黑龙江省春小麦产量突破的育种策略

针对春小麦品种产量水平提高慢,种植春小麦与其他作物比较效益低,黑龙江省小麦种植面积不断下降,引起种植业结构不合理问题,从5个方面阐述了春小麦产量突破的育种策略。从产量构成因素方面,在高收获穗数基础上,育种上应突出增加品种穗粒数的遗传改良;由于穗粒重的提高必将增大倒伏的风险,增强抗倒伏能力的育种更需加强;春小麦产量潜力的突破口在于提高春小麦品种干物质积累量方面;协调高产与稳产及产量与品质间矛盾等。     

外源ABA对寒地冬小麦东农冬麦1号幼苗生长及抗冷性的影响

为给高寒地区冬小麦返青率的提高提供依据,以抗寒品种东农冬麦1号为试验材料,在添加ABA(浓度分别为0、10-4、10-5、10-6、10-7mol/L)的琼脂(3%)培养基上暗培养(温度2～4℃,培养盒倾斜45°角),第11天分别调查胚芽和根系生长状况,研究了外源ABA对冬小麦幼苗生长及抗冷性的影响.结果表明,外源ABA对小麦的抗冷性有很大影响,低浓度的ABA可以促进低温下小麦的生长,提高其抗冷性,而高浓度则抑制生长.ABA提高小麦抗冷性的最适浓度为10-7mol/L.苗期低温下,ABA可以提高叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量,增加SOD活性,降低膜透性.根浸ABA对提高幼苗抗冷效果要强于叶喷ABA.     

寒地冬小麦叶片中可溶性糖及蛋白质含量对其穗分化进程的影响

营养物质的含量及组成影响着小麦的穗分化进程。为分析可溶性糖及可溶性蛋白质对冬小麦穗分化过程的影响,以熟期不同的5个冬小麦品种（系）为材料,在穗分化过程进行取样,测定不同时期冬小麦植株叶片中可溶性糖及可溶性蛋白质含量。结果表明：可溶性总糖、蔗糖和果糖含量在抽穗期相对于伸长期明显降低;果糖含量在单棱期最高;药隔形成期可溶性蛋白质含量最高,随后降低。由此得出,穗分化过程需要进行可溶性糖的消耗以及可溶性蛋白质的先积累后消耗,穗分化时间的长短取决于抽穗期发生的早晚,药隔形成期蔗糖和果糖的比值越大,抽穗可能越早。     

低温下冬小麦SOD及APX酶相关基因的表达分析

为进一步揭示寒地冬小麦抗寒的生理机制,以抗寒性差异较大的"东农冬麦1号"和"中国春"为材料,测定不同低温冷冻条件下小麦超氧化物歧化酶(SOD)相关基因TSOD-1、TSOD-2、TSOD-3以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)相关基因HAPX-1、HAPX-2、HAPX-3的表达差异。结果表明,TSOD-1、TSOD-2、TSOD-3、HAPX-2和HAPX-3基因在特定低温条件下于东农冬麦1号中的表达量明显高于中国春,而HAPX-1基因在东农冬麦1号中的表达量几乎均低于中国春。其中,TSOD-3基因在冻处理初期(低温驯化30d及-10℃2h)于东农冬麦1号中的表达量相对于中国春达到最大,分别是中国春中的8.63和11.78倍;HAPX-2和HAPX-3基因均在冷冻期(-12℃2h)于东农冬麦1号中的表达量相对于中国春达到最大,分别是中国春中的3.12和21.22倍。因此,初步推断TSOD-3、HAPX-2和HAPX-3基因是参与低温响应的重要基因。其中,TSOD-3基因在冷胁迫初期起主要作用,HAPX-2和HAPX-3基因在持续冷冻下起主要作用。     

温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响

以抗寒性不同的冬小麦品种"东农冬麦1号"和"济麦22"为试验材料,研究土壤含水量及低温交叉逆境下两个材料的生长习性及返青情况。结果表明,生长习性与温度及土壤含水量无关,在不同温度及不同土壤含水量下东农冬麦1号植株均匍匐于地面生长,济麦22均直立于地面生长;返青率与土壤含水量及温度直接相关,含水量在25%左右最适于返青,随着经历低温时间的延长及温度的降低,返青率略有下降,幅度在60%~100%。在一定幅度范围内,温度与返青率呈极显著正相关,含水量与返青率呈负相关。研究结果可为指导大田冬小麦封冻前及春季返青前浇灌提供理论依据。     

低温胁迫对冬小麦恢复生长后植株细胞膜透性和丙二醛含量的影响

为研究不同冬麦品种植株低温胁迫恢复生长后细胞膜受伤害程度的差异,以4个抗寒性不同的冬小麦品种(系)为材料,设置封冻期3个温度(负积温分别为120、240和480℃)和恢复生长后4个温度(未经低温胁迫、-3、-6和-9℃)处理,比较低温胁迫恢复生长后品种间细胞膜透性和丙二醛含量动态变化。结果表明,随着低温胁迫的加剧,不同品种相对电导率和MDA含量均呈增加趋势。抗寒性强的冬麦品种恢复生长后的植株质膜稳定性大于抗寒性弱的品种。恢复生长的冬小麦对低温有一个适应过程,-3℃低温胁迫下,抗寒性有所增强;在-6℃低温胁迫下,细胞膜也有所恢复;进一步的低温,则导致膜脂过氧化的加剧。     

低温下东农冬麦1号地下茎处差异蛋白的分析

为研究小麦品种的抗寒机理,以东农冬麦1号为材料,根据连续三年的冬小麦低温驯化及越冬期的气温资料,当小麦长至6叶期时,设定不同温度处理,分析不同温度下植株地下茎处蛋白质的变化.结果表明,4个降温处理中小麦植株地下茎处共有17个蛋白点发生显著变化.在这4次降温过程中重复出现的8蛋白点分别参与26 S蛋白水解途径、呼吸代谢、三羧酸循环、叶绿素合成,其中有一个位点是抗性蛋白.通过这8个蛋白点在不同温度下表达量的变化及蛋白点的功能对东农冬麦1号地下茎处抗寒性做了初步的推测.     

低温驯化及封冻后不同抗寒性小麦品种的形态建成及生理基础分析

为比较抗寒性不同的冬麦品种对低温胁迫的适应性,在低温驯化及封冻阶段对东农冬麦1号(抗寒)、东农705 (较抗寒)和济麦22 (不抗寒) 3个品种的植株形态和叶、叶鞘、分蘖节的若干生理指标进行了调查。结果表明,东农冬麦1号在封冻前形成的分蘖数、分蘖叶数显著高于其他两个品种;低温胁迫下3个品种各个部位的含水量均降低,东农冬麦1号地上部含水量降低较快,分蘖节含水量降低较慢且保持较高水平,而济麦22地上部含水量降低较慢,分蘖节含水量降低较快。电导率变化表明,东农冬麦1号、东农705品系和济麦22叶片分别在封冻后30、20和0 d死亡。东农冬麦1号叶片、叶鞘的可溶性总糖含量最高,济麦22最低;封冻期东农冬麦1号分蘖节可溶性总糖含量最高,济麦22最低。封冻后20 d东农705品系和济麦22叶片SOD失活,封冻后40 d东农冬麦1号叶片SOD仍有活性,调查期内济麦22各个部位SOD活性显著低于其他两个品种;封冻期东农冬麦1号叶鞘和分蘖节POD活性保持较高水平,东农705品系分蘖节POD活性较高,而叶鞘POD活性迅速降低,济麦22叶鞘和分蘖节POD活性均处于较低水平。     

低温驯化阶段不同抗寒性冬小麦品种生理代谢的比较

为分析寒地冬小麦越冬性的生理基础,比较低温胁迫下东农冬麦1号(强抗寒)和济麦22(弱抗寒)两个品种小麦幼苗的鲜重、干重、相对含水量及其叶片和分蘖节的电导率和脯氨酸含量变化。结果表明,低温驯化阶段东农冬麦1号干物重显著高于济麦22,气温低于0℃时,东农冬麦1号干重仍增加,而济麦22则降低。济麦22相对含水量显著高于东农冬麦1号,10月29日(-2℃/7℃)东农冬麦1号植株的相对含水量迅速降低,而济麦22植株的相对含水量在11月2日(-3℃/5℃)迅速降低。两个品种分蘖节的脯氨酸含量显著高于叶片的脯氨酸含量,东农冬麦1号分蘖节的脯氨酸含量高于济麦22分蘖节的脯氨酸含量。低温胁迫下济麦22叶片的相对电导率高于东农冬麦1号。     

春小麦穗分化不同阶段对小穗数的影响

为了解春小麦穗分化的不同阶段对小穗数的影响,以小穗数有差异的5个小麦品种为材料,对其穗分化各个阶段的天数与总小穗数进行通径分析,结果表明:尽量加快伸长期、单棱期的分化速率,缩短这2个分化时期的时间、延长二棱期分化的天数是提高春麦总小穗数的途径。