小麦籽粒品质形成及其调控研究进展

本文介绍了蛋白质含量和质量及淀粉组份与小麦籽粒品质的关系,论述了小麦籽粒品质的形成特点及影响因子和技术调控途径,分析了小麦籽粒产量与品质的关系,提出通过基因型,生态环境,技术调控等综合运用来实现小麦优质,高产,高效的发展的手段。     

小麦籽粒品质形成及其调控研究进展

本文介绍了蛋白质含量和质量及淀粉组份与小麦籽粒品质的关系,论述了小麦籽粒品质的形成特点及影响因子和技术调控途径,分析了小麦籽粒产量与品质的关系,提出通过基因型、生态环境、技术调控等综合运用来实现小麦优质、高产、高效的协同发展的手段。     

长期定位施肥对小麦籽粒产量及品质的影响

为了探讨长期施肥对冬小麦籽粒产量及品质的影响，以12年长期定位试验为基础，对冬小麦籽粒产量变化及加工品质进行了研究。结果表明：(1)缺氮或缺磷处理(CK、N、NK、PK)小麦产量低而不稳，年均产量1059～1291kg／hm^2，变异系数40．46％～62．11％；氮磷、氮磷钾配施或氮磷钾与有机物配施(NP、NPK、SNPK、M(N)NPK、M(H)NPK)能持续高产，年均产量5237～5646kg／hm^2，变异系数为23．11％～34．23％。(2)CK、N、NK处理籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、沉淀值均高于NP、NPK、SNPK、M(N)NPK、M(H)NPK处理，说明小麦优质和高产所要求的养分平衡点不同。(3)要兼顾冬小麦产量和品质，须平衡施肥，重视氮、磷肥的投入。     

化学调控对茉莉花产量与品质的研究

茉莉从春到秋要多次孕蕾开花。花前花后，影响茉莉营养生长与生殖生长的各种内源激素都要进行相应的调整。实践证明，提高茉莉花产量，除必须切实加强水肥运筹外，采用科学的化控技术，改善株形结构，促进物质与能量的有效转化，提高花芽形成的内源激素的比值水平，不失为当今茉莉花增产的一项适用而有效的新技术。为了摸索茉莉化控高产栽培技术，我们在完成茉莉花生物学特性观察、周年茉莉花植株养分变化测定以及对茉莉花产量要素分析基础上，对化控增产效应及其机制做了比较研究。一、化学调控的增花效应荣莉花每期花讯单位产量高低，取决…     

花后短暂高低温胁迫对小麦产量形成的影响及减灾调控

为明确花后阶段高、低温胁迫对冬小麦光合特性、籽粒发育及产量形成的影响,利用人工智能控温室开展盆栽小麦高、低温度胁迫试验,以宁麦13和镇麦12为试验材料,在花后7～9、15～17、23～25和31～33 d分别进行低温和高温胁迫处理,并在温度胁迫后喷施1μmol·L^-1 2,4-表油菜素内酯(BR)、0.5mol·L^-1亚精胺+腐胺(Spd+Put)进行减灾调控,分析小麦旗叶净光合速率、SPAD值、籽粒形态、产量变化及减灾调控效果。结果表明,与自然温度处理相比,花后不同阶段低温胁迫结束当天小麦旗叶SPAD值先升高,3 d后显著下降;高温胁迫后SPAD值降低4.67%～29.00%。两品种旗叶净光合速率在高、低温胁迫处理下均降低。高、低温胁迫显著降低粒宽,增加籽粒长宽比,导致籽粒表面皱缩。籽粒灌浆时间在花后低温胁迫下延长1～3 d,在高温胁迫下缩短1～5 d。温度胁迫后优势和弱势小穗籽粒灌浆速率分别下降2.75%～37.64%和3.31%～40.34%,产量降低5.46%～35.24%。温度胁迫后喷施BR与Spd+Put均能缓解温度胁迫的伤害,使...     

施磷量对不同类型专用小麦产量和品质的调控效应

为给优质小麦合理施肥提供依据,以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为材料,在缺磷土壤（速效磷含量4．10mg／kg）上研究了施磷量对小麦籽粒产量、蛋白质、淀粉及其组分含量的影响。结果表明,强筋小麦中优9507在施磷量（P2O5）0～144kg／ha,中筋小麦扬麦12号和弱筋小麦扬麦9号在施磷量（P2O5）0～108kg／ha范围内,籽粒产量随施磷量增加而增加,继续增加施磷量,籽粒产量则呈下降趋势。中优9507与扬麦12号清蛋白含量施磷处理均高于不施磷处理,扬麦9号施磷则降低了清蛋白含量;增施磷肥后中优9507球蛋白含量下降,扬麦12号先下降后上升,而扬麦9号球蛋白含量有所上升;在上述施磷量范围内,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量随施磷量增加而增加,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量均随施磷量增加而下降,继续增加施磷量,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量下降,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量有所上升。     

喷灌对秦岭北麓旱地小麦产量及品质的效应

为给陕西旱地及关中灌区小麦高效灌溉提供技术支撑,在陕西秦岭北麓的蓝田县进行了小麦不同生育时期喷灌小区试验和生产示范试验,研究了喷灌对小麦产量及品质的影响。结果表明,在越冬期和拔节期喷灌可显著提高小麦产量、效益和水分利用效率,产量、收入和水分利用效率相对于无灌溉处理的增加幅度分别为22.0%~95.7%、16.5%~83.6%和9.3%~82.7%。喷灌后籽粒容重、吸水率和最大拉伸阻力分别增加1.8%~2.6%、0.5%~1.4%和0.6%~1.9%,其他品质指标降低,磨粉品质和加工品质明显变差。其中籽粒蛋白质含量和硬度分别降低5.2%~8.1%和6.0%~9.4%,最大拉伸面积、沉降值、湿面筋含量和稳定时间分别降低5.2%~7.8%、13.1%~17.3%、3.7%~7.8%和31.3%~42.4%。     

施肥和群体密度对春小麦产量与品质形成的调控效应

为给春小麦养分科学管理提供参考,采用大田小区试验,以春小麦品种龙麦26和克旱16为材料,研究了肥料施用量对小麦不同密度群体籽粒产量与品质形成的调控效应。结果表明,施肥与群体密度对春小麦产量具有明显的互作效应。低施肥水平下,春小麦产量随群体密度的增加而增加;中高施肥水平下,产量随群体密度增加出现波动,但均高于低施肥水平的产量。群体密度的增加降低了收获穗数饱和度、穗粒数及籽粒面筋含量,但增加了籽粒容重;施肥量的增加提高了穗粒数、千粒重和面筋含量;群体密度和施肥量对小麦加工品质的影响较为复杂,且对不同基因型品种的调控效应不同。     

MFB多功能抗旱剂对小麦产量与品质的影响

试验结果表明,小麦拔节期叶面喷施ＭＦＢ多功能抗旱剂可使小麦产量提高６．８％－２２．９％,平均增产达１３．９５％,与对照相比差异显著。喷施ＭＦＢ多功能抗旱剂还可改善小麦籽粒营养品质,与对照相比,小麦粗蛋白含量、面筋含量和赖氨酸含量分别增加０．９８、３．７７和０．０７个百分点。小麦增产的原因是喷施ＭＦＢ多功能抗旱剂可使小麦千粒重、穗数和穗粒数增加,并使小麦抗逆性增强。     

小麦籽粒营养品质及品质产量的边际效应

为阐明小麦籽粒营养品质及品质产量的边际效应,以黄淮麦区不同品质类型的4个小麦品种为材料,于2010-2012年度对不同麦行籽粒蛋白质、淀粉、可溶性糖含量等营养品质指标和品质产量进行了系统研究。结果表明,不同行次间籽粒蛋白质含量和可溶性糖含量差异达显著水平,其中边1行、边2行、边3行和边4行的籽粒蛋白质含量分别为136.79、131.02、129.50、126.58 mg·g^-1,可溶性糖含量分别为113.08、91.61、93.55、87.91 mg·g^-1;不同行次间籽粒淀粉含量差异达显著水平;不同行次间籽粒蛋白质产量和淀粉产量的差异达显著水平,其中,边1行、边2行、边3行和边4行的籽粒蛋白质产量和淀粉产量分别为1 543.3、995.7、987.1、930.9 kg·hm^-2和6 480.6、4 284.9、4 383.6、4 126.3 kg·hm^-2,边际效应显著。本研究表明,小麦营养品质和品质产量具有显著的边际效应,生产中可通过改革种植方式、合理选用品种等加以充分利用。     

基于小麦产量三要素的产量条件QTL分析

为了从单个QTL水平上解析产量与产量三要素的遗传基础,利用花培3号和豫麦57杂交获得的168个家系的DH群体及其遗传图谱,在5个环境下对产量进行了非条件QTL分析和基于产量三要素(穗粒数、千粒重和单位面积穗数)的条件QTL分析,共检测到9个非条件QTL和28个条件QTL。其中,检测到2个主效QTL(QY.sdau-4D和QY.sdau-6D.2),它们可分别解释15.77%和10.16%的表型变异。分别检测到6个"一因多效"QTL和11个微效QTL;其中,QYsdau-4D.2通过影响单位面积穗数、穗粒数和千粒重而影响产量,QYsdau-2D.1和QYsdau-3A.1能提高单位面积产量但不影响穗粒数,即单位面积产量和穗粒数在该位点上几乎没有关联。本研究结果为通过分子设计聚合高产有利基因提供了理论基础,对培育单位面积产量大幅度提高的小麦新品种具有重要意义。     

CIMMYT小麦种质农艺及品质性状分析

为给黄淮南片冬麦区小麦育种提供种质信息,将1 328份CIMMYT国际面包小麦观察圃(IBWSN)的种质于2011-2015年度种植于黄淮南片冬麦区的新乡,调查了42^nd ～46^th国际面包小麦观察圃种质的主要农艺性状和抗病性,分析了45^th国际面包小麦观察圃种质的品质表现及优质亚基基因状况。结果表明,CIMMYT国际面包小麦观察圃种质均表现为春性,综合农艺性状差;株高不低于80 cm,大多数（84.6%）在90～110 cm之间;千粒重高于45.0 g和50.0 g的比例分别为28.4%和10.0%。CIMMYT国际面包小麦观察圃种质的花期与黄淮南片冬麦区品种一致,多数小麦种质白粉病发生比较轻。45^th国际面包小麦观察圃种质的湿面筋含量为23.6%～41.6%,其中,13.2%的小麦种质湿面筋含量大于35.0%,40.8%的小麦种质湿面筋指数不低于80.0%;49.7%的小麦种质携带Dx5+Dy10基因,3.0%的小麦种质携带Bx7^OE 基因;有 10个小麦种质含有优质5+10亚基及7超量表达亚基,可作为优质亲本改良黄淮南片冬麦区高产品种。     

黄淮流域部分小麦种质材料抗旱和品质特性的评价及筛选

为了筛选出兼顾小麦抗旱性和优良品质的小麦种质,于2012-2014年通过杨凌和永寿两个点的田间试验,对黄淮流域116份小麦种质材料的抗旱性和品质进行了鉴定。结果共筛选出抗旱小麦种质材料10份,旱地强筋小麦种质材料24份,其中,强筋抗旱小麦种质材料仅4份,即98-10-30、PB1070、新9408和XNCW3。此外,本研究还发现,有效穗数、穗粒数和单株产量在两年试验中均与抗旱系数、抗旱指数和抗旱系数的加权隶属函数呈极显著相关关系,说明有效穗数、穗粒数和单株产量可以初步作为小麦抗旱鉴定和旱地品种选育的初选指标。     

25份澳大利亚小麦种质的性状表现及利用

为给黄淮南片冬麦区小麦育种提供信息,对25份澳大利亚小麦种质于2016-2018年度在新乡进行了部分农艺性状调查,对其品质性状及优质亚基等进行了分析。结果表明,25份澳大利亚小麦种质多表现为春性,综合农艺性状较差;千粒重低于黄淮麦区高产对照品种周麦18,变化范围为31.4 g～43.1 g;湿面筋含量、面筋指数、稳定时间、弱化度的变化范围分别为28.0%～39.1%、55.2%～96.5%、4.0 min～25.0 min、5%～100%。从澳大利亚小麦种质中,筛选出了具有湿面筋含量高、面筋指数高、稳定时间长、面粉粉色白等优良品质特性的材料,鉴定出了含5+10亚基、7+8~*亚基(7超量表达亚基)、17+18亚基、13+16亚基、低PPO活性基因及 Wx-B1基因缺失等优异品质材料,筛选出了含有 Rht-D1b矮秆基因以及 Lr34和 Lr46抗叶锈基因的材料。利用澳大利亚小麦种质为改良亲本,与黄淮麦区表现突出的小麦品种配制三交或四交组合,按常规系谱方法对优良性状进行定向选择,培育出了综合农艺性状表现好、品质表现突出的小麦新品系。     

转ZmPPDK基因小麦新品系的光合特性及产量分析

为明确玉米C_4型ZmPPDK基因提高小麦光合效率的功能,采用基因枪介导转化法,以小麦品种周麦23为受体,获得了转ZmPPDK基因小麦株系T14和T39,并于开花期和灌浆期测定了2个转基因株系及受体亲本的旗叶净光合速率日变化、光合相关基因表达量、叶绿素荧光参数以及成熟期产量性状。结果表明,T14和T39在2个测定时期10:00-14:00间的光合速率均显著高于野生型对照,在灌浆期2个转基因系的提高幅度均最大,分别达17.24%和21.11%。转基因小麦的ZmPPDK基因及内源CA、NADP-ME、FBP等光合相关基因的表达量均显著高于对照,其中ZmPPDK基因表达量的提高幅度分别为14.13和15.28倍,并显著高于光合相关基因。在13:00时刻,转基因小麦的F_v/F_m和Φ_(PSII)均显著高于对照,而W_K和V_J显著低于对照。转基因小麦的2年平均产量较对照分别提高6.40%和5.02%,千粒重的提高是其增产的主要因素。以上结果说明,转玉米ZmPPDK基因小麦的光合特性和产量显著优于对照,玉米ZmPPDK基因具有改善C_3植物光合特性并提高其产量的潜力。     

种植密度对小麦胚乳淀粉粒度分布特征及产量的影响

为研究种植密度对小麦胚乳淀粉粒度分布特征的调控效应,选用2个冬小麦品种(京冬8号和京冬11号),设计4个密度水平(210、300、390、480株·m-2),利用激光衍射粒度分析仪(LS13320)测试分析了提纯淀粉粒的数目、体积和表面积分布特征.结果表明,京冬8号在基本苗390株·m-2的条件下,胚乳淀粉粒度分布呈3峰曲线变化,其他3个密度处理呈双峰曲线变化;京冬11号在低密度(210株·m-2)情况下胚乳淀粉粒度分布呈双峰曲线变化,密度提高后则呈3峰曲线变化.随着种植密度的提高,小麦胚乳淀粉中A型淀粉粒的含量、淀粉粒的平均粒径和中位粒径均呈增大趋势,但当密度增大到一定程度后上述参数降低.     

花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响

为了解糯小麦和非糯小麦对遮光的生理反应差异,在大田条件下,以非糯小麦轮选987和糯小麦农大糯50206为材料,设置3个遮光处理(不遮光、花后遮光30％和60％),研究了花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响.结果表明,遮光后,轮选987和农大糯50206的生物产量、籽粒产量和经济系数均显著下降.花后光照强度降低导致小麦花前营养器官干物质在花后向籽粒的转运量及其贡献率发生明显变化,同时影响籽粒灌浆进程,最终表现为粒重显著下降,且此影响存在明显的基因型差异.轮选987在遮光30％后营养器官干物质在花后向籽粒的转运量降低,遮光60％后转运量恢复至对照(不遮光)水平,转运物质对籽粒的贡献率随遮光强度的提高而增加.花后遮光抑制了农大糯50206花前营养器官干物质在花后向籽粒的转运,但未改变转运物质对籽粒的贡献率.花后弱光降低了小麦籽粒的平均灌浆速率和最大灌浆速率,轮选987的灌浆进程不受影响,却改变了农大糯50206的灌浆进程,延长了其渐增期和快增期的天数,推迟了灌浆高峰期的来临.遮光后小麦败育小穗数增多,穗粒数下降.花后遮光致使小麦产量降低的程度存在基因型差异,农大糯50206产量的降幅明显小于轮选987.     

小麦生育后期主茎和分蘖次生根对籽粒产量和品质的影响

为通过根系调控提高小麦产量和改善品质,以弱春性优质强筋小麦品种郑麦9023为材料,研究了生育后期主茎次生根和分蘖次生根对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,小麦分蘖次生根根系活力与根中全氮含量显著高于主茎次生根,而根中可溶性糖含量则低于主茎次生根。随着生育进程的推进,分蘖次生根与主茎次生根间的差异逐渐减小。分蘖次生根对单株成穗数、千粒重及单株产量的贡献大于主茎次生根,而对穗粒数的贡献则显著小于主茎次生根。与对照（维持完整根系）相比,只留主茎次生根处理和只留分蘖次生根处理的籽粒直链淀粉含量与直/支比例显著提高,而蛋白质含量显著下降。因此,生产实践中可以通过调节分蘖次生根与主茎次生根的比例及生理特性来提高籽粒产量和改善品质。     

氮量及减灌对冬小麦旗叶生理参数和细胞保护酶活性的影响

为给小麦水氮高效栽培提供依据,以水氮响应特征不同小麦品种保麦10（适合高水肥）和石麦22（节水型）为材料,通过田间试验,研究了不同施氮量及春季灌水次数对小麦旗叶光合色素含量、保护酶活性和产量的影响。结果表明,増施氮素和增加灌水次数能提高供试品种旗叶叶绿素a、b含量、可溶隆蛋白含量、超氧化物气化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性,改善产量构成因素及产量,减少细胞膜质过氧化产物丙二醛（MDA）累积量。高水氮组合（N225结合春季2次灌水）下保麦10和石麦22旗叶生理生化参数及产量性状的差异较小;在高氮、低氮灌1水下,与保麦10相比,石麦22旗叶生长中后期被测细胞保护酶活性、游离脯氨酸、可溶性糖含量显著增加,MDA含量显著降低,产量得到明显改善。石麦22较强的耐低氮及干旱能力与其水氮胁迫下植株上位叶维持较高光合色素含量、较多渗透物质含量和较强细胞保护酶活性有关。