玉米籽粒性状的研究进展及育种应用

【文章】 ：本文分析了玉米单穗产量、百粒重、籽粒构成、籽粒脱水性等籽粒性状与产量和机收的关系。单株粒数和百粒重与单株产量密切相关,通过改良单株粒数和百粒重可有效提高产量。单穗产量与绝大多数籽粒构型性状显著相关,特别是与粒长的相关系数最高；对单穗产量影响较大的性状有粒长、粒厚、穗长、出籽率和粒长/穗半径。玉米籽粒含水率决定籽粒的软硬程度,直接影响玉米机收的破碎率、损失率和杂质率,从而影响籽粒机收的效果。因此在实际玉米育种中,应选择出籽率高、品质好的玉米材料；关注籽粒性状,尽量选择穗粗、大粒、粒长等性状的材料进行研究；同时利用美系和欧洲的脱水性状突出种质材料,并充分利用杂优模式。这对于选育适合机械化收获的玉米新品种技术研究有重要的意义。     

玉米秆、穗、粒力学特性的品种与密度效应研究

为明确玉米"秆-穗-粒"力学特性的品种与密度效应,于2016年和2017年分别设置20个品种、7个品种×3个密度组合的田间试验,测定玉米茎秆-雌穗和穗轴-籽粒的连接力学特性,以及穗轴、籽粒的力学特性。通过方差分析、效应估算、多重比较、遗传相关等方法分析数据,结果表明,供试玉米品种的茎秆-雌穗连接力、穗轴-籽粒纵向和横向连接力、穗轴抗压碎力和抗弯折力的取值范围分别为291～579、5.57～13.69、5.10～9.66、1 070～3 849、140～355 N,籽粒抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度的变化范围分别是89～157 N、42.7～105.0 N及48.1～77.0 MPa。品种、品种×密度互作对茎秆-雌穗连接力和穗轴-籽粒纵向、横向连接力影响显著,品种、密度对穗轴抗压碎力和抗弯折力影响显著,穗轴抗压碎力和抗弯折力随种植密度的增加呈下降趋势。品种对茎秆-雌穗连接力、穗轴-籽粒纵向和横向连接力、穗轴抗压碎力和抗弯折力的总贡献率分别为52.08%、40.55%、18.71%、89.71%、56.92%,均高于其他效应因子的总贡献率。品种对籽粒抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度影响显著。籽粒抗压碎力分别与长度、周长、面积、表面积、体积、矩形度呈显著正相关,穿刺强度分别与厚度、面积、表面积、体积、矩形度呈显著正相关,抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度分别与比表面积呈显著负相关。综之,品种是影响玉米"秆-穗-粒"连接特性和穗轴、籽粒力学特性的主要因素,籽粒比表面积分别与其抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度相关性显著。这些结果可为玉米宜机收品种选育和栽培、收获机具设计提供参考依据。     

江苏省小麦籽粒蛋白质达标弱筋小麦的适生性分析与评价

【目的】弱筋小麦是制作饼干糕点类食品的原料,其烘烤特性很大程度上取决于蛋白质的质和量。小麦籽粒蛋白质含量（GPC,%）不仅由品种的遗传特性决定,还受到气候、土壤、栽培措施等影响。明确江苏省弱筋小麦适宜种植区域以及其地理、气候影响因素,可为江苏弱筋小麦的种植区划提供理论依据。【方法】在2年江苏省小麦品质抽样调查数据的基础上,利用随机森林算法筛选重要性指标,结合单组率Meta分析及其亚组分析,探究地理位置及气象因子对江苏省小麦籽粒蛋白质含量（GPC）达到弱筋小麦标准可能性的影响。【结果】2个年度江苏省小麦GPC平均值为13.92 %,其中2018年、2019年小麦GPC变幅分别为11.06%—18.09%、10.20%—16.50%,平均值分别为14.52%、13.33%,GPC<12.5%的样品分别占比10%、29.71%。从地理分布看,江苏的东南沿湖沿海地区小麦GPC达到弱筋小麦标准的可能性最高,达标可能性最高可达92%,其次是江苏东部沿海地区以及江苏西北部沿河一带。种植地距离一级河流和湖泊或者海岸线的最短距离为20—30 km时,达标可能性相对较高,为23.95%。从气象因子方面看,生育前期特别是出苗期和拔节期,降雨量对江苏弱筋小麦的形成影响较为重要;生育后期尤其是开花期以及灌浆期后期,积温对小麦GPC的影响更重要;且出苗和拔节期的日照时数及开花期的降雨量对江苏弱筋小麦的形成亦很重要,其中,江苏小麦GPC达标弱筋小麦标准的可能性与出苗期的降雨量呈正相关,而与出苗和拔节期的日照时数、拔节期的降雨量以及灌浆后期积温则呈负相关。【结论】江苏弱筋小麦适宜的种植范围受到水系分布与气象因素的共同制约,主要集中在东部沿海和东南沿海沿湖地区。在出苗、拔节期降雨量和开花灌浆期积温适宜的情况下,西北沿河一带的小麦GPC也可达标弱筋小麦标准。品质区划应重点考虑地理位置（水系分布等）和气候分布。     

大丽轮枝孢激活蛋白对小麦旗叶面积及其光合特性和籽粒产量的影响

为明确大丽轮枝孢激活蛋白（Verticillium Dahliae Asp-f2 Like，简称VDAL）对冬小麦旗叶面积、花后光合特性及籽粒产量的影响，于2017-2018和2018-2019年两个小麦生长季，以强筋冬小麦品种藁优2018为材料，在河北藁城设置大丽轮枝孢激活蛋白种子包衣，并在大田条件下设置春三叶（倒四叶）露尖（S3）、春四叶（倒三叶）露尖（S4）、春五叶（倒二叶）露尖（S5）、春六叶（旗叶）露尖（S6）以及孕穗期（SB）叶面喷施VDAL和全生育期不喷施VDAL（S0）6个处理，以不包衣且不喷施为对照（CK），分析了VDAL对小麦旗叶面积、花后光合特性和产量的影响。结果表明，S4和S5处理显著（P＜0.05）增加了旗叶的长或宽，从而增大了叶面积。S4、S5和S6处理可以维持旗叶花后较高水平的净光合速率。各喷施处理的籽粒产量均有不同程度的提高，与CK相比，两年间S4处理的籽粒产量均显著（P＜0.05）提高，2018-2019年，S5处理的穗粒数和籽粒产量也显著（P＜0.05）提高。综上，采用VDAL种子包衣，并于春生4~5叶龄喷施VDAL，可以增加旗叶面积和旗叶花后净光合速率，提高穗粒数和千粒重，从而达到增加产量的目的。     

大麦籽粒抗性淀粉含量快速测定方法研究

为探索快速高效测定大麦籽粒中抗性淀粉含量的方法，利用衰减全反射中红外（attenuated total reflection mid-infrared spectroscopy,ATR-MIR）和近红外（near-infrared spectroscopy,NIR）光谱技术，分别用3种不同方法进行预处理，建立大麦样品的抗性淀粉含量快速测定红外模型，通过不同预处理预测模型的校正和内部交叉验证结果的比较，依据决定系数（r）和均方根误差（RMSE）筛选出基于ATR-MIR和NIR光谱的最佳预测模型，再对最佳预测模型进行外部验证。结果表明，经基线位移校正+范围归一化（BOC+RN）预处理后的PLS模型为最佳ATR-MIR预测模型；经标准正态变换+Savitzky-Golay法一阶求导（SNV+1thD）的预处理模型为最佳NIR预测模型。用验证集材料对BOC+RN和SNV+1thD最佳预测模型的预测效果进行外部验证，光谱预测值与化学测定值之间没有显著差异，说明两种方法均可以用于大麦籽粒抗性淀粉含量测定；ATR-MIR光谱比NIR光谱具有更好的预测能力。     

中国河西走廊东灰山和西灰山作物遗存研究

河西走廊是古代中原文化和西域文化的交叉地带,也是古丝绸之路的重要通道。为了给研究东西方物质和文化交流在中国农业发展史上的作用提供实物证据,对甘肃民乐东灰山和西灰山现有材料采用遗址剖面土壤样本浮选、分拣、鉴定和理化分析方法,以现代作物种子为对照,确定遗址炭化作物籽粒的种类、性状差异及年纪。结果显示,东灰山遗址发现了炭化小麦、大麦、谷子(粟)、糜子(黍、稷)、黑麦、荞麦和燕麦籽粒,以及胡桃壳、枣核等;西灰山遗址发现了炭化小麦、谷子、糜子和大麦籽粒;两个遗址的作物种植结构基本一致。东灰山和西灰山发现的作物以小麦最为古老,距今在3 800~3 600年之间,西灰山小麦种植历史稍早于东灰山。在新石器晚期至青铜器时代,河西走廊的粮食生产已有比较合理的作物种类结构,包括小麦、大麦、谷子、糜子、黑麦、荞麦和燕麦等。炭化小麦籽粒较小,且大小不均匀,说明人工选育程度低。如对东灰山和西灰山作物和植物遗存开展系统性发掘,可能还会有更多新发现或新认知。     

抓好农业稳产保供和农民增收

保障重要农产品有效供给始终是“三农”工作的头等大事,实现农民收入到2020年比2010年翻1番是全面建成小康社会的硬任务。2020年中央1号文件明确要求,在实现全面小.康的关键之年,必须确保重要农产品供给不出问题、确保农民收入保持稳定增长势头,稳住“三农”这个基本盘。