川西北大穗大粒型小麦灌浆规律研究

摘要：本文研究大穗大粒小麦籽粒灌浆干物质积累模型及灌浆特性与粒重的相关分析。结果表明：小麦籽粒干重变化呈“S”曲线,灌浆速率和籽粒水分含量均呈正态曲线。最大灌浆速率Rmax,渐增期(R1)快增期(R2)和缓增期速率(R3),渐增期持续天数(T1)是影响粒重的重要参数,各阶段灌浆速率与持续时间呈显著负相关。因此在大穗大粒高产小麦栽培和育种中可通过选育高灌浆速率,尤其是高快增期灌浆速率的品种;通过适当的栽培措施协调灌浆速率与持续时间的矛盾,增加缓增期灌浆速率而提高粒重     

高产小麦品种绵麦37号灌浆特性及冠层结构研究

本文研究了绵麦37号籽粒灌浆干物质积累模型及灌浆特性与粒重的相关性。结果表明:小麦籽粒干重变化呈"S"曲线,灌浆速率和籽粒水分含量均呈正态曲线。最大灌浆速率Rmax,渐增期(R1)快增期(R2)和缓增期速率(R3),渐增期持续天数(T1)是影响粒重的重要参数,各阶段灌浆速率与持续时间呈显著负相关。同时,绵麦37号具有植株叶型紧凑,通风透光好,光合作用强,整个灌浆过程千粒重较高等特性。因此在栽培和育种中可通过选育高灌浆速率,尤其是高快增期灌浆速率的品种;通过适当的栽培措施协调灌浆速率与持续时间的矛盾,增加缓增期灌浆速率而提高粒重。     

淮北地区高产小麦籽粒灌浆特性分析

选取安徽省淮北地区7个小麦高产品种,对其籽粒灌浆过程进行了研究。结果表明,小麦籽粒灌浆进程呈"慢-快-慢"的"S"型曲线,籽粒灌浆期可分为渐增期、快增期、缓增期三个阶段。灌浆过程可以用Logistic方程拟合,方程的相关系数均大于0.980 1,达到显著水平,拟合效果良好。相关分析表明,粒重主要是由快增期持续时间和缓增期速率决定的,与整个灌浆期持续期和平均灌浆速率正相关。在小麦灌浆快增期和缓增期,灌浆速率越快,持续时间越长,干物质积累越多,粒重就越高。     

不同新麦品系籽粒灌浆特性分析

以12个新麦品种为试验材料,新麦26为对照,利用Logistic方程对花后籽粒干物质积累情况进行拟合,分析11个灌浆期参数变化规律。结果表明,参试品种灌浆过程均呈现“慢—快—慢”的“S”形曲线变化。新麦36干物质增长量最高,为669.37 kg/hm²,新麦51平均灌浆速率最大,为52.73 mg/d,新麦32、新麦35和新麦38在灌浆不同阶段的时间和灌浆速率均表现为：渐增期>快增期>缓增期。各参数间存在复杂的相关性,13对参数间达到极显著水平(p<0.01),5对参数间达显著水平(p<0.05)。花后籽粒湿重、干重和含水量变化表明,渐增期籽粒水分调控存在差异,新麦45、新麦52、新麦58和新科麦168干重增加,湿重和含水量先降低后上升,其他品种3项指标均上升。综上所述,在新品种选育和新麦系列品种栽培技术改良中,应更加重视渐增期灌浆速率高和快增期持续时间长的品种。     

不同滴灌施肥频次对中强筋小麦籽粒灌浆特性及籽粒形态的影响

为有效提高冬小麦千粒质量，探究不同滴灌施肥频次对黄淮海麦区中强筋小麦籽粒灌浆和成熟籽粒形态的影响，在田间试验条件下，选用不同中强筋冬小麦品种为试验材料，开展了施氮总量(尿素形式)210 kg/hm²和灌溉总量120 mm下不同滴灌施肥频次(2,3,4次，分别以DF2、DF3、DF4表示)和传统灌溉施肥(CK)的对比试验。结果表明：籽粒形态(除长度、圆度外)、籽粒灌浆关键参数(V_mean、V_max、V₂、M₂)、千粒质量两两间存在显著或极显著的相关性；滴灌提高了V_mean(平均灌浆速率)、V_max(最大灌浆速率)、V₂(快增期灌浆速率)和M₂(快增期籽粒积累量);与2次追水肥(DF2)相比，3次追水肥后(DF3),最大灌浆速率出现时间T_max、V_mean、 V_max、V₂、M₂和籽粒面...     

播期对豫麦34灌浆特性的影响

以小麦品种豫麦34为材料,设置7个不同的播期,用Logistic方程对籽粒灌浆过程进行拟合,用相关性分析研究灌浆参数与播期的关系。结果表明,豫麦34籽粒灌浆规律符合Logistic生长曲线,各个播期灌浆过程均呈“S”型变化,但模型参数因播期的不同而有所不同。播期对籽粒灌浆有较大的影响。随着播期的推迟,灌浆高峰期有所提前,灌浆持续时间有所缩短。影响粒重的主要灌浆参数是灌浆速率和灌浆持续时间,其中渐增期的持续时间影响较大,其次是缓增期的灌浆速率和持续时间。因此,通过确定适宜的播期协调灌浆持续天数与灌浆速率的矛盾,适当减少渐增期的持续时间,使小麦灌浆快速进入快增期,增加缓增期的灌浆速率和灌浆持续时间,可以达到提高粒重的目的,为豫麦34的高产打下基础。     

黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系

研究粒重与籽粒灌浆特性的关系对提高小麦产量潜力和稳定性具有重要意义。采用Logistic方程, 对2012—2015连续3年度种植在河南安阳的14份黄淮麦区主栽品种和苗头品系的粒重及其籽粒灌浆特性研究表明, 粒重和灌浆速率参数主要受基因型控制, 灌浆持续时间主要受环境影响。不同粒重类型品种间平均灌浆速率、最大灌浆速率和各时期灌浆速率均存在显著差异, 表现为高粒重>中等粒重>低粒重, 灌浆持续时间则差异不显著。灌浆速率, 特别是快增期灌浆速率快慢是造成品种间粒重差异的主要原因。粒重与所有灌浆速率参数均呈显著正相关(P<0.001), 与快增期灌浆速率和平均灌浆速率的相关系数分别为0.97和0.90, 与灌浆持续时间相关不显著。建议采用平均灌浆速率对相关性状进行基因定位, 以进一步改良黄淮麦区小麦品种的粒重。     

小麦籽粒灌浆参数变异及与粒重的相关性分析

以5个小麦品种为材料,采用Logistic模型拟合籽粒灌浆过程,对籽粒灌浆参数与粒重的相关性进行分析。结果表明,灌浆参数在不同灌浆阶段存在显著差异,渐增期持续持续时间（T1）和缓增期持续时间（T3）变异系数较大,最大灌浆速率出现时间（Tmax）、灌浆持续期（T）、快增期持续时间（T2）则相对稳定;最大灌浆速率（Rmax）、平均灌浆速率（R）、快增期灌浆速率（R2）变异系数较小,相对稳定,渐增期灌浆速率（R1）和缓增期灌浆速率（R3）的变异系数较大,易受影响;T和R与千粒重呈极显著正相关,对千粒重（Y）作用较大,R的作用大于T;灌浆持续时T、R、R2和T2、R3和T3对Y作用显著。因此,可通过选育高平均灌浆速率（R）、高快增期灌浆速率（R2）的品种,配套适当的栽培措施来协调灌浆速率与灌浆持续时间的矛盾,达到增加粒重的目的。     

不同株型小麦干物质积累与分配对氮肥响应的动态分析

为了揭示株型和施氮量对小麦干物质积累与分配动态的影响,通过实施不同株型小麦品种和氮肥处理的田间试验,于主要生育期测定了各处理单株及不同器官干物质积累量,并分别利用Richards和VP方程对其进行拟合。结果表明,适量施氮提高了各株型小麦的干物质平均增长速率(R_a)和最大增长速率(R_max),缩短了各株型小麦到达R_max的时间,延长了各株型小麦的缓增持续期(D₃)。施氮提高了紧凑型矮秆品种矮抗58、松散型品种淮麦17和中间型品种扬麦12的起始生长势(R₀),缩短了上述3种株型小麦的渐增持续期(D₁),降低了其到达R_max时的干物质积累量(W_Rmax),而紧凑型高秆品种宁麦9号的R₀、W_Rmax和D₁与上述3种株型小麦的变化趋势相反。随施氮量的增加,矮抗58和宁麦9号的快增持续期(D₂)呈下降趋势,而淮麦17和扬麦12的D₂以中氮处理(150 kg hm^-2)最低。施氮降低了淮麦17和扬麦12的叶、穗最大分配比例(P_max)以及矮抗58和宁麦9号的茎鞘最大分配比例(P_Smax),但增加了矮抗58和宁麦9号的叶部和穗部P_max以及淮麦17和扬麦12的P_Smax。施氮降低了宁麦9号、淮麦17和扬麦12的叶分配比例最大下降速率及矮抗58和宁麦9号的穗分配比例最大增长速率,而增加了矮抗58的叶分配比例最大下降速率及淮麦17和扬麦12的穗分配比例最大增长速率,但过量施氮抑制了宁麦9号穗分配比例最大增长速率的增加和扬麦12穗分配比例最大增长速率的下降。施氮对各株型小麦茎鞘分配比例最大增长和下降速率(R_Simax和R_Sdmax)的影响无明显规律。因此,在建立高产小麦栽培技术体系时,应充分考虑到不同株型小麦干物质积累和分配动态对施氮量的响应差异。     

花后高温、弱光及其双重胁迫对小麦籽粒内源激素含量与增重进程的影响

在田间试验条件下研究了花后不同时期高温、弱光和温光双重胁迫对小麦籽粒内源激素含量与增重进程的影响。结果表明,灌浆中期温光双重胁迫处理对小麦粒重的影响最为显著,不同时期3种处理后,单粒重的降低主要是缓增期灌浆速率和平均灌浆速率显著降低所致,而灌浆持续期对其影响较小。灌浆进程中籽粒GA₃含量的降低或ABA含量的升高可能是导致平均与最大灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期灌浆速率变化的生理原因。对籽粒各内源激素变化速率之间及其与籽粒平均灌浆速率的相关分析表明,对籽粒灌浆速率的调节作用GA₃主要体现在灌浆前期（开花后7~12 d）和后期（开花后19~28 d）;而ABA主要是在灌浆中期（开花后12~19 d）,且籽粒平均灌浆速率与ABA之间的关系要比其与GA₃的关系相对密切。整个籽粒灌浆过程,ZR和IAA含量变化与籽粒平均灌浆速率的相关性均不显著。     

外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦籽粒灌浆进程及蛋白质含量影响

本文旨在揭示持绿型小麦品种的灌浆特性和籽粒蛋白质含量对外源激素的响应,认识植物激素调控籽粒灌浆和蛋白质合成的作用机制。自盛花期开始,连续4 d喷施10 mg L^-1脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA),持绿型品种汶农6号的灌浆期(t₃)、活跃生长期(D)、平均灌浆速率(G_mean)、最大灌浆速率(G_max)、千粒重(TGW)和产量(GY)均大于非持绿型济麦20,且强势粒的各项灌浆参数均大于弱势粒。喷施两种外源激素显著提高两品种的G_mean、G_max、TGW和GY,对t₃和D的影响存在粒位及品种效应。喷施ABA和6-BA均显著提高花后35 d的籽粒蛋白质含量,显著提高汶农6号强、弱势粒的麦谷蛋白含量,但济麦20强、弱势粒的麦谷蛋白含量显著降低。喷施ABA后,汶农6号强势粒花后7~21 d的玉米素核苷(ZR)含量显著升高;喷施6-BA后,济麦20弱势粒花后14~35 d的ZR含量显著升高,而汶农6号强势粒7~21 d的赤霉素(GA₃)含量显著降低,弱势粒花后7~28 d的GA₃含量显著提高。喷施外源ABA和6-BA显著提高两品种强势粒花后7~21 d的生长素(IAA)和ABA含量。ABA和6-BA处理显著提高花后7~21 d谷氨酰胺合成酶(GS)活性。可见,喷施外源ABA和6-BA使小麦内源激素水平变化,促进籽粒灌浆,增加粒重和产量,提高籽粒GS活性和蛋白质含量,改变蛋白质组分。     

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。     

Effect of panicle nitrogen on grain filling characteristics of high-yielding rice cultivars

The effects of four levels of panicle nitrogen fertilizer on the grain filling characteristics of three rice (Oryza sativa L.) varieties (super japonica rice Ningjing 3, three-line japonica hybrid rice Changyou 3 and three-line indica–japonica hybrid rice Yongyou 12) were analyzed. The results showed that difference in time of maximum filling rate (T_max) was the smallest between the superior and inferior spikelets of Ningjing 3, bigger between those of Changyou 3, the biggest between those of Yongyou 12. Ningjing 3 was of the synchronous grain-filling type, Yongyou 12 the asynchronous type, and the Changyou 3 the medium type. The grain filling rate, the initial filling power (R₀), the maximum filling rate (G_max), and the average filling rate (G) of the superior and inferior spikelets of the three varieties under the treatment of panicle N with the amount of 120 kg ha⁻¹ (middle panicle N, shortened as NM) treatment were higher than those of other treatments. NM treatment led to the highest increase in grain weight at the middle stage of filling for all the three varieties. The treatment shortened the early and late stages of grain filling, but extended the middle stage when the filling rate was the highest. However, the middle stage of grain filling of Changyou 3 and Yongyou 12 was much more extended than that of Ningjing 3, indicating a better effect of N on hybrid rice varieties.     

不同生态环境条件下小麦籽粒灌浆速率及千粒重QTL分析

以142个和尚麦/豫8679的F7:8重组自交系及其亲本为试验材料, 分析了籽粒平均灌浆速率、最高灌浆速率及千粒重在北京(2006, 2007)、安徽合肥(2007)和四川成都(2007)4个生态环境下的性状表现, 并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱, 对这3个性状进行了QTL定位分析。共检测到54个QTLs, 涉及小麦1A、1B、2A、2D、3A、3B、3D、4A、4D、5A、5B、6D 和7D染色体。其中, 17个与平均灌浆速率相关, 可解释表型变异的7.17%~20.83%; 16个与最高灌浆速率相关, 可解释表型变异的6.31%~15.95%; 21个与千粒重相关, 可解释表型变异的4.36%~16.80%。另外, 在1A、1B、2A、3B、4D、6D和7D染色体上发现10个涉及“一因多效”或紧密连锁位点的基因组区段, 有助于了解籽粒灌浆和籽粒产量相关性状的遗传基础。     

Heterosis of grain weight in wheat hybrids with Triticum timopheevi cytoplasm

Summary Two kinds of wheat hybrids with the same nuclear genotype but different cytoplasms (one with T.timopheevi cytoplasm, i.e., A/R, and the other with T.aestivum cytoplasm, i.e., B/R) were produced by two 3 × 5 incomplete diallel crosses of 3 A-lines, 3 corresponding B-lines and 5 R-lines, respectively. Experimental results did not show significant differences between the hybrids of A/R and B/R in grain filling characteristics and grain weight. The beterosis of grain weight seems mainly determined by the nuclear genotype. Although the seeds set on most A-lines were shrivelled, such a phenomenon was not found in grains set on F₁. The duration of the lag period (D₁) and the average grain filling rates during the linear period and the mature period (i.e., FR₂ and FR₃) were significantly and positively related to 1000-grain weight. It was in these factors that most hybrids displayed clear mid-parent (MP) heterosis. The amount of grain weight heterosis was not significantly related to MP value. This indicates that the grain weight heterosis of wheat hybrids will not decrease with an increase of the MP value.     

Identification of quantitative trait loci for flowering-related traits in the D genome of synthetic hexaploid wheat lines

The gene pool of Aegilops tauschii, the D-genome donor of common wheat (Triticum aestivum L.), can be easily accessed in wheat breeding, but remains largely unexplored. In our previous studies, many synthetic hexaploid wheat lines were produced through interspecific crosses between the tetraploid wheat cultivar Langdon and various A. tauschii accessions. The synthetic hexaploid wheat lines showed wide variation in many characteristics. To elucidate the genetic basis of variation in flowering-related traits, we analyzed quantitative trait loci (QTL) affecting time to heading, flowering and maturity, and the grain-filling period using four different F₂ populations of synthetic hexaploid wheat lines. In total, 10 QTLs located on six D-genome chromosomes (all except 4D) were detected for the analyzed traits. The QTL on 1DL controlling heading time appeared to correspond to a flowering time QTL, previously considered to be an ortholog of Eps-A ^m 1 which is related to the narrow-sense earliness in einkorn wheat. The 5D QTL for heading time might be a novel locus associated with wheat flowering, while the 2DS QTL appears to be an allelic variant of the photoperiod response locus Ppd-D1. Some of the identified QTLs seemed to be novel loci regulating wheat flowering and maturation, including a QTL controlling the grain filling period on chromosome 3D. The exercise demonstrates that synthetic wheat lines can be useful for the identification of new, agriculturally important loci that can be transferred to, and used for the modification of flowering and grain maturation in hexaploid wheat.     

2个小麦品种籽粒灌浆性状的分析

为了对小麦新品种的选育提供理论依据,利用Richards方程对小麦品种‘绵麦37’（四川省小麦新品种区域试验对照品种）和‘川麦42’（长江上游冬麦组品种区域试验对照品种）的灌浆性状进行了研究。研究得出了2个品种的主要灌浆性状参数,结果表明,在四川盆地,灌浆速率比灌浆持续时间更能影响小麦粒重,小麦粒重主要受灌浆前期和灌浆中期的灌浆速率的影响,灌浆中期对粒重的贡献达到45%以上。通过以上结果,认为在小麦新品种选育的实践中,要兼顾较长的灌浆持续期、较高的平均灌浆速率和最大灌浆速率、以及抗倒伏性等性状的选择。     

小麦产量对中后期氮素胁迫的响应及品种间差异

生育中后期土壤供氮不足是导致小麦减产的重要原因之一。2015—2017年连续2个生长季,选择人工合成六倍体小麦衍生品种(synthetic hexaploid wheat-derived cultivar, SDC)和非人工合成小麦衍生品种(Non-synthetic hexaploid wheat-derived cultivar, NSC)各3个,设置2个施氮水平,研究其产量及相关生理参数对中后期氮素胁迫的响应。SDC包括川麦42、川麦104和绵麦367, NSC包括绵麦37、川农16和川麦30。2个施氮水平为正常施氮处理(Nn, 150kg N hm~(–2),底肥40%、拔节肥60%)和中后期氮胁迫处理(Ns, 60 kg N hm~(–2),全部作底肥)。结果表明,氮胁迫下,两类品种产量均值降幅接近(SDC 19.6%, NSC 20.4%),但正常供氮下SDC产量高于NSC (高14.4%),其氮胁迫下的产量也较高(高15.9%)。氮胁迫下, SDC的生物产量、单位面积粒数均高于NSC。开花期,两类品种在2个氮素水平下的叶面积指数(LAI)接近,但在灌浆中后期的降幅SDC小于NSC,花后22d,SDC在高、低施氮水平下的LAI较NSC分别高25.1%和16.0%。开花灌浆阶段, 2个施氮水平下SDC旗叶和倒二叶SPAD始终高于NSC,氮胁迫下二者的差距增大。两类品种的净光合速率(NPR)和群体光合速率(CAP)的差异也主要出现在灌浆中后期,氮胁迫下SDC以上2个参数较NSC均有优势。氮胁迫下,花后功能叶片的硝态氮、铵态氮、可溶性糖含量SDC也高于NSC。SDC较NSC有更高的氮素利用效率(NUtE),氮胁迫下,二者NUtE的差距增加。以上结果表明,低氮胁迫下SDC的生产力高于NSC,这与其较高的库容、较长叶片功能期有关。