小麦类过敏反应突变体对氮素的响应及对白粉病的抗性

小麦类过敏反应（hypersensitive reaction-like,HRL）是一类在没有病原物侵染情况下就能自发产生类似病原菌侵染后的过敏反应症状,这类突变往往导致小麦的抗病性增强和防御相关基因的组成性表达。本实验以携带HRL性状的宁7840为材料,对其进行EMS诱变和连续选择,筛选到14个比野生型的HRL表型更为明显的突变体。同时,对这14个突变体和野生型进行四个不同氮素水平处理（每盆分别施尿素0、3、6和9 g）,结果表明,宁7840野生型在低氮（施每盆0 g和3 g尿素）条件下,能够诱导HRL性状的提早表达,随着施氮量的增加,HRL性状延迟显现并逐渐消失(non-HRL),白粉病也随之加重,表现为氮依赖型;但在高氮（每盆施6 g和9 g尿素）条件下,有2个突变体（NMu-HRL-1和NMu-HRL-2）依旧表现HRL性状,为非氮依赖型。通过比较13个氮依赖型（包括宁7840野生型）和2个非氮依赖型的HRL突变体氮肥吸收利用情况,发现两种类型突变体的氮肥吸收利用效率与施氮量都呈负相关,同一氮肥水平下,非氮依赖型突变体穗部的氮含量和氮素吸收利用效率都显著高于氮依赖型突变体。低氮条件下,非氮依赖型突变体的叶绿素含量显著低于氮依赖型突变体;高氮条件下,两种类型突变体植株内叶绿素含量差异不显著。在同一氮肥水平下,这两种类型的突变体之间白粉病严重度存在极显著差异,氮依赖型突变体在高氮条件下白粉病严重度极显著高于非氮依赖型突变体,非氮依赖型突变体在高氮条件下仍然高抗白粉病。     

生长调节物质对深播和渍水小麦幼苗生长和籽粒产量的影响

为探究可促进冬小麦弱苗转壮、实现稳产的化控途径,在深播和深播+渍水两种条件下研究了喷施生长素（IAA）、玉米素（ZT）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、赤霉素（GA）、2,4-表油菜素内酯（EBR）、亚精胺（SP）、碧护（BH）和去离子水（CW）对小麦幼苗生长、产量及其构成的影响。结果表明,深播和深播+渍水易形成弱苗,降低植株糖、氮积累量,抑制分蘖发生,造成光合面积和干物质积累量的下降,最终导致减产。深播和深播+渍水下喷施生长调节物质可分别提高籽粒产量1.23%~37.56%和4.69%~59.27%。深播下喷施ZT和EBR对幼苗质量和籽粒产量提升效果最佳,使籽粒产量可达适宜播深+自然生长（CK）水平。喷施ZT可提升碳、氮代谢水平,喷施EBR可维持高水平氮代谢,促进深播小麦的分蘖发生,增加光合面积和光合产物积累量。喷施ZT可提高深播小麦的单株穗数、穗粒数和千粒重,喷施EBR可提升单株穗数和千粒重。深播+渍水条件下喷施EBR虽然可增加分蘖数,促进碳氮物质积累,提高单株穗数和千粒重,但产量难以恢复到CK水平。综上所述,ZT或EBR可推荐用于深播小麦改善苗质、提升产量;喷施EBR可改善深播且苗期渍水小麦幼苗生长质量,促进产量形成。     

拔节期和花后渍水对不同品种小麦产量及相关农艺性状的影响

为给小麦抗逆高产栽培提供参考,以22个小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度分别开展拔节期和花后渍水处理,以自然生长条件为对照,分析渍水对籽粒产量及其相关农艺性状的影响,筛选耐渍高产品种并明确其耐渍高产机制。结果表明,拔节期和花后渍水处理造成小麦籽粒产量分别下降29.6%~59.1%和7.9%~49.1%,均显著降低穗粒数、千粒重、花后干物质积累量和乳熟期LAI。根据两年度不同水分处理下平均籽粒产量和渍后产量的降幅,筛选出相对高产耐渍品种扬麦25及耐渍性较突出品种宁麦22和生选6号。相关性分析表明,不同水分处理下穗粒数、乳熟期LAI、旗叶RuBPCase活性以及花后和成熟期干物质积累量与籽粒产量均呈显著正相关。渍水处理下穗粒数降幅、千粒重降幅、花后干物质积累量降幅、乳熟期LAI降幅与产量降幅均呈显著正相关。花后光合面积大、光合速率高的品种,通过多生产光合物质以供应籽粒灌浆,促进产量形成;渍水导致的光合面积减少和物质生产能力降低是制约高产稳产的关键因素。因此,渍水胁迫下改善小麦生育中后期叶片光合生产能力,尤其是绿叶面积,有助于降低穗粒数和千粒重的渍后降幅;渍水条件下高叶片光合生产能力和穗产量可作为高效筛选高产耐渍品种的依据。     

不同基因型小麦品种倒春寒抗性分析及其评价

倒春寒是限制我国黄淮和长江中下游冬麦区小麦高产稳产的重要因素。为了明确黄淮和长江中下游冬麦区24个主栽或近年来审定的小麦品种倒春寒抗性强弱,在拔节期利用人工气候室进行冷冻胁迫处理（两种强度：L1,-4 ℃/1 d;L2,-2 ℃/2 d）,对这些品种叶片受冻指数、幼穗冻伤率、产量等指标进行调查,以鉴选抗倒春寒的小麦品种,同时对品种倒春寒抗性（叶片受冻指数和幼穗冻伤率）与品种冬春性、越冬期抗寒性（叶片受冻指数）和农艺性状（如茎长、茎粗、SPAD等）的关系进行了分析。结果表明,各品种叶片受冻指数、幼穗冻伤率及产量降幅在L1和L2下的表现有所不同。在L1和L2下,淮麦20、江麦816和济麦22的叶片受冻指数、幼穗冻伤率和主茎产量降幅整体上表现较低;而连麦8号、淮麦20、柳麦618和镇麦12的产量降幅表现较低。虽然小麦品种倒春寒抗性、冬春性和越冬期抗寒性间存在密切关系,但单个品种的三者之间并无必然关联。拔节期农艺指标难以反映小麦品种的倒春寒抗性。     

稻茬小麦中高产水平下产量及其构成因素分析

小麦在我国粮食生产中占有重要地位,提高小麦产量是解决我国粮食安全问题的主要途径。小麦产量由穗数、穗粒数和千粒重三个因素构成,小麦产量的高低取决于产量构成因素的配置。为探究稻茬小麦中高产水平下的合理产量结构配置,本研究通过文献检索获取2001-2011年稻茬小麦产量及其构成因素相关文献,并对中高产水平小麦产量及其构成因素的数据进行了统计和变异分析、相关分析、偏相关分析以及通径分析。结果表明,产量构成因素的变异系数为穗数＞穗粒数＞千粒重;产量构成因素与产量的相关程度为穗数＞千粒重＞穗粒数;偏相关分析显示,3个产量构成因素与产量均呈极显著正相关,偏相关系数大小为穗数＞穗粒数＞千粒重,产量构成因素间均呈极显著负相关;产量构成因素对产量的直接通径系数均为正值,大小顺序为穗数＞穗粒数＞千粒重,产量构成因素对产量的间接通径系数均为负值。根据中高产水平小麦产量结构的特点,在稻茬小麦的选育与栽培过程中,应以穗数为主导因素,协调穗数与穗粒数的关系,稳定千粒重。     

拔节期和花后渍水对小麦产量、干物质及氮素积累和转运的影响

为给长江中下游小麦大面积高产稳产栽培提供理论与实践依据,以扬辐麦4号为材料,研究拔节期和花后连续渍水5d、10d和15d对小麦产量及其构成因素、干物质和氮素积累与转运的影响。结果表明,拔节期和花后渍水处理均显著降低了小麦产量、穗粒数、千粒重,并显著降低了成熟期根和地上部、花后地上部干物质和氮素积累量及根冠比。随渍水时间的延长,渍水对产量及其构成因素、干物质和氮素积累及转运量的影响总体呈增大趋势;籽粒产量、穗粒数、花后地上部干物质与氮素积累量、根冠比在渍水5d和10d间差异不显著,渍水5d和15d间差异显著。拔节期与花后短期渍水处理间产量差异不显著,但花后渍水15d产量显著低于拔节期渍水。花后渍水对千粒重、花后地上部干物质和氮素积累量、花前地上部干物质转运量的影响较大。     

小麦乙烯响应转录因子基因 wfzp突变体颖果发育的研究

小麦WFZP基因编码的乙烯响应因子是植物中特有的转录因子，参与果实成熟、花叶器官衰老、脱落和种子发育等过程。为探明 wfzp基因突变对小麦颖果发育的影响，以甲基磺酸乙酯诱变的两个 wfzp基因突变体（ wfzp1和 wfzp2）和野生型小麦品种济麦22为材料，运用树脂超薄切片和显微观察技术观察小麦WFZP基因突变体颖果的形态结构发育特征。结果显示， wfzp突变体颖果发育有如下特征：（1）在颖果发育早期，两个突变体的外果皮发育进程较快，中果皮降解时间提前； wfzp1内果皮管细胞消失较快，与 wfzp1突变体相比， wfzp2突变体的管细胞发育缓慢；（2）两个突变体胚乳细胞的分化和发育明显较快，细胞中淀粉和蛋白体的积累量明显增多，细胞的充实度高，尤其在 wfzp2突变体中表现较为明显；（3）两个突变体胚乳传递细胞与糊粉层传递细胞的生长分化进程加快。研究结果为进一步探究乙烯响应转录因子调控小麦颖果发育提供了形态学参考。