期有利于支链淀粉的积累。     

施氮量对两个粒型小麦品种籽粒胚乳细胞增殖及糖含量的影响

为了解小麦胚乳细胞增殖、糖代谢在粒型间的差异及氮营养的调控效应,2009-2010年度以大粒型品种郑育麦9987和小粒型品种郑麦004为材料,研究了施氮量对小麦籽粒胚乳细胞增殖、细胞壁转化酶活性及糖含量的影响。结果表明,郑育麦9987胚乳细胞数(11.92×105)较郑麦004(10.73×105)多11.1%。施氮量影响籽粒胚乳细胞数,其中郑育麦9987低氮处理(150kg·hm-2)的胚乳细胞数目较高氮处理(300kg·hm-2)增加29.1%,而郑麦004则表现为高氮处理较低氮处理增加44.7%。两品种籽粒细胞壁转化酶活性均于花后5~8d达到峰值,花后20d则降到较低水平;籽粒可溶性糖和蔗糖含量均随灌浆进程整体呈先上升后下降趋势,在花后25d有一个小波峰。增施氮肥可增加籽粒细胞壁转化酶活性,提高后期籽粒可溶性糖和蔗糖含量。表明增施氮肥有利于小麦籽粒胚乳细胞增殖、光合产物的积累与运转,从而提高了粒重。     

不同品质类型冬小麦氮素积累及分布与运转特点

选用3个冬小麦品种,测定了不同生育时期各器官氮素含量,着重研究不同品质类型(强筋、弱筋和中筋)冬小麦各生育时期氮素的积累、分布与运转特点。结果表明,不同品质类型冬小麦在生育前、中期植株体内的氮素含量无显著差异,小麦抽穗至开花以后,随着生殖器官的不断发育,各营养器官向籽粒中运转氮素增加,尤其在灌浆中期之后,强筋小麦的旗叶、倒二叶氮素下降幅度大,向籽粒运转比例增大,中筋、弱筋小麦的旗叶、倒二叶氮素下降比较平缓,向籽粒运输较小,直至成熟期籽粒中氮素含量形成明显差异,这是不同品质类型小麦遗传特性的表现。     

优质小麦品种郑麦9023品质特性的研究

郑麦9023是河南省优质小麦生产的主导品种。为了建立郑麦9023的优质高效生产技术体系，对该品种品质特性在河南省的地域性变化以及土壤养分、氮磷钾肥料、杀菌剂对该品种品质特性的影响进行了研究。结果表明：(1)郑麦9023的品质特性在河南省的北部地区可稳定达到优质强筋小麦国家1级标准，在中部地区总体上接近优质强筋小麦国家1级标准，在南部地区可以达到优质强筋小麦国家2级标准；(2)抽穗期土壤速效N的含量是决定郑麦9023品质水平的关键栽培因素，此时土壤速效N含量60mg／kg、80mg／kg和160mg／kg分别为郑麦9023品质达到亚强筋、强筋、超强筋的土壤N素临界值；(3)K肥对强筋品质特性具有正效应，而P肥对强筋品质特性具有负效应；(4)杀菌剂粉锈宁对强筋特性具有劣化作用，而多菌灵无此负作用。     

灌浆期高温对冬小麦叶源与粒库生理特征的影响

为研究灌浆期高温对冬小麦灌浆和产量的影响,以耐热型品种淮麦33和高温敏感型品种华成3366为材料,于灌浆期（花后14~20 d）进行高温处理,以田间自然温度生长的小麦为对照,研究高温对旗叶叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）含量和糖含量以及籽粒淀粉含量和淀粉合成关键酶活性的影响,并对小麦粒重、产量等指标进行测定。结果表明,高温处理显著降低了淮麦33和华成3366旗叶的叶绿素含量,降幅分别为5.88%和9.86%;降低了两品种旗叶的抗氧化酶活性,提高了旗叶MDA、可溶性糖和蔗糖含量;高温处理也显著降低了两品种籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）和淀粉分支酶（SBE）活性,并减少了支链淀粉和总淀粉含量,其中淮麦33和华成3366的籽粒总淀粉含量分别下降了5.63%和8.77%;高温处理主要降低了淮麦33小穗第3粒位的粒重及华成3366小穗第1、2和3粒位的粒重,2018-2019、2019-2020年度淮麦33和华成3366的产量分别下降了5.07%和16.33%、6.23%和8.90%。与高温敏感型品种华成3366相比,耐热型品种淮麦33受高温影响较小。综上所述,灌浆期高温处理显著降低旗叶叶绿素含量和抗氧化酶活性,影响叶片中碳水化合物的转运,导致淀粉合成关键酶活性、淀粉含量和产量降低。     

灌溉对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉积累及其相关酶活性的影响

为了探明灌溉对淀粉积累及其相关酶活性的影响规律,在大田条件下,以弱筋小麦豫麦50为材料,研究了三种灌溉方式(W1:拔节期灌水一次;W2:拔节期和孕穗期各灌水一次;W3:拔节期、孕穗期和灌浆期各灌水一次.每次灌水定额750 m3/ha)下弱筋小麦淀粉及其相关酶活性的变化规律.结果表明,弱筋小麦灌浆中后期和成熟期籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率均表现为W3>W2>W1.成孰期籽粒淀粉支/直比例表现为W3＞W2＞W1.成熟期籽粒淀粉支/直比例表现为W3＜W2＜W1.孕穗期和灌浆期增加灌水提高了灌浆中后期旗叶和籽粒中蔗糖含量、蔗糖合成酶(SS)活性、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性,提高了灌泺中后期籽粒中可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性.说明增加灌水使弱筋小麦旗叶蔗糖合成能力强,促进源器官蔗糖向库中运输,保证籽粒库中糖源的充分供应,有利于籽粒淀粉的合成和积累.     

行距配置对高产冬小麦籽粒灌浆特性及淀粉和蛋白质积累的影响

为研究不同行距配置对小麦籽粒发育及淀粉和蛋白质积累的影响,以4个高产冬小麦品种为材料,在河南浚县农业科学研究所超高产攻关田研究了不同行距配置下小麦籽粒灌浆特性及淀粉、蛋白质的积累动态.结果表明,高产小麦籽粒中可溶性糖含量下降与淀粉含量的增加趋势基本吻合,宽窄行种植模式(S1)籽粒中可溶性糖含量较高,且转化利用较快,促进了籽粒淀粉积累.从行距配置看.周麦22籽粒蛋白质含量以等行距种植模式(S2)较高,偃展4110和矮抗58均以S1较高,而豫麦49-198在两种种植模式下无明显差异.籽粒灌浆速率、千粒重和产量则表现为豫麦49-198、周麦22和矮抗58均以S较高,而偃展4110以S2较高.灌浆模型分析表明,灌浆持续天数和最大灌浆速率出现时间是行距配置影响粒重的主要因素.     

水氮交互对弱筋小麦蔗糖含量和籽粒淀粉积累及品质的影响

为了解弱筋小麦产量和品质的水氮调控效应,于2003~2004年度在大田条件下研究了水氮因素及其交互作用对弱筋小麦旗叶蔗糖合成、籽粒淀粉积累、产量和品质性状的影响。结果表明,就弱筋小麦品种豫麦50而言,150kg/hm2的氮肥用量有利于促进旗叶蔗糖合成,增加籽粒淀粉积累量和籽粒产量,而氮肥施用量过多(270kg/hm2)或全生育期不施氮肥均不利于弱筋小麦产量和品质的形成;在试验条件下,灌拔节水 灌浆水(花后15d)有利于后期旗叶蔗糖合成和籽粒淀粉积累,其籽粒产量最高,品质性状最优;而灌拔节水(1水)或拔节水 灌浆水 麦黄水(3水)均不利于旗叶蔗糖合成和籽粒淀粉积累,导致籽粒产量和品质不同程度的下降。从水、氮的交互效应看,以全生育期施氮量150kg/hm2并保证拔节水和灌浆水是弱筋小麦较为理想的水氮运筹方式。     

不同小麦品种对灌浆期高温的响应差异

为探究小麦对花后高温的生理响应,以黄淮海地区的16个小麦品种为材料,测定灌浆期高温对小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,分析千粒重和产量的变化,并比较品种灌浆后期抗高温能力的差异。结果表明,高温处理7d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和SOD活性均高于田间自然生长小麦(对照),而MDA含量则低于对照;高温处理15d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、MDA含量和SOD活性较对照明显升高,而可溶性糖含量则下降。高温处理后各品种千粒重和产量均降低,豫麦49-198和郑麦366产量显著降低。相关分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析结果表明,济麦22和石麦19灌浆期耐热性均较高;旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和籽粒千粒重3项指标可作为小麦耐热性评价指标。