水分亏缺对不同抗旱性小麦穗部光合及碳同化物转运的影响

为了解水分亏缺下小麦穗部光合对产量的贡献,采用盆栽试验及14 C-同位素示踪方法,研究了水分亏缺对不同抗旱性小麦花后穗部光合及穗光合产物向籽粒转运及产量的影响。结果表明,与正常供水处理相比,水分亏缺后,旱地品种西农1043灌浆前期穗部净光合速率、颖壳中可溶性总糖含量、籽粒14 C-同化物分配率增加,而水地品种陕253均下降。收获后,水分亏缺显著降低了陕253颖壳及内外稃中光合同化物滞留率、籽粒产量和水分利用效率(P<0.01),而对西农1043的影响不明显(P>0.05)。说明适度水分亏缺会提高旱地小麦灌浆前期穗部的碳同化能力,加速灌浆前期穗部光合产物向籽粒的转运,以维持一定的产量水平。     

水分胁迫对不同倍性小麦穗部干物质积累和分配及转运的影响

为了进一步挖掘小麦穗部的干物质生产潜力,以野生一粒小麦（Triticum boeoticum,二倍体）、野生二粒小麦（T.dicoccoides,四倍体）、碧蚂1号（T.aestivum Bima 1,六倍体）3种不同染色体倍性小麦为材料,在干旱和灌水两种水分处理下,比较不同倍性小麦品种穗部干物质分配规律、转运特性及对产量的贡献率。结果表明,在两种水分条件下,不同倍体小麦穗部各器官干物质分配规律存在差异,与六倍体和二倍体小麦相比,四倍体小麦的穗轴、颖壳干物质分配率最低,其花前干物质转运量、转运效率及对籽粒的贡献率最高。六倍体的花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率均大于其他两种小麦。水分胁迫由于降低了营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的再分配及花后干物质的积累与转运,从而降低了产量。水分胁迫下,四倍体小麦的产量下降幅度最小,可能与四倍体小麦穗部干物质分配率低、转运效率高有关,其穗部器官干物质能更多地向籽粒转运分配,滞留物最少,使得千粒重增加。因此,水分胁迫下,四倍体小麦表现出更强的耐旱性。     

小麦光合器官对不同穗位和粒位粒重及蛋白质含量的影响

为探明小麦叶片与非叶光合器官对不同穗位和粒位籽粒发育的影响,以济麦22为试验材料,开花期设置剪叶、包穗、包茎等7种处理,分析了不同处理下不同穗位和粒位粒数、粒重和蛋白质含量的差异。结果表明,小麦穗对穗上部和下部弱势粒数影响显著,与叶片共同作用对穗上部强势粒数及穗中部和下部粒数,以及与茎和叶片共同作用对穗上部粒数、穗中部和下部弱势粒数均影响显著;穗对不同穗位强势粒重和穗上部弱势粒重影响显著,旗叶对穗中部和下部强势粒重、穗上部和中部强势粒重及穗下部粒重影响显著;包穗、剪旗叶和剪倒二叶处理显著提高穗上部强势粒及穗中部和下部籽粒蛋白质含量;剪倒三叶和剪倒四叶+剪倒五叶处理显著提高穗下部强势粒蛋白质含量;同一穗位的强势粒蛋白质含量大于弱势粒,不同穗位籽粒的平均蛋白质含量表现为穗下部穗中部穗上部;同一穗位的弱势粒蛋白质含量变异系数大于强势粒,穗上部的籽粒蛋白质含量变异系数大于穗中部和下部。因此,建议小麦育种中应注重穗光合选择,适当增加小穗排数,减少高穗位粒数,可能是提高小麦产量潜力和改善品质的重要途径。     

减源对不同穗型小麦品种干物质积累及其运转的影响

为给小麦育种在源、流、库性状改良方面提供理论依据,以三种穗型的6个小麦品种为材料,研究了减源对不同穗型小麦干物质积累及其运转的影响.结果表明:(1)叶源亏缺导致干物质累积量和穗粒重降低,减源越多、减源叶位越高,二者降低幅度越大;(2)叶源亏缺可以大幅度提高剩余叶源的光合速率和营养器官花前储藏物质对籽粒的贡献率,但其效应不能完全补偿叶源亏缺造成的光合损失;(3)小麦籽粒产量的80%(中穗型和多穗型)～90%(大穗型)来自花后光合产物的积累,叶源是小麦籽粒库扩建的核心光合源;(4)营养器官花前储存物质可以大幅度被调运用于籽粒库的扩建,小麦生育后期叶源的光舍速率不但可以被提高,而且随生育期推进而下降的速度也可以减缓;(5)三种穗型小麦比较,在相同减源条件下,大穗型小麦的光合积累量和穗粒重的降低幅度及光合速率随生育期推进的降低幅度远小于中穗型和多穗型小麦,大穗型小麦营养器官花前储存物质对籽粒库的贡献率远小于中穗型和多穗型小麦,且花后光合产物的分配也不够合理,说明大穗型小麦源、流、库性状改良的产量潜力远高于中穗型和多穗型小麦.适当减小叶面积、提高分蘖成穗率、增加群体穗数,以及在群体水平上增源、畅流、扩库,可能是大穗型小麦源、流、库性状改良的方向.     

麦类作物穗器官的光合性能研究进展

由于麦类作物穗器官的光合作用在整株物质生产中占有重要位置,对籽粒产量具有重要贡献,因此应当充分认识当前小麦高产和超高产探索中,穗茎非叶器官的光合优质。穗光合表现出明显的C4型或者C3～C4中间型特征,能够将籽粒呼吸释放的CO2重新固定,对干旱高温的忍耐性明显强于叶片。本文从穗光合对籽粒产量的贡献、穗光合组织结构和光合特性等方面综述了麦类作物穗器官光合性能的研究进展,并提出在小麦超高产实践中发挥非叶器官光合优势的观点。     

云南铁壳麦穗发芽抗性及成因初步研究

为给云南铁壳麦在小麦抗穗发芽育种中的应用提供依据,以收获后保存于-20℃和常温下的云南铁壳麦为材料,研究了其穗发芽抗性的多样性及其形成因素。结果表明,32份云南铁壳麦平均穗发芽率为14.3%,穗发芽度为6.01%,具有很强的穗发芽抗性;整粒平均发芽率为24.3%,发芽指数为21.8%,表现出较强的休眠性;其中有3份铁壳麦休眠性较弱,2份在常温保存3个月后发芽率依然低于50%,休眠期较长。半粒的平均发芽率和发芽指数分别为40.2%和28.7%,推测休眠性与种皮以及种子内的抑制物质有关。在颖壳+籽粒发芽实验中,-20℃保存材料的平均发芽率为11.8%,发芽指数为9.4%,说明颖壳浸出液对籽粒发芽有较强的抑制作用;常温下保存材料的平均发芽率在第1、第3、第5和第7天分别为27.4%、7.5%、1.9%和0.6%,8 d后仍有34.1%的籽粒未能发芽,说明随着实验时间的延长,颖壳中抑制物质的浸出液浓度逐渐增加,抑制作用加强。从抑制率来看,种皮抑制率＞颖壳机械抑制率＞颖壳浸出物抑制率,表明云南铁壳麦的穗发芽抗性主要来自于种子的强休眠性,颖壳的机械作用和浸出物的抑制作用也是主要的形成因素。     

冬小麦麦穗生长过程的模拟研究

为了实现小麦麦穗生长过程的可视化表达，以不同氮肥处理条件下不同类型小麦品种的两年田间试验为基础，通过连续观测并记载不同处理条件下的小麦主茎和分蘖麦穗形态指标（包括穗长、穗宽和穗厚），综合分析了小麦麦穗形态指标随生育进程和环境条件的变化规律，并利用系统分析方法和动态建模技术，构建了冬小麦麦穗生长过程的动态模拟模型。结果表明，麦穗的伸长过程符合S型曲线，而不同蘖位麦穗的最终长度符合二次曲线，且在不同氮肥处理之间均差异明显；采用Logistic方程描述了麦穗长度的动态变化过程，用二次曲线和线性方程定量描述了穗形的动态变化过程，同时采用旗叶的SPAD值量化了氮素对麦穗生长特征的影响；并利用不同小麦品种的田间试验资料对所建模型进行了测试和检验。结果显示，不同时期麦穗穗长、穗宽和穗厚预测值的平均RMSE分别为0．28、0．05和0．04cm。表明模型具有较强的动态预测性和可靠性，从而为进一步建立虚拟小麦生长系统奠定了基础。     

春小麦颖壳中水溶性物质对成熟籽粒发芽的影响

利用８个穗发芽不同敏感程度的春小麦品种,研究了成熟小麦颖壳中水溶性物质对籽粒发芽的影响,结果表明,颖壳中存在着某种发芽抑制物质,品种间存在着的差异,颖壳中的发芽抑制物质对发芽后,４８ｈ的胚芽生长有普遍抑制作用,能胚根生长影响不大,但明显降低３－５条胚根的化值,因品种而异,颖壳中的发芽了制物质对穗发芽的抑制程度最多可达４０％。     

不同施肥条件下小麦光合器官对单穗产量的影响

为了解小麦光合器官对产量的作用以及施肥的调节效应,通过剪叶、包穗、包穗下节等处理,研究了不同施肥条件下小麦光合器官对千粒重、穗粒重、穗粒数的影响以及对千粒重贡和穗粒重的贡献率.结果表明,施肥既影响叶器官也影响非叶器官对产量的效应,且氮磷钾配合方式对小麦不同光合器官之间增产效果的影响差异显著.非叶光合器官中穗对产量的影响最大,主要是对千粒重影响明显,叶光合器官中旗叶对产量影响较大,叶主要是对穗粒数的影响显著.     

不同麦区小麦品种穗发芽抗性及其与穗部性状的相关性

为探究不同麦区小麦品种的穗发芽抗性及其与穗部性状的相关性,以黄淮冬麦区(南片和北片)、北部冬麦区及长江中下游麦区的235份小麦品种为试验材料,选用2个能够有效用于穗发芽抗性筛选的分子标记Vp1B3和WMC104,结合整穗发芽试验,对各麦区小麦品种穗发芽抗性进行鉴定,并分析穗发芽抗性与穗部及籽粒性状间的相关性。结果表明,长江中下游麦区小麦穗发芽抗性显著高于其他三个麦区,其供试小麦品种60%以上达到抗性等级,其余三个麦区中达到抗性等级的品种均不超过30%;供试品种中,扬麦10号、荆麦103、川农16等15个品种为高抗穗发芽品种,发芽率均值为4.85%,是穗发芽抗性育种中的重要抗性资源。整穗发芽率与穗部及籽粒性状相关性分析表明,穗发芽率与籽粒颜色极显著正相关,与小穗密度、千粒重、籽粒宽度等显著正相关。在育种过程中,可将籽粒颜色、小穗密度、千粒重及籽粒宽度等作为抗穗发芽小麦品种的重要参考指标。     

强筋小麦不同穗位及花位籽粒粒重和品质的变化

为探明强筋小麦籽粒粒重和品质在穗上的分布规律,试验选用6个强筋小麦品种,测定了不同穗位、不同花位籽粒粒重和品质指标。结果表明,籽粒粒重和品质不因穗位的不同而变化,不同花位上的籽粒粒重分布呈现单峰曲线,第2花位粒重最高;蛋白质含量、沉淀值大致随小花花位的增高而降低．特别是各小穗第3、4小花位较第1、2小花位上的籽粒品质极显著变劣,千粒重、蛋白质含量、沉淀值差异极显著。据此,可在强筋小麦育种和栽培中通过少花保优质、多穗保高产,达到实现高产优质的目的。     

两种穗型冬小麦品种产量形成特点及超高产关键栽培技术研究

为给小麦大面积高产栽培提供依据，1997～1999年在河南省偃师市高产麦田研究了多穗型和大穗型小麦品种产量形成特点及超高产关键栽培技术。结果表明．多穗型和大穗型冬小麦品种在群体动态变化、小穗和小花发育、籽粒灌浆过程等方面有较大差异。针对多穗型品种在高产奈件下分蘖成稳率高、穗粗重较低的特点，采取在拔节期追氮的措施能有效减少小花、子房退化，达到穗粒数增加、粒重提高的效果；大穗型品种分化小穗、小花数多，穗粒数高，在拔节期以后分蘖发育明显慢于主茎，致使分蘖成穗率低，群体穗数不足，产量低于多穗型品种，适当增加播量可有效增加穗数，提高小麦产量。     

Spring wheat response to timing of water deficit through sink and grain filling capacity

Water and nitrogen (N) availability are the main factors influencing crop growth globally. Poorly distributed or insufficient water for crop growth requirements decreases yields in drought-prone areas such as those with a Mediterranean type environment. Cereal grain yield is a complex trait of interrelated components: plants per unit land area, spikes per plant, spikelets per spike, grains per spikelet, and single grain weight (SGW). The effect of water limitation and timing on development of yield components was studied in detail at the spike level in spring wheat (Triticum aestivum L.) cultivar Amaretto. An experiment with three watering treatments (control watering, CONT; drought prior to pollination, DR1 and terminal drought, DR2) was arranged in a large greenhouse (20 m × 30 m), with the use of standard field-trial machinery. Automated blackout curtains were used to control day length, which was set to correspond to that at 40°N. With watering treatments, two N application rates (60 and 120 kg N ha⁻¹) were used to investigate the N effect and potential watering × N interaction on yield formation and realisation. The water deficit effect exceeded the effect of N on fertile floret and grain number and SGW. DR1 strongly reduced the number of fertile florets and grains, whereas terminal drought reduced the number of grains per spike. Resuming the watering at pollination markedly enhanced photosynthesis, and hence grain filling capacity, resulting in the highest SGW in DR1. Enhancement in availability of key resources was associated with reduced rate of fertile floret and grain abortion, which resulted in higher grain to fertile floret ratio in DR1. Spikelets in the mid-section of the spike dominated yield formation in all treatments. In DR1 this was especially emphasised as 53% of the grain yield was produced in spikelets 4–6, whereas in DR2 and CONT this was 45 and 41%, respectively. Grains in proximal position in the spikelets produced about 80% of the spike grain yield, the proportion being slightly higher in stressed plants and plants receiving 60 kg N. No marked N × water deficit treatment interaction occurred for any of the measured parameters.     

氮肥运筹对不同茬口强筋小麦籽粒产量和品质的影响

为了探讨不同茬口下施氮对强筋小麦籽粒产量和品质的最佳效应,以强筋小麦品种烟农19号为材料,研究了施氮量和追氮时期对不同茬口小麦籽粒产量及品质的影响。结果表明,施氮量和追氮时期对不同茬口下强筋小麦的籽粒产量和品质均有显著的影响。在0～240kg／ha施氮量范围内烟农19号单位面积穗数、每穗粒数和产量随施氮量的增加而显著提高,且旱茬麦产量极显著高于稻茬麦,主要是提高了每穗粒数和千粒重。小麦籽粒蛋白质和面筋含量、沉淀值均随施氮量的增加而显著增加,旱茬麦的品质显著优于稻茬麦。在两种茬口下,烟农19号籽粒产量、蛋白质产量与施氮量均成二次曲线关系,稻茬麦在施氮量为251．26～280．24kg／ha、旱茬麦在施氮量为281．03～303．02kg／ha范围内籽粒产量和蛋白质产量可达到同步提高。拔节期和孕穗期追施氮肥可有效提高单位面积穗数、每穗粒数和产量,且籽粒蛋白质、湿面筋含量和沉淀值显著提高。本试验条件下,旱茬麦在拔节期至孕穗期、稻茬麦在孕穗期追施氮肥可同步提高强筋小麦籽粒产量和品质.     

云南省不同环境对二棱大麦产量及产量构成因素的影响

对2004至2007年云南省22品种次的二棱大麦在云南省(高、中、低)3个不同海拔环境下进行产量构成因素变化及其与产量的相关分析和通径分析。结果表明产量、有效穗、千粒重和生育期在不同环境下差异达到极显著水平,穗粒数和株高差异不显著;平均产量在低海拔环境最高,高海拔环境下最低;在低海拔环境下,有效穗和千粒重都显著高于其它两个环境,生育期在高海拔环境下最长,平均比低海拔环境下长2d。相关分析表明在高海拔环境下产量构成三因素与产量的相关性大小为有效穗>千粒重>穗粒数,且穗粒数与产量负相关;在中海拔环境下穗粒数>有效穗>千粒重;低海拔环境下则为千粒重>有效穗>穗粒数。通径分析表明在中海拔环境下穗粒数对产量的直接效应最大,其余环境都是千粒重的直接效应最大;而在高海拔环境下穗粒数对产量的直接效应为负值。     

不同小麦品种（系）对盐碱胁迫的生理及农艺性状反应

对１３份小麦品种（系）在盐碱地进行田间耐盐性鉴定,研究了不同品种光合生理及农艺性状对土壤盐碱胁迫的反应。结果表明,不同品种对土壤盐碱胁迫的反应不同;不同品种、不同时期叶绿素含量及叶绿素荧光值在盐碱胁迫下都有一定的下降。不同农艺性状对盐碱胁迫的反应也不相同,受胁迫的程度依次为产量＞单位面积穗数＞株高＞千粒重＞单穗粒数＞穗长;在盐碱地上产量受限制的主要因素是单位面积穗数和千粒重等。以苗期作为小麦耐盐鉴     

春季单次灌水对冬小麦产量构成的影响

以冀麦38为试验材料,进行春季田间不同时期单次灌水试验,以研究小麦不同穗发育时期定量灌溉对产量构成因素的影响。结果表明,单次灌水可以协调产量形成的源库关系,雌雄蕊分化期灌溉。单位面积粒数最多,干粒重最低,形成源大库小的群体;抽穗期灌溉,单位面积粒数最少,千粒重最高,形成源小库大的群体;四分体时期灌溉,两者平衡配置比较理想,产量与其他处理相比较高。小麦产量构成因素中,单位面积粒数和干粒重成反比,雌雄蕊分化期充足的土壤水分,扩库作用最强,单位面积担数最多;雌雄蕊分化期后。水分的扩库作用遥渐减弱,增源作用逐渐变强,以抽穗期灌水的增源作用最明显。     

超大穗型小麦源、流与库相关效应的试验研究

以超大穗型小麦为材料，以一般穗型小麦为对照，通过剪穗，剪小穗留茎，叶，保“源”，“流”控“库”和分期收获处理，研究源，流对库的关系与影响。认为源，流输出总量，取决于单个籽粒库的数目，与单个籽粒库数目成正比。源，流因素对单个籽粒库容量大小不起显著影响。源，流输出受籽粒单库数目的制约会出现形式上的滞后性，籽粒单库在自身营造方面会出现工作状态上的自然惰性现象。要克服滞后性和自然惰性现象的影响，提高对光能的利用率，实现高产，最有效的途径是在增加粒重的基础上，主要是增加籽粒数，小麦穗是籽粒的载体，也是光合产物的主要集中地，以多花，大粒组建多粒小穗，以增加小穗数架构超大穗，提高对光合产物的措施，是超大穗小麦育种所要实现的主要目标。超大穗型小麦与一般穗型小麦在源，流，库相关效应方面基本上没有差异。     

Increased grain yield and micronutrient concentration in transgenic winter wheat by ectopic expression of a barley sucrose transporter

Optimising assimilate partitioning to spikes is important to increase wheat yield potential. Novel winter wheat lines (HOSUT), ectopically expressing barley sucrose transporter HvSUT1 controlled by the barley Hordein B1 promoter were used to evaluate the potential of improved sucrose uptake capacity on grain yield and quality under field-like conditions. Three independent HOSUT lines were grown over three years in micro-plots. Grain yield per plot was significantly increased by 28%, together with higher protein yield per plot and higher iron and zinc concentration when compared to the non-transformed control wheat Certo. Thousand grain weight was enhanced, indicating that expression of HvSUT1 increases individual grain sink strength. HOSUT grains are larger, display increased grain width and to a lesser extent grain length, indicating transgene effects at a stage when grains grow under filial control. Grain number per spike was decreased by 15% and protein contents by 5%, on average, especially that of glutenins. Overall, despite some compensating effects on grain number per spike and protein contents, HOSUT lines generate a significant yield advantage. The findings can contribute to understanding determinants of grain size and number and its relationship to grain sink strength and might identify limitations of wheat yield potential.     

超高产冬小麦四种微量元素的积累及其与产量性状的关系

为了明确超高产冬小麦锰、锌、铜、硼的吸收积累特点及与产量相关性状的关系,于2005-2006年冬小麦成熟期测定了不同小麦品种产量相关性状及植株和籽粒中锰、锌、铜、硼的含量与积累量。结果表明,成熟期不同冬小麦品种植株和籽粒中4种元素的含量和积累量存在不同程度的差异,但都表现为锰>锌>铜>硼。植株锰积累量与穗粒数呈显著正相关,植株锰含量和积累量与单株成穗数呈显著负相关。植株和籽粒锌含量和积累量与每穗小穗数、结实小穗数和穗粒数呈正相关,与不孕小穗数呈负相关,但相关均未达到显著水平。植株铜含量与每穗小穂数、结实小穗数、穗粒数和产量均为正相关,且相关达到显著或极显著水平。植株铜积累量与总小穗数、结实小穗数呈显著正相关,与不孕小穗数呈显著负相关。植株硼积累量与产量达到显著正相关水平。综合分析可知,4种微量元素在增加产量和优化产量构成因素中起着不同的作用,在小麦生产中应针对具体的限制因素确定不同微量元素肥料的施用技术。