冬小麦不同穗位籽粒淀粉粒差异及其与粒重的相关性

为研究小麦不同穗位籽粒淀粉粒差异及其与粒重相关性, 以露天池栽冬小麦济麦20, 测定不同小穗位成熟颖果胚乳细胞大小、淀粉粒的数目、体积和表面积分布及胚乳发育过程中淀粉体数量变化。结果表明, 小麦胚乳淀粉粒发育具有显著的粒位、穗位效应, 相同小穗位, 强势粒淀粉体起始时间比弱势粒早4~5 d。相同粒位, 中部小穗籽粒淀粉体最先发育, 上部小穗次之, 下部小穗最晚。淀粉体数量在中部小穗籽粒最多, 随着灌浆进程, 下部小穗逐渐赶上并超过上部小穗。成熟籽粒淀粉粒数目分布总趋势为B_L型>B_S型>A型; B_S型淀粉粒表现强势粒>弱势粒, 且随小穗位的升高而呈增加趋势; B_L型则相反。淀粉粒的数目分布导致其体积与表面积分布表现出相同的变化趋势。粒重与大、小淀粉体数目相关系数随灌浆进程逐渐增大, 且前者大于后者; 成熟期分别达到0.88^**和0.78^**。粒重增加与大、小淀粉粒数目增长的相关系数分别高于0.96^**和0.93^**, 前者在穗位间差异不显著, 后者表现为下部小穗>上部小穗>中部小穗。小麦胚乳淀粉粒形成及粒度分布既具有强弱势籽粒间的粒位效应, 也具有显著的小穗位效应; 弱势籽粒仍有通过增加淀粉粒数量以减小其与强势籽粒间粒重差异的调控空间。     

不同小麦品种粒重和蛋白质含量的穗粒位效应分析

小麦籽粒的发育存在时空差异,不同穗粒位的粒重和蛋白质产量也存在差异,剖析粒重和籽粒蛋白质含量的穗粒位效应,有助于深入了解小麦产量和品质的形成机制。于2009—2010和2010—2011小麦生长季进行大田试验,选用3种类型4个品种,分析了不同穗粒位的粒重、蛋白质积累和蛋白质含量的动态变化。结果表明,粒重和蛋白质积累量的穗粒位间变异大于年份(环境)间变异和基因型间变异;蛋白质含量的年份间变异大于基因型间变异和穗粒位间变异,而成熟期穗粒位间变异最大。大粒品种易受环境影响,小粒品种比较稳定。优质面包小麦品种开花后各时期的籽粒蛋白质含量普遍高于中筋小麦,但不同时期、不同年份差异较大。开花后各时期,强势粒的粒重、蛋白质积累量和蛋白质含量显著大于弱势粒,中部籽粒显著大于上部和下部籽粒;随着灌浆进程穗中部与下部籽粒的差异变小,至开花后36 d时,中部和下部籽粒的蛋白质含量无显著差异。随籽粒灌浆进程,不同品种各穗粒位的粒重和蛋白质积累均呈"慢–快–慢"的"S"型曲线变化,蛋白质含量均呈"高–低–高"的"V"型曲线变化,灌浆后期,中部和下部强势粒以及下部弱势粒的蛋白质含量增长速度明显快于其他穗粒位籽粒。粒重最大生长速率出现在开花后18~21 d,快速增重时期为开花后12~26 d;籽粒蛋白质最大积累速率出现在开花后21~24 d,快速积累时期为开花后13~32 d。根据本研究结果,我们认为高产优质小麦品种的特征是籽粒不宜过大,小花位粒数不宜过多,且中、下部籽粒较多,开花后13~26 d灌浆速率快。     

冬小麦籽粒蛋白质含量及氮代谢关键酶活性的穗粒位差异

为了给不同专用小麦的育种及高产优质栽培提供参考。在大田试验条件下,采用强、中、弱筋小麦品种郑麦366、豫麦49-198、郑麦004,研究了不同穗粒位籽粒蛋白质含量、SDS沉降值及氮代谢关键酶活性的差异。结果表明,对于蛋白质含量,强、弱筋力类型小麦品种穗位差异均表现为下>中>上,而中筋品种豫麦49-198则表现为中>下>上;3个小麦品种蛋白质含量在不同粒位之间均表现为G1、G2位蛋白含量显著高于G3位,表明G1、G2位籽粒对提高蛋白质含量有利。3个品种籽粒SDS沉降值均表现为中、下部籽粒较高;郑麦366的中、下部穗位的G1位SDS沉降值显著高于其他粒位;对于中筋和弱筋品种,粒位差异为G2>G1>G3。对于GS酶活性来说,郑麦366和豫麦49-198的下部穗位籽粒活性较高,而弱筋品种郑麦004中部穗位籽粒活性较高。而GOGAT酶活性均表现为下部穗位最大,上部穗位最小,粒位则表现为G3最小。蛋白含量、SDS沉降值与酶活性的相关分析表明,GS和GOGAT酶活性与籽粒蛋白质含量和SDS沉降值显著正相关。在小麦育种及栽培中,对于强、中筋小麦品种,适当减少花位以保证品质、增加穗数保证产量;对于弱筋小麦品种,则适当增加花位以增加产量及改善加工品质。     

播种密度对旱地不同类型冬小麦产量和水分利用效率的影响

在旱地条件下,选择3个不同类型冬小麦品种进行播种密度研究,结果表明,单位面积小麦产量随密度变化的关系可用二次抛物线回归方程来表达,品种对获得最佳经济产量的播种密度要求不同,每hm2多穗型315万、中间型369万、大穗型433万;播种密度对穗数与穗粒数的变化影响较大,对千粒重影响相对较小;品种与种植密度的不同,对整个小麦生育期田间耗水量无明显影响,水分利用效率与产量的变化趋势基本一致。     

春小麦不同穗位和粒位籽粒蛋白质积累方式的初步研究

利用多小穗大粒型春小麦品种东农7742，研究了不同穗位和粒位籽粒蛋白质积累方式，结果表明：随着灌浆成熟，各部位籽粒蛋白质含量逐渐增加；穗内成熟籽粒蛋白质含量相差9％；不同穗位籽粒蛋白质积累相对含量的顺序为中部粒＞下部粒＞上部粒；不同粒位蛋白积累相对含量的顺序则是第2小花粒≥第1小花粒＞第3小花粒。不同位置籽粒蛋白质的积累能力与其相应的粒重有一定关系，但并非完全一致，表明着生部位和发育时间的早晚及生理机制的差异，影响着蛋白质的积累过程和最终合成。     

麦穗不同粒位粒重差异及喷药效果研究

通过对小麦穗上不同部位籽粒的重要差异及盛花期喷药对穗上粒重分布的影响的研究，结果表明穗上不同部位籽粒的单粒重有显著差异，且可以分为大、中、小三个粒区。此外，盛花期喷药在提高粒重的基础上，还提高了麦穗各粒位上籽粒重量的整齐度。     

不同年份对小麦穗数穗粒数的影响及其对策

通过多年的小区高产栽培试验和高产攻关，对小麦的穗数、穗粒数进行了研究。结果表明，在相似栽培条件下，有的年份间穗教相差较多，有的年份间穗粒教相差较多。年后幼苗阶段积温，是决定穗数多少的主要因子；小麦返青后5d平均滑动气温首次≥4℃至拔节前的天数，是决定穗粒数多少的主要因素。但只要采取相应的技术措施，不论什么年份，均可获得足够的穗数和较多穗粒数。     

小麦穗籽粒数、单粒重及单粒蛋白质含量的小穗位和粒位效应

通过系统分析2个品种与2个施氮水平的试验资料,确立了小麦穗籽粒数、单粒重、单粒蛋白质含量与蛋白质产量的小穗位和粒位效应。结果表明,不同小穗位结实籽粒数、小穗重,不同粒位粒重、单粒蛋白质含量与蛋白质产量均呈现二次曲线分布。2个品种穗部籽粒的分布存在显著差异,多粒型品种在不同施氮水平下每小穗结实粒数、单粒     

不同播期和品种小麦小花结实的粒位差异

确定小麦不同小穗位和小花位发育与结实特性是实现大穗多粒的重要前提，本文通过对冬，春性小麦品种分期播种试验得出，较高的小穗结实力是增加穗粒数的重要因素，不同播期，品种之间，小穗粒重和粒数呈现相同的变化趋势，中部以及基部小穗粒重与穗粒重之间呈高度正相关，体现环境差异的播期效应以对中部小穗发育的影响为主，而冬，春性品种的基因型差异可反映在各个小穗位上，第2小花粒的子粒发育状况反映整个小穗的生产能力，结果表明，促进中部优势小穗（第5－15小穗）结实和第1－3小花位子粒发育是提高小花结实率和穗粒重的关键。     

两种穗型粳稻不同粒位籽粒垩白性状的比较分析

选用典型的直立穗型和弯曲穗型粳稻品种为材料,对两种穗型粳稻穗上不同粒位籽粒外观品质性状的差异及其分布特点进行了研究。结果表明,粳稻品种的穗型特征与品种间的垩白粒率、垩白度和透明度高低无直接的联系。同一稻穗内的不同部位间籽粒相比,垩白粒率、垩白度基本都表现为下部>中部>上部,透明度则基本相反。同一稻穗内的不同枝梗间相比,着生在二次枝梗上籽粒的垩白粒率和垩白度相对较高,而一次枝梗上的籽粒相对较低,透明度则相反。同一枝梗间的不同着粒部位相比,一次枝梗上6个粒位的垩白粒率和垩白度第1,5,6粒位较低,第2,3位较高,二次枝梗上3个粒位的垩白粒率和垩白度第1粒位最低,第2粒位最高,透明度则相反。粳稻穗型特征与品种间外观品质的优劣并无直接联系,同一稻穗内不同籽粒间的外观品质好坏与其颖花在穗上的开花顺序有密切联系。     

种植密度对两种穗型冬小麦品种干物质和氮素积累、运转及产量的影响

在大田试验条件下,研究了不同种植密度对两种穗型冬小麦品种干物质和氮素积累、运转及其籽粒产量的影响.结果表明,两种穗型冬小麦品种花前植株干物质及贮藏氮素运转量均以适宜的低密度处理表现较高,其中干物质运转量以茎鞘最高,氮素运转量以叶片最高;花后植株干物质及贮藏氮素运转量两品种间表现不一致,大穗型品种兰考矮早八花后干物质及贮藏氮素运转量以最低密度的C1(300万株/hm2)处理最高,多穗型品种豫麦49-198则以较高密度的B3(225万株/hm2)处理最高;干物质对籽粒贡献率花前两品种均以较低密度处理表现较高,花后则以较高密度处理表现较高;贮藏氮素对籽粒氮素贡献率兰考矮早八花前以中间密度处理表现较高,豫麦49-198则仍以较低密度处理较高.成熟期兰考矮早八籽粒产量、淀粉产量及蛋白质产量均以C2(375万株/hm2)密度处理最高,豫麦49-198则以B2(150万株/hm2)处理最高.     

氮肥水平和种植密度对冬小麦茎秆抗倒性能的影响

以中穗型小麦品种山农15为材料,在2个氮肥水平(180 kg hm^-2和240 kg hm^-2)和2个密度(150×10⁴ hm^-2和225×10⁴ hm^-2)下,研究了抗倒性能相关的形态学特征、茎基部节间化学组分、抗倒指数（茎秆机械强度/茎秆重心高度）、木质素合成相关酶活性和籽粒产量的变化特点,以及抗倒指数与形态学和生化指标的相关性。结果表明,施氮水平和种植密度间存在显著的互作效应,当施氮水平由180 kg hm^-2增至240 kg hm^-2或种植密度由150×10⁴ hm^-2增加到225×10⁴ hm^-2时,茎秆重心高度、基部节间长度显著提高,基部节间直径、厚度、充实度、机械强度和抗倒指数显著降低,同时茎秆基部节间纤维素含量、木质素含量显著减少,含氮量显著升高,碳氮比(C/N比)以及木质素合成相关酶活性显著降低。逐步回归分析表明,氮肥水平对小麦抗倒性的影响大于种植密度。本试验条件下,氮肥水平180 kg hm^-2和种植密度为150×10⁴ hm^-2的处理穗数较低,但穗粒数和千粒重显著高于其它处理,因而籽粒产量最高。建议在降低氮肥用量至180 kg hm^-2的同时降低种植密度至150×10⁴ hm^-2,可在增强植株抗倒伏能力的同时获得高产。     

Analysis on the Grain Growing Characters in Wheat under Different Seedling Density

通过对不同密度处理的小麦子粒生长过程的分析表明：小麦开花后子粒鲜重、体积均呈“低—高—低”的变化,鲜重的变化略滞后,开花后含水量则不断下降,下降速率最快时期与灌浆速率最高时基本吻合。用logistic方程拟合了不同密度小麦子粒灌浆过程,快增期的天数和灌浆速率比较稳定;缓增期天数和灌浆速率的变异系数较大。因此,在提高缓增期灌浆速率的基础上,延长灌浆缓增期是目前增加粒重的关键。     

不同穗型冬小麦品种子粒灌浆与同化物供应关系的研究

大穗型品种豫麦66号与多穗型品种豫麦49号相比，在灌浆中后期旗叶光合速率具有明显优势，在花后0～30d子粒WSC含量较高，显示出子粒灌浆较强的同化物供应能力。豫麦66号旗叶WSC在灌浆中后期含量较低，淀粉含量在整个灌浆期均较低，表明大穗型品种同化物外运能力可能较强，流系统生理活性比较活跃。两品种淀粉积累速率的变化均呈单峰曲线，豫麦66号的峰值出现较晚但持续时间较长，最大积累速率高，子粒灌浆速率亦呈现同样的趋势，两者呈显著正相关。说明豫麦66号在子粒灌浆后期仍可保持较强的库活性和具有较大库容特性。     

不同穗型小麦品种灌浆期碳氮代谢特点及其与源库的关系

豫麦49号和豫麦66号旗叶光合速率、SPS活性和WSC含量在灌浆期均呈单峰曲线,但豫麦66号的峰值出现偏晚,而且灌浆中后期叶片代谢活性下降缓慢,显示出源端较强的同化物持续供应能力。两品种旗叶NR活性变化趋势基本相同,但开花后5—20d,豫麦49号旗叶NR活性高于豫麦66号,开花后20—35d内情况则相反。子粒中IAAO活性变化呈双峰曲线,在整个灌浆期子粒淀粉积累速率豫麦49号呈双峰曲线,豫麦66号则表现为单峰曲线,而且峰值出现较晚但持续时间较长,显示出豫麦66号后期仍可保持较强的库活性。     

不同穗型冬小麦籽粒灌浆期源库强度及其与淀粉积累的关系

灌浆期两个不同穗型冬小麦品种：大穗型品种豫麦66和多穗型品种豫麦49旗叶光合速率、蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性变化均呈单峰曲线,但豫麦66的峰值出现偏晚,而且灌浆中后期下降缓慢,显示出源端较强的同化物持续供应能力。籽粒中蔗糖含量和蔗糖合成酶（SS）活性呈单峰曲线,豫麦66的峰值出现偏晚,且高值持续期长     

冬小麦不同粒型品种茎叶组织结构与籽粒形成关系的研究

本研究观察了冬小麦不同粒型４个品种茎秆,旗叶结构以及籽粒的形成过程。结果发现：穗下节的机械组织,输和同化组织随粒型不同而有显著差异,其中以大粒型兰考８６－７９维管组织最发达,而中大粒型豫麦２５茎壁及其内同化组织最大;旗叶则随粒型增大其,叶催厚度增加,维管束数目增多及主脉结构发达。不同粒型品种灌浆强度的差异在籽粒进入灌浆盛期最为     

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

在大田试验条件下,比较了大穗穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异,为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理,以正常光照(S0)为对照。结果表明,S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(F_v/F_m),而S3处理提高了花后0~6 d旗叶叶绿素含量和F_v/F_m,之后显著低于对照;随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(Φ_PSII)升高,而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性,降低了旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量;而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,提高了小麦旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下,与泰农18相比,济南17的旗叶叶绿素含量较高,光系统II (PSII)活性较强,同时抗氧化酶活性下降较慢,膜脂过氧化程度低,使叶片功能免受破坏,保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性,叶片膜脂化程度低,抗逆性较强,旗叶P_n高值持续期长,有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。