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。     

冬小麦高产与优质相结合的可能性研究

1987年测定208份材料的产量性状、籽粒蛋白质含量、沉降值,其中42份材料的湿面筋含量分析品质性状与8个农艺性状的相关性。蛋白质含量与株粒重、千粒重、穗长;沉降值与株穗数、株粒重;湿面筋含量与每穗小穗数、穗粒数均呈显著负相关。抽穗期与产量性状和沉降值呈不同程度的负相关,与湿面筋含量无相关,与蛋白质含量呈显著正相关。株高与每穗小穗数,穗粒数及沉降值有负向变化趋势,与穗长、单株粒重、湿面筋无相关。     

冀中南强筋小麦品种品质性状稳定性差异及地域和气候因子效应

通过多年多地试验研究了河北省中南部优质强筋小麦的品质特点、品质性状稳定性及地域和气候因子的影响。结果表明,参试小麦品种蛋白质含量和稳定时间均达到强筋麦标准,吸水率和湿面筋部分达标,而沉降值均偏低。地点间品质性状稳定性顺序是吸水率>蛋白质含量>湿面筋>沉降值>形成时间和稳定时间。不同品种不同品质性状的稳定性有很大差异,以藁9415是品质性状和品质稳定性较好。蛋白质、湿面筋含量和吸水率随纬度降低而降低,沉降值、形成时间和稳定时间则相反。说明河北南部较中部更适宜强筋小麦种植。开花至成熟期间平均最高气温与形成时间和稳定时间正相关,与蛋白质,沉降值、湿面筋负相关;日照时数和蛋白质含量显著正相关,与形成时间和稳定时间显著负相关;降水量与沉降值显著正相关。因此,灌浆期相对较低气温、较短日照时数和较多降水有利于品质性状的综合提高。沉降值和稳定时间是改善强筋小麦品质的主要限制性状,是育种和栽培上应进一步研究的问题。     

沉降值与小麦食用工艺品质的关系

试验结果表明:沉降值与小麦粗蛋白质含量,湿、干面筋含量、吸水率、评价值均呈显著正相关,沉降值是反映小麦籽粒中蛋白质的质与量的较好指标,如果将沉降值与蛋白质或面筋含量相结合,更是一套评价小麦品质方法的较优"协调方案".     

氮钾配施对强筋小麦济麦20产量和品质的影响

为了给强筋小麦品种济麦20优质高产配套栽培提供理论依据及技术支撑,在大田高产栽培条件下,研究了氮钾肥施用量及其配比对强筋小麦品种济麦20产量和品质的影响。结果表明,氮和钾及其互作对小麦籽粒产量及其构成因素的影响均达到显著或极显著水平,以每公顷施氮225kg、K2O150kg的处理产量最高。随着氮和钾肥的增加出粉率和容重均呈先增加后降低的变化趋势,籽粒蛋白质含量和湿面筋含量、沉降值均随施氮量增加而增加,籽粒蛋白质含量和湿面筋含量在每公顷施K2O 0-150Kg范围内随施钾量的增加而增多,到每公顷施K2O 210kg的处理反而降低,而沉降值随着钾肥的增加而降低。氮钾配比对籽粒蛋白质含量的影响未达到显著水平,但对湿面筋含量、沉降值的影响达到显著水平。氮肥能提高小麦面团的弹性,钾肥则提高了面团的延伸性,氮钾配比极显著提高了拉伸面积。     

四川小麦主栽品种的品质性状表现及其稳定性

2006—2008连续3年,在5个生态点考察了7个四川省代表性小麦品种在两种氮水平下的品质状况及其稳定性,以期为四川小麦品质定位、品质改良和生产指导提供依据。结果表明,3年均值,籽粒容重777 g L^-1,籽粒蛋白质含量12.3%,湿面筋含量25.1%,Zeleny沉降值32.9 mL,降落值326 s,面粉吸水率56.5%,面团形成时间3.0 min、稳定时间4.5 min,面条评分78.5分、面包评分62.2分。几乎所有品质性状均存在显著的基因型、环境及其互作效应。籽粒容重、沉降值、降落值、面粉吸水率和面条评分的年份效应大于地点效应,而籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间和面包评分则地点效应大于年份效应。增施氮肥对籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团形成时间、稳定时间和面包评分都有显著的增效作用,但对降落值、面粉吸水率和面条评分无明显影响。品种品质的稳定性因品质性状不同而异,川麦39面包评分高而稳定,川麦37面条总评分高而稳定,二者可被用于四川小麦品质改良。     

153份小麦品种(系)品质性状初步分析

以153份小麦品种(系)为材料,采用近红外光谱技术对其籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、硬度进行了检测。结果表明,59.4%小麦品种(系)的蛋白质含量大于14.0%,26.1%小麦品种(系)的蛋白质含量介于13.0%~14.0%之间。湿面筋含量大于32.0%的小麦品种占22.8%,湿面筋含量大于28.0%而小于32.0%的小麦品种(系)占45.7%;9.1%小麦品种(系)的籽粒硬度大于60;90.8%小麦品种(系)的籽粒硬度在40~60。有45个小麦品种(系)的蛋白质含量、湿面筋含量和籽粒硬度可初步评定为强筋麦,占参试品种数29.4%。另有79个品种(系)为中筋麦,其余的29个为弱筋麦。这表明,参试品种(系)绝大多数仍以中筋麦为主。     

源库改变对小麦子粒主要品质性状的影响

利用蛋白质含量和产量各不相同的3个冬小麦品种，研究源库改变对蛋白质、湿面筋含量、沉降值和千粒重等品质性状的影响。结果表明：源库改变明显影响着子粒蛋白质和千粒重，而对湿面筋含量和沉降值的影响不大；品种间蛋白质含量对源库变化的反应不同；千粒重的增减因品种而异；面筋的沉积主要受库的限制；旗叶在产量和蛋白质形成中起着同等重要的作用。     

小麦种质资源及品质性状分析

以株高、穗米、小穗数、千粒重、饱满度、角质率、沉降值和籽粒蛋白质含量为指标，对国内外的36个小麦品种（系）进行分析表明，性状的变异以饱满度和角质率较大，籽粒蛋白质含量、株高和小穗数较小。90R－92－1、白龙1号、鲁875067、鲁93（5）095、临资8号、76921 6个品种是综合表现相近而且较好的材料，这类材料的穗长、小穗数、千粒重和籽粒蛋白质含量、[沉降值的平均值最高。国内育成品种的小穗数、饱满度、角质率、沉降值和籽粒蛋白质与国外品种存在明显的差距。国内不同地区参试品种的平均蛋白质含量相近。     

小麦灌浆期上三叶叶绿素含量与产量和品质的关系

为了探讨灌浆期小麦上三叶叶绿素含量与产量和品质性状之间的关系,以49个基因型为参试材料,对上三叶叶绿素含量、穗粒数、千粒重、穗粒重、蛋白质含量和湿面筋含量进行测定。结果表明：基因型间、上三叶间、不同灌浆期间叶绿素含量均存在较大差异,基因型间穗粒数、千粒重、穗粒重、蛋白质含量和湿面筋含量也存在较大差异;上三叶叶绿素含量与穗粒数、千粒重、穗粒重、蛋白质含量和湿面筋含量均呈正相关关系,其中5月10日倒三叶、5月15日倒二叶和倒三叶、5月19日倒二叶和倒三叶与穗粒数达到显著或极显著相关,5月19日旗叶和倒二叶和5月24日上三叶（旗叶、倒二叶和倒三叶）与千粒重均达显著或极显著相关,5月10日倒三叶、5月15日倒二叶和倒三叶、5月19日上三叶（旗叶、倒二叶和倒三叶）和5月24日旗叶和倒二叶与穗粒重相关性均达显著或极显著水平,除5月10日旗叶外其他叶绿素含量与蛋白质含量和湿面筋含量均达显著或极显著水平。灌浆期上三叶叶绿素含量对产量和品质性状有重要影响。     

强筋小麦产量和品质对不同土壤条件及施氮水平的响应

通过研究潮土和黑土条件下氮肥施用量对强筋小麦产量和品质的影响,为小麦高产优质栽培提供科学依据和技术参考。试验于2020-2021年在中国农业科学院作物科学研究所温室进行,以强筋冬小麦品种中麦578为试验材料,采用盆栽方式,设置2个土壤条件,5个施氮量处理。结果显示,同一施氮量处理下,花后整个时期小麦旗叶相对叶绿素含量（SPAD值）、籽粒长、籽粒宽、千粒重、穗粒数、籽粒产量和蛋白质产量均表现为黑土优于潮土,而籽粒蛋白质及其组分含量则表现为潮土优于黑土。在同一土壤条件下,施氮量的增加减缓了小麦旗叶SPAD值的下降速率,延长有效光合功能期;籽粒长、籽粒宽、千粒重、穗粒数、籽粒产量和蛋白质产量等指标均随施氮量的增加呈先增加后降低趋势,而籽粒蛋白质含量随施氮量增加而升高。综上所述,在本试验基础养分条件下,每盆施入2g尿素,籽粒产量和蛋白质产量均达到最大值。     

磷钾肥对强筋小麦产量和品质的影响

磷钾肥配合施用,可增强小麦群个体素质,提高成穗率,增加千粒重,达到高产稳产的目的。增施磷钾肥可提高强筋小麦蛋白质和湿面筋含量,改善小麦籽粒品质。中等肥力田块强筋小麦生产,氮:磷:钾配比应掌握在1:0.4:0.4,磷钾肥以底施50%、拔节期追施50%,施用量P2O5 96kg/hm2、k2O 96kg/hm2为最佳。     

灌浆期短暂高温下减库对小麦籽粒品质的影响

在大田条件下,以强筋小麦品种济麦20为试验材料,研究了灌浆中期短暂高温胁迫(35~39℃)条件下,减库(开花期去除一半小穗)对强筋小麦籽粒千粒重和品质的影响。试验结果表明,高温胁迫下减库处理导致籽粒千粒重、蛋白质含量、单粒蛋白质积累量、湿面筋含量、面团形成时间和吸水率较正常温度和单纯高温胁迫处理显著提高,公差指数和断裂时间下降。同时减库显著降低了淀粉的总含量和支链淀粉含量,使直链淀粉的含量增加,直/支比值显著变大,面粉的稀懈值和峰值黏度降低。这说明提高源/库比使剩余籽粒的氮素供应状况改善,在面团流变学特性方面表现出对灌浆中期短暂高温较强的适应能力,但使籽粒淀粉质量进一步变差。     

CIMMYT 145份小麦种质资源的鉴定及杂交利用

为了拓宽和丰富小麦种质资源遗传多样性,提高小麦产量和品质,在大田对国外引进的145份小麦种质资源进行了农艺性状和品质性状的鉴定和评价。结果表明,这些材料基本属弱春性类型。在山西南部麦区,可推迟播期于10月下旬种植,作为育种材料利用。主要农艺性状的单株穗数、穗粒数、千粒重和产量变异系数分别为15.7%、16.03%、12.23%和23.96%,多数材料籽粒综合品质较好,尤其面筋品质好,筋力强。这些材料的农艺性状和品质性状具有丰富的遗传多样性。株高和千粒重与产量的相关系数最大,分别为0.5032和0.4178,达极显著水平,是提高产量的关键因素。综合3年试验结果,筛选出产量超过3750 kg/hm2有32份,鉴选出8个组合的相应强筋力品系和35个综合性状表现较优异品系,其突出优异性状表现植株穗大,小穗结实好,穗粒多,可作为小麦育种的重点种质材料利用。通过播期调节花期,利用CIMMYT材料合理杂交配组,已选育至F3代、BC2F1代和BC1F1代,有望育成优质大穗丰产抗旱创新材料及新品系。     

普通小麦-野生二粒小麦染色体臂置换系籽粒与品质性状分析

野生二粒小麦在农艺性状和品质性状上具有丰富的遗传变异,这些优异基因的导入对促进优质小麦生产具有重要的意义。以普通小麦品种Bethlehem（BLH）为遗传背景的野生二粒小麦染色体臂置换系（chromosome arm substitution lines,CASLs）为材料,进行2年一点田间试验,考察籽粒（粒长、粒宽和千粒重）与品质相关性状（蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量和灰分含量）。结果表明：CASLs群体中3AL 2年的粒长均显著长于亲本BLH,推测3AL染色体上至少有1个正效QTL控制野生二粒小麦的粒长,至少3个控制粒长的负效QTLs分别位于4BS、6BL和7BL,至少11个控制千粒重的负效QTLs分别位于2AS、5AS、6AL、7AS、1BS、1BL、4BS、4BL、5BL、6BL和7BL,至少6个与蛋白质含量正相关的QTLs分别位于6AL、1BS、2BS、3BL、7BS和7BL,至少3个控制湿面筋形成的正效QTLs分别位于2BL、7BS和7BL,至少3个控制沉降值的主效QTLs分别位于4AL、7AL和7BL,至少1个控制淀粉形成的负效QTL位点位于7BL;至少1个促进小麦籽粒灰分含量增加的QTL位于7BL上。相关性分析表明,千粒重与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和灰分含量呈显著或极显著的负相关,蛋白质含量与湿面筋含量、沉降值和灰分含量均呈极显著正相关,而与淀粉含量呈极显著负相关。综上所述,CASLs群体具有丰富的遗传多样性,且每个置换系只含有对应野生二粒小麦的染色体臂,各置换系有着不同的遗传特点,因此,可以综合利用置换系的有利性状对小麦目标性状进行遗传改良,进而为小麦育种提供更加丰富的遗传资源。     

江淮地区燕麦籽粒产量与农艺性状的相关性及通径分析

为了研究江淮地区燕麦籽粒生产的影响因素,选取了13个皮燕麦种质和7个裸燕麦种质,对其12个主要农艺性状和籽粒产量进行了相关性分析和通径分析。结果表明,12个农艺性状与皮燕麦籽粒产量的相关性大小依次为分蘖数>茎叶比>株高>茎粗>千粒重>穗长>旗叶宽>轮层数>小花数>穗鲜重>旗叶长>小穗数;对逐步回归分析筛选出的6个农艺性状和皮燕麦籽粒产量做通径分析,其直接效应依次为茎粗>分蘖数>茎叶比>穗长>株高>千粒重,株高和千粒重为负效应。农艺性状与裸燕麦籽粒产量相关性依次为小花数>旗叶长>小穗数>茎粗>穗长>分蘖数>穗鲜重>株高>轮层数>旗叶宽>茎叶比>千粒重;进行通径分析后,直接效应大小为穗鲜重>穗长>茎粗>小穗数>小花数>旗叶长>分蘖数,旗叶长和分蘖数为负效应。综合考虑,皮燕麦籽粒丰产的关键在于增加单株分蘖数;裸燕麦的生产过程中则要选择小穗性状优良、小花数适中的品种。     

施氮处理对不同筋型小麦产量和品质的影响

为探究施氮处理对不同筋型小麦的植株性状、籽粒产量和品质的影响,采用盆栽试验,选用强筋小麦品种中麦578（A1）和中麦5051（A2）、弱筋小麦品种扬麦15（A3）和扬麦24（A4）为供试品种,在施氮量相同的条件下进行底施（B1）和追施（B2）处理。结果表明：在其他栽培措施相同条件下,强筋小麦穗长、总小穗数、千粒重和籽粒产量均优于弱筋小麦,其中A1籽粒产量分别比A2、A3和A4高0.44%、49.81%和15.27%;施氮处理中B2的株高、穗长、穗粒数、总小穗数和籽粒产量均高于B1;不同处理组合中,强筋小麦品种A1B2的植株和产量性状优于其他处理;强筋小麦品种的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均高于弱筋小麦品种,且具有极显著差异（P<0.01)。本试验中强筋小麦品种中麦5051在氮肥追施处理中可以兼顾籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量。     

氮磷钾、灌水、喷洒杀菌剂对强筋小麦产量和品质的影响

2001~2004年连续4年在大田和池栽2种条件下研究主要栽培措施(氮磷钾、灌水和喷洒杀菌剂)对强筋小麦产量和品质的影响。研究结果表明,氮肥运筹以“前轻中重后补充”模式的产量品质俱佳;施用氮肥对强筋小麦的面团稳定时间有明显的正效应,对蛋白质、湿面筋有一定的正效应,尤其在肥力偏低的地块,施氮效果十分明显,而磷、钾肥对几项指标都有一定负效应;强筋小麦的品质指标有随灌水次数的增加而降低的趋势,产量和品质俱佳又节水的处理为小麦生育中期供水即浇拔节期水;喷洒杀菌剂可以显著提高子粒千粒重,喷洒1次杀菌剂对子粒品质无明显影响,喷洒3次子粒的品质有下降的趋势。     

小麦超高产单株种子生产潜力及相关性状的研究

为探讨小麦单株种子生产潜力及相关性状特征,以57个不同基因型F2代小麦超高产单株为材料,对超高产单株产量性状、相关性状间的相关、通经和回归关系进行了分析。结果表明：（1）超高产单株（≥80 g/单株）田间选择概率为0.00518%;（2）株穗数、穗粒数、千粒重、结实小穗数、穗粒重和容重与单株产量呈显著正相关,不孕小穗数呈显著负相关,株高、穗长和千粒重相关不显著;（3）株穗数对单株产量的直接贡献最大,决定单株产量的65.33%,穗粒数、穗粒重、千粒重、株粒数分别决定单株产量的19.92%、18.15%、13.72%和5.6%。≥80 g/株的单株田间选择概率为0.00518%。