小麦籽粒颜色与抗氧化作用

以抗活性氧活力单位、抗超氧阴离子活力单位和总抗氧化活力单位为指标，研究了白、红、紫、深紫、紫黑、蓝等不同颜色小麦籽粒的抗氧化能力，并分析了其与色素、黄酮等抗氧化物质含量和抗氧化酶活性之间的关系。结果表明，小麦籽粒颜色与其抗氧化活性之间存在着非常密切的关系，蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦籽粒的抗氧化能力高于白粒和红粒小麦。黑粒小麦的总黄酮、氨基酸、Vc、类胡萝卜素等抗氧化物质含量和SOD等抗氧化酶活性高于普通白粒和红粒小麦；并且籽粒色素含量、总黄酮含量、总氨基酸含量以及SOD活性与3个抗氧化能力指标显著或极显著正相关，Vc和类胡萝卜素含量与3个抗氧化指标之一或之二显著或极显著正相关，说明色素、黄酮、SOD、Vc和氨基酸等是蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦的抗氧化能力强于白粒和红粒小麦的主要物质基础。     

秸秆还田深度对小麦蔗糖转化及产量形成的影响

在大田条件下研究了小麦秸秆不同还田深度下小麦蔗糖含量及其有关酶活性,结果表明秸秆还田处理条件下,灌浆期间旗叶蔗糖含量及磷酸蔗糖还原酶（SPS）活性、籽粒蔗糖含量和酸性转化酶（AI）活性均高于普通耕作处理。在各不同深度秸秆还田处理中,15 cm深度秸秆处理在灌浆前期上述指标均有较高的表现,而花后21 天左右则低于还田25 cm处理,灌浆后期下降幅度较大;而穗下节间蔗糖含量还田25 cm 处理在花后7 天左右超过其他处理,因而蔗糖滞留量较高。在秸秆还田25 cm 处理条件下,小麦籽粒产量达到最高,其穗数也最多,而穗粒数与15 cm还田处理差异不显著,千粒质量也较低。     

茎鞘非结构性碳水化合物对大穗型粳稻强、弱势粒灌浆与品质的影响

为了提高大穗型粳稻的籽粒产量,改善稻米品质,以2个大穗型粳稻W1844和CJ03为材料,花前设置遮荫和疏行疏蘖处理改变抽穗期茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)贮存量,即T0(对照)、S1(遮光50%)、S2(遮光75%)、D1(每隔一行疏去整行水稻植株)、D2(在D1的基础上,将剩余行中每穴的分蘖疏去,只留主茎),探明抽穗期茎鞘NSC对大穗型粳稻结实特性、灌浆特征和品质的影响以及糖花比(抽穗期茎鞘中非结构性碳水化合物与颖花数之比)与产量及品质形成的关系。与T0相比,D1、D2处理显著提高抽穗期糖花比、弱势粒结实率和千粒质量,糖花比增加了47.84%～173.59%,弱势粒的结实率提高4.1～7.2百分点,千粒质量提高6.06%～14.29%。S1、S2处理显著降低抽穗期糖花比、弱势粒结实率和千粒质量,糖花比降低了33.28%～53.79%,弱势粒的结实率下降6.8～32.8百分点,千粒质量降低13.54%～45.02%。D2和S2处理对弱势粒灌浆前期的影响较大,D2处理弱势粒灌浆前期分别缩短了6.80,7.10 d,平均灌浆速率分别提高65.78%,61.15%;而S2处理弱势粒灌浆前期分别延长9.50,8.26 d,平均灌浆速率降低44.35%,43.28%。D2处理能够显著改善弱势粒稻米品质;而S2处理下弱势粒品质变劣。相关性分析表明,糖花比与弱势粒的结实率、千粒质量、加工品质和直链淀粉含量呈显著或极显著正相关,与弱势粒的垩白粒率、垩白度和蛋白质含量呈显著或极显著负相关。研究结果表明,增加抽穗期的糖花比可通过提高弱势粒灌浆前期的灌浆速率,从而提高弱势粒的结实率和千粒质量,进而改善水稻的品质。     

土壤质地对小麦SPS、SS活性及其与淀粉合成关系的影响

在池栽条件下, 研究了黏壤土、中壤土和沙壤土对豫麦49灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中蔗糖代谢关键酶蔗糖磷酸合酶(SPS)和蔗糖合酶(SS)的活性变化。结果表明, 在3种不同质地土壤上, 小麦灌浆期各器官中SPS和SS活性均呈单峰曲线变化。沙壤土上除了籽粒中SPS活性略低于中壤土外, 其他部位酶活性均最高; 而中壤土籽粒中SPS在灌浆前期及SS在灌浆中后期的活性显著高于其他壤土。中壤土和沙壤土上小麦千粒重和籽粒淀粉含量均显著高于黏壤土, 但中壤土和沙壤土间差异不显著。说明中壤土和沙壤土对小麦的蔗糖合成与降解有一定的影响, 沙壤土有利于小麦营养器官中蔗糖的合成, 而中壤土对小麦籽粒中蔗糖的合成比较有利。相关分析表明, 沙壤土和中壤土上SPS、SS活性与小麦籽粒灌浆速率、支链淀粉和总淀粉积累速率均达显著或极显著相关; 而在黏壤土上, 酶活性与总淀粉积累速率的相关系数(除籽粒SPS外)未达显著水平或相关性小于在其他2种土壤上。中壤土和沙壤土上小麦营养器官中SPS催化的蔗糖合成代谢和籽粒中SS催化的蔗糖降解代谢对籽粒淀粉和支链淀粉的积累具有十分重要的作用。     

小麦的红粒基因是一种Myb-型转录因子

已有人报道小麦籽粒的红色素是多酚化合物即红粉或原花色素，它是通过类黄酮生物合成途径合成的。我们检测了发育小麦籽粒类黄酮途径中的4个基因的表达，即查耳酮合成酶、查耳酮同功酶、黄烷酮3-羟化酶和黄烷酮醇4-还原酶。与红粒小麦比较，白粒小麦品系中这几个基因的表达下降了。这些检测结果表明，位于染色体3A、3B和3D长臂上的红粒基因（R）赴类黄酮合成基因的转录活化剂。     

外源ALA对日光温室弗雷无核葡萄果实着色及相关酶活性的影响

为改善葡萄果实着色效果,探讨日光温室内ALA处理最佳浓度。在弗雷无核葡萄果实膨大期和着色期,利用50,100,150 mg/L的5-氨基乙酰丙酸(ALA)溶液喷布果实,研究外源ALA处理对葡萄果实外观色泽、内在品质及花青素合成相关酶活性的影响。结果表明:在果实成熟过程中,外源ALA处理均能诱导果皮花青素的积累,促进果皮着色,缓解果皮叶绿素和类胡萝卜素的降解速率;果实可溶性糖含量显著提高,可滴定酸含量明显下降。ALA处理后果皮花青素含量与PAL活性极显著相关,与DFR活性均无显著相关性,CHI活性仅在处理后与果皮花青素含量极显著相关,但经ALA处理后,果皮PAL、CHI、DFR活性较对照均有不同程度的提升,由此推测,ALA通过上调相关调控因子的表达来诱导花青素合成积累,从而改善果实外观及内在品质。     

小麦花后弱光对籽粒淀粉积累和相关酶活性的影响

2005—2007年选用小麦品种济麦20和山农1391, 在大田试验条件下研究了花后不同阶段弱光对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明, 花后不同阶段弱光显著降低成熟期籽粒淀粉积累量, 但提高了籽粒直链淀粉含量。花后不同阶段弱光使籽粒A型淀粉粒比例显著增加, B型淀粉粒比例显著降低。不同阶段弱光处理对籽粒淀粉积累的影响程度不同, 灌浆中期的效应大于灌浆前期。Logistic方程拟合籽粒淀粉积累进程发现, 花后弱光对籽粒淀粉积累量的影响, 主要是通过影响其平均积累速率与活跃期积累速率, 而不是积累持续期。花后弱光显著降低小麦磷酸蔗糖合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性。灌浆前期弱光使束缚态淀粉合酶(GBSS)、可溶性淀粉合酶(SSS)活性高于对照或与对照无显著差异, 而灌浆中期弱光使这两种酶的活性均显著低于对照。灌浆前期弱光减少了淀粉合成底物的供应, 系旗叶SPS活性、籽粒SS及AGPase活性下降所致; 而灌浆中期弱光除淀粉合成底物减少外, 籽粒淀粉合酶活性亦降低。     

不同生育时期遮光对玉米籽粒灌浆特性及产量的影响

为探索不同时期遮光对玉米籽粒灌浆特性和产量的影响, 2012-2013年以玉米品种京科968与郑单958为试验材料, 在大田条件下用透光率50%的遮阳网分别于13叶全展期(T1)、吐丝期(T2)、吐丝后15 d (T3)遮光处理, 每期遮光7 d, 以自然光照为对照, 并利用Logistic方程y =A/(1+Be^–Cx)比较不同遮光处理玉米籽粒灌浆过程。结果表明,不同时期遮光均导致玉米穗粒数、千粒重和产量不同程度降低, 且遮光时期越晚降幅越大, 其中产量差异显著; 遮光导致灌浆高峰持续期与活跃灌浆天数(P)缩短, 最大灌浆速率(G_max)与平均灌浆速率均下降, 籽粒终极生长量(A)降低; 品种特性决定粒重、穗粒数与灌浆参数的关系, 同一品种的粒重与灌浆速率最大时的生长量(W_max)呈显著正相关, 品种间的粒重差异由活跃灌浆天数(P)决定, 同一品种的穗粒数与最大灌浆速率(Gmax)呈显著正相关, 品种间的穗粒数差异由灌浆速率最大时的生长量(W_max)决定。选择适宜品种, 提高籽粒灌浆速率最大时的生长量(W_max)与最大灌浆速率(G_max), 并延长活跃灌浆天数(P)是玉米在光胁迫环境下获得高产、稳产的重要途径。     

小麦小穗不同粒位粒重形成的生理特性差异

为探明小麦小穗上不同粒位籽粒粒重形成的生理机制,明确限制小穗上位弱势粒充实的主要原因,本试验选用大穗型小麦品种泰农18(TN18)和多穗型小麦品种山农20(SN20)为材料,调查检测了灌浆过程中小穗上不同粒位籽粒内源激素、可溶性糖、全氮含量的动态变化以及籽粒与籽粒柄连接处横面的组织结构与不同粒位籽粒粒重的关系。花后籽粒灌浆过程中灌浆速率与籽粒内GA和IAA含量呈极显著或显著相关,小穗基部籽粒中较高的GA和IAA含量可使蔗糖向淀粉转化开始早,籽粒分化快,灌浆速率高,是小穗基部籽粒粒重高的生理机制;扫描电镜图显示小麦籽粒灌浆初期小穗基部籽粒柄维管束横面面积明显大于上位籽粒,微观空隙小且排列较整齐,有利于同化物和生理活性物质的运输,是小穗基部籽粒粒重增长快、灌浆速率高的解剖学基础。     

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。     

不同小麦品种千粒重对灌浆期弱光的适应性分析

选用粒重对籽粒灌浆期弱光适应能力不同的4个典型小麦品种(系),分析研究了籽粒灌浆期弱光和人为阶段性遮荫对各品种(系)千粒重、阶段灌浆速率、旗叶光合速率、花后14C同化物分配及开花前积累的干物质再分配状况的影响.结果表明,灌浆期弱光不敏感品种(系)的突出特点是,解除遮荫后的籽粒平均灌浆速率具有较强的补偿性增长效应.     

滴灌带布置模式对冬小麦干物质积累、分配和运转的影响

为了研究滴灌带布置模式对冬小麦籽粒灌浆,干物质积累、分配和运转的影响,以‘青麦7号’为材料,采用4种滴管带布置模式（T3：一管三行、T4：一管四行、T5：一管五行、T6：一管六行,对照CK为无灌水处理）分别对冬小麦进行大田栽培处理,对冬小麦籽粒灌浆、干物质积累和运转等指标的测定和分析。结果表明,与CK相比,滴灌冬小麦收获期籽粒干重以及灌浆后期灌浆速率显著提高;成熟期干物质在籽粒中的分配率显著提高;花后干物质对籽粒的贡献率显著提高。不同滴灌带配置模式对冬小麦籽粒灌浆,干物质积累及运转的影响不同。T5处理在灌浆末期保持较高的灌浆速率和籽粒干重。地上部总干物重呈现近似“S”型生长曲线,成熟期干物质在籽粒的分配率表现为T4>T5>T6>T3>CK,且差异显著。花后转移干物质对籽粒的贡献率表现为T5>T4>T6>T3>CK,其中T5处理为58.86%,显著高于其他处理。说明T5处理最利于冬小麦籽粒灌浆,显著提高花后光合器官同化物的积累,获得较高的籽粒产量。     

花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量，研究花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明，两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成，两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成，说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累，但对后期积累不利，使快速积累期缩短，渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水，且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。     

春小麦籽粒灌浆过程淀粉和蛋白质积累规律的初步研究

利用蛋白质含量和产量各异的３个春小麦品种，Ｒｏｂｌｉｎ、东农７７４２和新克旱９号，研究了灌浆过程中可溶性性糖、淀粉和蛋白质积累规律，结果表明：籽粒灌浆过程中可溶性糖含量由开花１４天开始逐渐减少，成熟期达最低值，品种间的差异仅表现以１４天和２０天两个时期：淀粉积累动态与可溶性糖变化规律相反，随灌浆成熟而逐渐增加，品种间差异达显著水平；蛋白质积累动态年际间稍有差异，总的趋势是随灌浆成熟而逐渐增加，开花     

不同筋型小麦籽粒的物质积累特性及其播期调节效应

选用半冬性小麦强筋品种济麦20、中筋品种豫麦49和弱筋品种郑麦004,研究了籽粒灌浆期间不同筋型小麦的物质积累特点及其播期的调节效应。结果表明,在籽粒形成和成熟期间,弱筋小麦品种郑麦004籽粒灌浆速率分别较强筋品种济麦20和中筋品种豫麦49降低14.1%和24.4%,因而千粒重也分别比2品种平均减少4.87和9.85 g,但籽粒中淀粉的含量增高,表现为郑麦004(82.4%)>豫麦49(80.2%)>济麦20(78.7%),淀粉中直/支比也呈现出同样的趋势。随着播期的推迟,促进了籽粒形成期(花后0~14 d)的灌浆速率,开花21 d后灌浆速率又明显下降;济麦20和豫麦49的千粒重以适播较高;但播期推迟对3种筋型小麦总淀粉含量和直支比均有提高作用,以晚播处理最为显著(p<0.01)。     

亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究

在大田栽培条件下,以小麦旱地品种晋麦47和西峰20、水旱兼用型品种石家庄8号和水地品种4185为材料,分别进行0水(T0)、一水(T1)和二水灌溉(T2)处理(每次灌水量60mm),研究了光合速率、叶面积指数、干物质积累与分配、根系分布、耗水量、产量因子与水分利用效率(WUE)的关系。结果表明,在拔节前不灌溉,拔节到开花期亏缺灌溉,促进干物质积累和深根发育。随着灌溉水的增加,耗水量显著增加,产量和WUE与耗水量呈二次曲线关系。T0处理显著减少了干物质积累和成穗数,产量、经济系数(HI)和WUE最低。T1和T2产量的提高主要是增加了穗数和穗粒数。灌浆期水分亏缺降低了光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),加速了功能叶片的衰老,但诱导了花前储存碳库的再转运,显著提高了HI和产量。因此,在拔节和开花期亏缺灌溉促进根系生长,提高了土壤水分的利用效率。而产量和产量WUE的提高主要是由于增加了灌浆期叶片的Pn和光合功能持续期,促进花前储存碳库的再转运,显著提高了HI。     

亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究

在大田栽培条件下,以小麦旱地品种晋麦47和西峰20、水旱兼用型品种石家庄8号和水地品种4185为材料,分别进行0水（T0）、一水（T1）和二水灌溉（T2）处理（每次灌水量60 mm）,研究了光合速率、叶面积指数、干物质积累与分配、根系分布、耗水量、产量因子与水分利用效率（WUE）的关系。结果表明,在拔节前不灌溉,拔节到开花期亏缺灌溉,促进干物质积累和深根发育。随着灌溉水的增加,耗水量显著增加,产量和WUE与耗水量呈二次曲线关系。T0处理显著减少了干物质积累和成穗数,产量、经济系数（HI）和WUE最低。T1和T2产量的提高主要是增加了穗数和穗粒数。灌浆期水分亏缺降低了光合速率（P_n）和气孔导度（G_s）,加速了功能叶片的衰老,但诱导了花前储存碳库的再转运,显著提高了HI和产量。因此,在拔节和开花期亏缺灌溉促进根系生长,提高了土壤水分的利用效率。而产量和产量WUE的提高主要是由于增加了灌浆期叶片的P_n和光合功能持续期,促进花前储存碳库的再转运,显著提高了HI。     

T6VS?6AL染色体易位与小麦籽粒HMW-GS和GMP积累的关系

从一套由92R137 (普通小麦-簇毛麦T6VS·6AL染色体易位系)和辉县红(地方小麦品种)杂交及以单粒传方法构建的F₈重组近交家系(RIL)群体中, 筛选出4个HMW-GS亚基组合相同而蛋白质含量差异较大的代表性家系(含和不含染色体易位片段的家系各一组), 采用SDS-PAGE电泳和切胶比色的亚基定量方法, 研究了不同家系小麦籽粒灌浆期间HMW-GS和GMP含量动态。结果表明, 小麦籽粒各亚基在花后13 d均已形成, 但不同亚基起始形成时间不同;各亚基含量随灌浆进程呈上升趋势, 花后23 d到成熟期为快速积累期。染色体易位片段对籽粒HMW-GS和GMP含量与积累量无显著作用, 而籽粒HMW-GS含量以蛋白含量高的家系高于对应的低蛋白家系。     

施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响

采用花前¹⁴C-同位素标记旗叶的方法, 研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及¹⁴C同化物积累、分配的影响。结果表明, 冬小麦成熟期¹⁴C-同化物主要分配在茎鞘中, 其分配率为44.31%~60.96%; 其次在籽粒中, 分配率为31.81%~40.67%; 其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198, 表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对¹⁴C-同化物分配率有影响, 在施氮量36 g m^-2处理的茎鞘中分配率下降, 而籽粒中的分配率增加, 表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程, 光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降, 在籽粒中的分配率逐渐增加, 表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运, 65.06%来自开花后同化量, 但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36 g m^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降, 但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加; 其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%, 表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36 g m^-2处理高于18 g m^-2处理, 并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种, 表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。