灌水和非灌水条件下冬小麦水分的利用特点研究

为了探讨灌水和非灌水条件下冬小麦对水分的利用特点,在大田条件下研究了灌水与非灌水两种处理对冬小麦的耗水结构、土壤水分利用程度及水分与产量之间的关系。结果表明,在非灌溉条件下,冬小麦主要利用20~60 cm土层中的水分,冬小麦对土壤贮水的消耗量增加,平均多耗水96.84 mm;土壤水分利用程度提高,较灌水区提高26.8个百分点;耗水系数增加,水分利用效率增大;冬小麦的产量与0~100 cm土层的含水量有密切的关系,这些土层内的含水量变动对产量的影响最大。     

不同施肥量对百农矮抗58花后干物质积累与分配的影响

以百农矮抗58为材料,研究了其花后干物质积累与分配规律,结果显示:不同肥力水平下,百农矮抗58籽粒干物质积累基本呈直线上升,地上部分干物质积累成S形曲线增加,籽粒干物质积累速度与地上干物质积累速度成正相关。地上各部分干物质的移动率和对籽粒的贡献率不同,移动率从大到小依次为叶、茎、鞘。运转率由大到小依次为茎、叶、鞘。在高肥(A)、超高肥(C)水平条件下,降低氮肥施入能够增加各自籽粒干物质重量。在极高肥(C)条件下,籽粒干物质与地上部分干物质积累于花后40d均明显下降,减施K肥影响干物质移动率和运转率。在高肥-超高肥力水平范围内,施肥对地上部分和籽粒干物质积累有明显促进作用,干物质积累量随着肥力的升高而增多。超高肥标准施肥水平(C1)为充分挖掘百农矮抗58产量潜力的最优施肥处理。     

不同小麦品种籽粒脱水特性研究

为探讨小麦籽粒灌浆后的脱水特性,选用生产中大面积种植的5个半冬性小麦品种(矮抗58、百农418、百农4199、温麦6号和周麦18),研究了不同年际间不同品种小麦的籽粒脱水速率,以及其与籽粒质量之间的关系。结果表明,小麦籽粒成熟期的脱水特性在不同品种间存在着较大差异,同一品种年际间受温度条件的影响,籽粒脱水速率亦存在较大差异。百农4199籽粒脱水速率较快,各年度均显著高于其他品种,百农418籽粒平均脱水速率显著低于百农4199,但高于其他品种,矮抗58、温麦6号和周麦18的籽粒平均脱水速率无显著差异。通过相关分析,籽粒的脱水速率与0～21 d籽粒灌浆速率呈正相关,其中与7～14 d灌浆速率的相关性达到了显著水平,而与21 d以后的灌浆速率呈负相关;籽粒的平均灌浆速率又是影响千粒质量的重要因素(R~2=0.99,P0.01)。小麦品种百农418具有相对较高的平均籽粒灌浆速率,千粒质量较大;百农4199后期籽粒脱水速率较快,年际间籽粒质量稳定。由此得出,小麦籽粒脱水特性除受到灌浆期温度条件的影响外,主要受基因型的影响,生产中选用灌浆前中期(0～21 d)籽粒灌浆快与后期籽粒脱水速率相对较快的品种,是提高籽粒质量、稳定产量的关键,5个品种中百农4199和百农418为本次试验的优选品种。     

小麦穗部光合速率和颖壳抗氧化酶活性对光辐射强度变化的响应

为了给小麦高光效和高抗逆相结合的高产品种选育提供理论依据,在大田条件下,以黄淮地区3个小麦主栽品种为研究对象,探究了不同小麦品种穗部光合速率和颖壳抗氧化酶活性对一天中光辐射强度变化的响应。结果表明,在不同生育时期,百农4199、矮抗58和周麦18的穗部光合速率(Pn)以及颖壳超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均随着一天中光辐射强度由弱到强再到弱的变化而呈现先升后降的趋势,颖壳丙二醛(MDA)的含量随着光辐射强度变化呈现先降后升的趋势。从品种比较来看,在抽穗期、开花期、花后10 d、花后20 d的7:30、11:30、13:30和17:30,百农4199的穗部光合速率分别比矮抗58高出15.72%,27.99%,28.01%和62.46%、33.49%,15.09%,20.94%和17.97%、37.90%,21.41%,6.30%和40.11%、9.34%,10.70%,17.27%和19.32%;分别比周麦18高出12.45%,19.74%,25.36%和58.58%、14.89%,3.13%,22.52%和13.48%、40.64%,25.93%,9.70%和10.89%、13.13%,21.47%,28.34%和22.53%。究其原因,百农4199的颖壳在不同时期不同光照条件下其SOD、CAT和APX等抗氧化酶活性高于矮抗58和周麦18,较高的抗氧化酶活性降低了百农4199颖壳的MDA含量,使穗部能充分利用少量的弱光或耗散多余的光能,从而使自己适应不同的光照辐射水平。     

小麦面团揉混特性的遗传变异及与其他品质性状的相关性

为了解小麦种质资源的品质状况,并给小麦品质改良提供参考,以来源于国外及国内不同麦区的230个小麦品种(系)为材料,研究小麦面团揉混特性参数的变异和分布特点及与其他品质性状的相关性.结果表明,参试品种(系)面团揉混参数间均存在极显著差异(P＜0.01),除峰值高度、尾高和8 min尾高外,其他揉混参数的变异系数均在30％以上.同时,在本试验中,国外引进品种的面团揉混参数均高于国内品种,多数参数的差异达到显著水平(P＜0.05);来源于北方春麦区的品种(系)面团揉混参数值较高,来源于华南冬麦区的品种(系)各揉混参数均最低,且部分参数达显著差异(P＜0.05).同时筛选出一批揉混参数值极高或极低的材料,可作为小麦品质育种的优选亲本.相关性分析结果表明,多数揉混参数与籽粒硬度、蛋白含量、吸水率、形成时间、稳定时间、粉质质量指数和干、湿面筋含量呈显著或极显著相关.     

播量与追氮量对BNS型杂交小麦灌浆期冠层结构及产量的影响

为了明确BNS型杂交小麦的高产形成机理,以3个不同类型的BNS型杂交小麦为材料,采用正交试验设计,研究了不同播量与追氮量下BNS型杂交小麦生育后期的冠层结构及产量性状变化。结果表明,与常规品种相似,BNS型杂交小麦的冠层性状随生育期的推进而呈规律性的变化。花后13 d时,冠层上部叶片叶绿素含量逐渐上升,至花后20 d时达最大值,呈现先升高后降低的趋势;此时中部叶片叶绿素含量最高,而下部叶片急剧衰亡;冠层中上部叶面积指数因品种不同而有一定差异,叶片功能期越长产量越高;不同类型小麦品种冠层透光率亦有所不同。冠层中上部透光率在抽穗期叶面积指数较大时较高,在灌浆中期随叶面积指数的下降而降低,灌浆后期透光率增大。本研究结果表明,不同小麦品种的冠层结构及产量因素受播量与追氮量的影响不同,杂交小麦生育后期受播量与追氮量的影响较大。良种良法配套是实现杂交小麦高产的技术保证。     

应用SSR分子标记分析小麦品种(系)的遗传重组

为了解小麦品种形成中亲本基因组的遗传重组和遗传保留区段的分布特点,对周麦18和百农AK58及其衍生品系共23个材料进行了全基因组SSR扫描分析。遗传重组分析表明,单交组合的平均重组数(12.3)低于回交组合(13.9);染色体4A、5A、7A、1B、3B、4B、7B、1D、2D、3D、5D、6D和7D重组发生较多,其余染色体重组相对较少,染色体的中间区段与远端区段重组数相当,分别为6.1和6.0。子代间基因组比较发现,一些染色体区段成为重组的多发区,如5D的gwm358–wmc357、6D的cfd49–barc196、7A的wmc158–barc23和7B的gwm274–gwm146区段,分别有35、19、15和14次重组。分析亲本传递给子代的染色体区段,发现子代继承亲本的遗传区段在14~29个,每个区段涉及2~8个多态性位点,大的遗传区段主要分布于4A、5A、5B、5D和7D染色体。以上基因组区域的关联性状是进一步研究的重点。     

小麦茎秆抗倒伏性能研究

为了研究小麦茎秆纤维素与小麦茎秆抗倒伏性之间的关系,采用微波辅助加热酸浸提法提取了小麦茎秆纤维素,通过光学显微镜、扫描电子纤维镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射光谱法(XRD)等方法对小麦茎秆纤维素光谱性能和形貌结构进行了表征。结果表明:抗倒伏小麦百农矮抗58茎秆纤维素含量为22.51%,结晶度高达74.47%;微波辅助加热酸浸提法所提取的小麦茎秆纤维素纯度高,具有典型的纤维素特征,小麦茎秆纤维素结晶体具有典型的纤维素Ⅰ的结构;小麦茎秆纤维素结构属结晶度高、大分子排列非常紧密的纤维;小麦茎秆纤维素的结晶度和小麦茎秆的倒伏指数具有一定的相关性,结晶度高,倒伏指数小,抗倒伏性能强;结晶度可以用来表征小麦茎秆纤维素的强度,有望作为衡量小麦茎秆质量的重要指标之一。     

小麦优异品系遗传构成的简单重复序列(SSR)分析

为了探讨优良品种形成的遗传学基础,本研究利用简单重复序列(SSR)标记分析了近期育成的3个丰产小麦(Triticum aestivum L.)品系(百农金光588、百农AK58-18和百农T5)及其姊妹系(百农0487和百农高光3709)的遗传构成.结果表明,2个杂交组合(周麦18/百农AK58和周麦16/温麦8号//百农160)中亲本对不同姊妹系的遗传贡献率均具有较大差异,其中百农AK58对百农金光588、百农AK58-18和百农0487的遗传贡献率分别为51.2％、57.0％和54.0％,高于亲本周麦18的贡献率;百农160对百农高光3709和百农T5的遗传贡献率分别为41.9％和36.4％,高于另外2个亲本(周麦16和温麦8号)的贡献率.在A、B、D基因组及21对染色体上,衍生后代对不同亲本遗传物质的继承率也表现丰富的多样性.百农金光588、百农AK58-18和百农T5分别具有109、36和55个不同于其他姊妹系的SSR特异位点,分别形成了11、3和3个特异染色体区段.这些基因组区段上存在许多与产量和抗病等重要农艺性状相关的基因和QTL,对提高小麦丰产性可能起了重要作用.     

基于一种新方法的小麦茎秆抗倒性研究

为了探讨小麦抗倒性测定的新方法,选用生产中大面积应用的6个小麦品种为材料,用自制的作物抗倒伏强度电子测定仪测定了大田条件下的小麦单茎、群体抗倒伏强度及其他与抗倒有关的因素,并与茎秆倒伏指数相比较。结果表明,小麦单茎抗倒伏强度和群体抗倒伏强度在花后均呈较强规律性变化,单茎的最大抗倒伏强度出现在花期,群体最大抗倒伏强度出现在灌浆盛期;单茎、群体抗倒伏强度与株高和重心高度呈极显著或显著负相关关系,这与倒伏指数反映的结果一致,证明用仪器便捷地测定小麦茎秆抗倒伏强度是可行的;单茎、群体抗倒伏强度与花后发育天数的关系均可用3次多项式进行拟合,其决定系数分别为0.996 4和0.968 4,生产中可依据抗倒性变化规律制定适时措施,降低倒伏几率。