阶段高温对不同小麦品种产量的影响及其耐热性差异研究

为应对小麦高温灾害,筛选耐热丰产种质资源,通过裂区试验,以阶段高温为主区(在开花期、花后5～10 d、11～15 d、16～20 d和21～25 d进行高温胁迫,分别用H_1、H_2、H_3、H_4和H_5表示,以自然生长条件为对照),以品种为副区(选用济麦22、矮抗58、衡4399、淮麦33、石麦22、山农20、郑麦7698和邯6172耐热性不同的8个冬小麦品种),于2016-2017和2017-2018两个小麦生长季,研究了不同阶段高温对小麦产量及穗粒数、粒重等的影响,并分析了不同品种的耐热性。结果表明, H_1、H_2、H_3、H_4和H_5处理的两年平均产量分别较对照下降59.7%、49.5%、26.2%、36.4%和34.5%,穗粒数分别减少17.9、14.8、5.9、1.2和4.0粒,千粒重分别降低0.3、1.8、7.3、13.8和12.6 g。从品种看,自然生长条件下郑麦7698、淮麦33和衡4399的产量较高,石麦22的产量最低;高温条件下郑麦7698、山农20和衡4399的产量较高,淮麦33为受高温影响最大的品种,两年减产幅度均最高;两种条件下郑麦7698、衡4399和山农20的综合产量均较高,淮麦33最低。阶段高温对不同品种的影响不同,且存在年际间差异。2016-2017年度山农20、衡4399和石麦22的H_2处理均较对照增产,但其他阶段高温处理均减产。高温胁迫后郑麦7698的减产幅度在2016-2017年度最小,而在2017-2018年度仅次于减产幅度最大的淮麦33。郑麦7698、衡4399和山农20的两年几何平均产量均较高,淮麦33最低。从热感指数看,衡4399、山农20和郑麦7698的热感指数指标大部分小于1,淮麦33、济麦22、石麦22热感指数指标大部分大于1;其他品种的热感指数指标有的时段高温大于1,有的小于1。综合产量和热感指数指标,衡4399、山农20和郑麦7698的耐热性好,淮麦33、济麦22和石麦22的耐热性较差。     

北方冬麦区与黄淮北片优良小麦品种(系)耐热性评价

为筛选小麦耐热种质资源,在开花后15d开始覆盖塑料大棚,模拟高温胁迫,对来自我国北方冬麦区和黄淮北片主推的53个小麦品种(系)的千粒重热感指数、容重热感指数、几何平均产量进行分析,并以耐热品种TAM107为对照,结合苗期细胞膜热稳定性对参试材料的耐热性进行评价。结果表明,在三年(2008-2011)试验中,千粒重热感指数均小于1的品种(系)有9个(05CA306、京冬8号、邯6228、衡6632、农大3492、农大3432、济麦19、农大212和衡4399),容重热感指数均小于1的品种(系)有8个(衡观216、农大3492、农大413、京冬8号、山农2149、农大212、衡6632和济麦19)。依据参试品种(系)在3年的几何平均产量及热感指数的结果,农大212、农大3492、京冬8号、济麦19、衡6632、农大413、山农2149和衡观216可作为耐热高产品种(系)在生产上推广应用。利用细胞膜热稳定性筛选出44个苗期耐热性好的品种(系)。综合细胞膜热稳定性法及田间评价结果,农大212、衡6632、农大3492、济麦19、农大413、山农2149和衡观216为耐热性较好的品种(系)。     

花后高温胁迫对小麦灌浆特性及产量的影响

为了解小麦灌浆特性对花后高温胁迫的响应,选用西农979、洛旱2号、西农2208、新麦11、郑麦366和兰考矮早8等6个品种,于2016-2018年以自然条件为对照(CK),分析了花后高温胁迫(搭棚增温)后小麦灌浆进程、千粒重和产量的变化。结果表明,小麦粒重主要由灌浆持续时间和灌浆速率决定,不同小麦品种对花后高温胁迫的响应模式不同。西农979、洛旱2号在高温胁迫下,灌浆快增期的平均灌浆速率有所提高,但灌浆持续时间显著降低,导致粒重显著下降,且两年度的千粒重热感指数和产量热感指数均大于1,属于不抗高温型品种;新麦11、郑麦366和兰考矮早8经高温胁迫后,灌浆持续时间变化幅度不大,平均灌浆速率分别降低了0.05、0.09和0.06g·d^-1,千粒重分别降低了2.00、1.45和1.56g,但高温胁迫下粒重与CK无显著差异,且郑麦366和兰考矮早8的千粒重热感指数和产量热感指数在两个年度均小于0.9,属于抗高温型品种。     

新疆春小麦品种耐热性评价

为筛选出丰产性好的耐热性春小麦品种,在花后15d至成熟期以自然生长为对照,分析了塑料棚高温处理下19份新疆主推春小麦品种产量性状的变化,并采用产量指数、千粒重热感指数及容重热感指数相结合的方法对供试材料的耐热性进行评价。结果表明,灌浆期高温胁迫下小麦千粒重降低,进而导致减产。新春6号、新春9号、新春11号、新春17号、新春22号、新春27号、新春31号、新春33号和新春37号在高温及常温条件下的丰产性均较好,其中新春6号及新春37号丰产性突出。千粒重热感指数小于1的品种有10个,分别为新春6号、新春17号、新春22号、新春26号、新春29号、新春32号、新春34号、新春36号、新春40号和新春41号。容重热感指数小于1的品种有10个,分别为新春6号、新春11号、新春17号、新春22号、新春27号、新春32号、新春33号、新春34号、新春39号和新春40号。综合热感指数及产量指数,新春6号、新春17号、新春22号及新春37号的耐热性较好,可作为耐热高产品种在生产中推广应用。新春40号丰产性较好,千粒重及容重热感指数小于1,千粒重高,可作为小麦耐热育种的亲本。新春41号在两种温度条件下千粒重高,可作为耐热性种质资源。     

不同小麦品种对灌浆期高温的响应差异

为探究小麦对花后高温的生理响应,以黄淮海地区的16个小麦品种为材料,测定灌浆期高温对小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,分析千粒重和产量的变化,并比较品种灌浆后期抗高温能力的差异。结果表明,高温处理7d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和SOD活性均高于田间自然生长小麦(对照),而MDA含量则低于对照;高温处理15d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、MDA含量和SOD活性较对照明显升高,而可溶性糖含量则下降。高温处理后各品种千粒重和产量均降低,豫麦49-198和郑麦366产量显著降低。相关分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析结果表明,济麦22和石麦19灌浆期耐热性均较高;旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和籽粒千粒重3项指标可作为小麦耐热性评价指标。     

不同落黄型小麦品种光合器官衰老及产量对花后高温的响应

为给耐热性小麦品种的选育和推广提供依据,以黄淮北片小麦全身落黄型品种邯6172和邯麦13及灰白落黄型品种石4185和早衰落黄型品种鲁麦14为供试材料,研究了灌浆期热胁迫对小麦植株含水量、干物质转运量和籽粒灌浆特性的影响,并通过千粒重热感指数评价了不同类型品种的耐热性。结果表明,高温加快了小麦叶片黄化衰老,不同品种衰老快慢不同,邯6172和邯麦13的旗叶、倒2叶、倒3叶分别于热胁迫后19、16、10d开始黄化,叶片黄化速度慢,分别比鲁麦14、石4185晚3~6d。热胁迫使穗、茎、叶含水量下降,不同品种下降速率不同,灌浆后期差异更为显著,其中花后31d鲁麦14、石4185、邯6172和邯麦13穗部含水量分别比对照下降28.7%、30.3%、12.1%和17.4%,叶片含水量分别下降53.8%、44.4%、18.7%和21.5%;鲁麦14、石4185茎秆含水量始终低于邯6172和邯麦13,失水失绿早。热胁迫下全身落黄小麦叶片衰老速度慢,绿叶数目、绿叶面积均较高,穗茎叶含水量相对较高,充分延缓了叶片等光合器官的衰老,保证了正常的生理代谢功能,营养器官干物质转运量和籽粒灌浆速率下降幅度较小,千粒重降低不明显,产量和千粒重热感指数小于1,耐热性好。     

新疆春小麦育成品种耐热性评价

为筛选出耐热性好的小麦种质材料,通过开花期至成熟期人工模拟高温胁迫环境,以千粒重热感指数为主要评价指标,评价了新疆近30年来审定的春小麦品种的相对耐热性,并分析了高温胁迫对小麦籽粒蛋白质、湿面筋含量的影响。结果表明,与自然生长相比,高温胁迫条件下新疆春小麦育成品种的千粒重、籽粒宽度的变化均达到了极显著水平（P<0.01）,籽粒长度变化不显著(P>0.05),不同品种间耐热性存在很大差异。综合三年千粒重热感指数（HSI）分析,耐热性相对较好的品种有17个,连续三年HSI＜1的品种有11个,其中新春37号、新春2号、新春38号在高温胁迫条下千粒重变化较小,产量较稳定,为强耐热品种;对高温敏感品种有26个,连续三年HSI≥1的品种有13个,其中新春13号、新春18号、新春33号耐热性相对较弱。高温胁迫影响小麦籽粒的品质,其中13.95%的品种蛋白质含量降低,6.98%的品种湿面筋含量降低,其他品种高温胁迫后籽粒蛋白质、湿面筋含量均较自然生长有所提高。     

早播下不同类型小麦品种叶片光合及籽粒灌浆的差异

为给安徽麦区旱播条件下小麦品种类型选择提供依据,通过2年多点(蒙城、阜南、濉溪)试验,比较分析了早播下不同类型小麦品种的叶片光合性能及籽粒灌浆特性。结果表明,早播下冬性品种烟农19和济麦20的叶片叶绿素含量最高,半冬性品种皖麦52和周麦22次之,偏春性品种豫麦70-36和周麦23最低。冬性品种叶面积指数和群体干物重显著高于偏春性品种。相同类型小麦品种间叶绿素荧光参数Fo、Fm、Fv/Fm、ETR和ΦpsII差异皆不显著,但冬性与偏春性品种间差异显著。冬性品种平均灌浆速率高于偏春性品种,穗数、穗粒数、千粒重和产量皆以冬性品种最高,其中蒙城点冬性品种烟农19产量比偏春性品种豫麦70-36和周麦23分别增加了37.6%和38.4%,济麦20的产量分别比豫麦70-36和周麦23增加了37.5%和38.3%。     

基于盐胁迫的小麦农艺性状多样性分析及评价

为筛选耐盐性优良的小麦资源,在0、0.3%和0.5%NaCl处理下,对黄淮麦区的132个小麦品种的8个数量性状进行了遗传多样性、相关性、主成分分析和耐盐性评价。结果表明,供试材料具有丰富的遗传多样性,且随盐浓度的升高,被测指标的变异系数和遗传多样性指数逐渐增大,其中单株成穗数、穗下茎节长和单株产量的变异系数均大于10%;除株高外,其他性状的遗传多样性指数均大于2。相关分析表明,在高盐(0.5%NaCl)胁迫下,株高与单株产量极显著正相关,而在低盐(0.3%NaCl)胁迫下则相关不显著;在低盐胁迫下,千粒重与单株产量极显著正相关,而在高盐胁迫下相关性不显著。主成分分析表明,在低盐、高盐胁迫下,前4个主成分累计贡献率达到82.677%、88.897%。以综合耐盐指数为依据,发现河北省的衡4399、石麦15,山东省的青麦6号、青丰1号、青农2号和烟农5286,河南省的洛旱6号、郑麦366、周麦22号、周麦23号和周麦28号共11个品种在两种盐分条件下均表现为耐盐性强。结合田间群体表现和产量,认为周麦22号、洛旱6号、郑366、青农2号、烟5286和衡4399为高产耐盐小麦种质资源,可在耐盐育种工作中加以利用。     

灌浆期高温对冬小麦叶源与粒库生理特征的影响

为研究灌浆期高温对冬小麦灌浆和产量的影响,以耐热型品种淮麦33和高温敏感型品种华成3366为材料,于灌浆期(花后14～20 d)进行高温处理,以田间自然温度生长的小麦为对照,研究高温对旗叶叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量和糖含量以及籽粒淀粉含量和淀粉合成关键酶活性的影响,并对小麦粒重、产量等指标进行测定。结果表明,高温处理显著降低了淮麦33和华成3366旗叶的叶绿素含量,降幅分别为5.88%和9.86%;降低了两品种旗叶的抗氧化酶活性,提高了旗叶MDA、可溶性糖和蔗糖含量;高温处理也显著降低了两品种籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性,并减少了支链淀粉和总淀粉含量,其中淮麦33和华成3366的籽粒总淀粉含量分别下降了5.63%和8.77%;高温处理主要降低了淮麦33小穗第3粒位的粒重及华成3366小穗第1、2和3粒位的粒重,2018-2019、2019-2020年度淮麦33和华成3366的产量分别下降了5.07%和16.33%、6.23%和8.90%。与高温敏感型品种华成336...     

小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制

为了阐明小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制,以黄淮南片麦区区域试验对照品种周麦18和大面积推广品种矮抗58为对照,研究了该试验材料在强光、高温、强光高温交叉胁迫下的生理特性。结果表明,3种逆境对小麦叶片光合功能的影响程度依次为强光高温强光高温,且3个品种的耐强光高温特性存在显著差异。3种逆境胁迫处理下,郑麦7698的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)的下降幅度均显著低于周麦18和矮抗58,相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子生成速率、过氧化氢含量的上升幅度显著小于周麦18和矮抗58,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性在逆境下的上升幅度显著高于周麦18和矮抗58,表现出较好的耐强光高温特性。综合分析表明,郑麦7698之所以较周麦18和矮抗58具有更好的耐强光高温特性,是因为其在逆境下具有较高水平的抗氧化酶活性,可有效清除活性氧类物质,降低其光合机构受损程度,从而维持较高水平的光合效率。     

黄淮主推小麦品种主要农艺性状配合力及遗传效应分析

为明确黄淮麦区主要推广小麦品种的主要农艺性状遗传规律,通过不完全双列杂交试验研究了济麦22、周麦22、矮抗58、西农979等8个小麦新品种9个主要农艺性状(株高、有效穗数、单株生物学产量、穗长、有效小穗数、穗粒数、千粒重、单穗重、单株粒重)的遗传力和配合力。结果表明,矮抗58、西农979和郑麦366株高的一般配合力较低,济麦22和矮抗58有效穗数的一般配合力较高,烟农19和郑麦366穗粒数的一般配合力较高,周麦22和济麦22千粒重的一般配合力较高,周麦22和烟农19的单株粒重、单株生物学产量和单穗重的一般配合力较高,新麦26和周麦22主茎穗长的一般配合力较高。周麦22/烟农19、济麦22/西农979、济麦22/郑麦366、矮抗58/烟农19四个组合的9个主要农艺性状的特殊配合力效应值均为正向效应。9个主要农艺性状的狭义遗传力差别较大,变化范围为2.83%~97.39%,其中,株高的狭义遗传力最高,达97.39%,其次为主茎穗长(72.07%)、千粒重(40.64%),这三者在杂交育种时以低世代选择效果较好;株高和单株生物学产量受加性效应(24.4、6.8)和显性效应(6.1、14.67)共同作用,株高以加性效应为主,单株生物学产量以显性效应为主;有效小穗数、千粒重和主茎穗长受加性效应(0.22、3.09、0.27)控制,穗粒数和单株粒重受显性效应(8.88、6.29)控制。     

不同小麦品种开花后植株抗倒性变化规律

为了探讨小麦开花后茎秆抗倒性变化规律,选用生产中大面积推广种植的6个小麦品种为材料,在大田条件下用自制的作物抗倒伏强度电子测定仪测定了小麦单茎、群体抗倒伏强度。结果表明,6个小麦品种的单茎抗倒伏强度和群体抗倒伏强度在开花后均呈规律性变化。单茎抗倒伏强度的最大值出现在开花期,随着花后生育进程的推进呈明显递减趋势,成熟期茎秆抗倒性最弱。单茎抗倒强度与第二节间特性有密切关系。而群体抗倒伏强度在开花后呈先升后降的趋势,灌浆盛期较强。单茎、群体抗倒伏强度随时间的变化趋势可用一元三次多项式进行拟合,其决定系数均达到了极显著水平。参试的6个品种中,矮抗58、周麦22、周麦18的整体抗倒性较强。     

黄淮冬麦区强筋小麦品种的产量及品质分析

为了解当前黄淮冬麦区强筋小麦品种的产量和品质表现,选用9个近年来黄淮麦区育成、在河南省大面积推广种植的强筋小麦品种,种植于河南的郑州和泛区,按AACC或国标的方法对其蛋白质和淀粉品质进行分析。结果表明,供试强筋小麦品种的产量显著低于高产对照品种周麦18;有5个品种的有效穗数显著高于周麦18,有3个品种与周麦18差异不显著;分别有1个品种的穗粒数、千粒重与周麦18差异不显著,其余品种均显著低于周麦18。说明黄淮冬麦区强筋小麦品种的穗粒数和千粒重有待提高。分析各品种的品质指标,对于湿面筋含量,有5个品种在两个试点均达国标,有2个品种在一个试点达国标;弱化度、面包体积、面包评分等反映面筋质量的品质指标均表现为郑州点优于泛区点;弱化度、面包体积在2个试点的差异达极显著水平;面包评分在2个试点的差异达显著水平。含5+10亚基的品种中,非1BL/1RS易位品种的烘焙品质显著优于1BL/1RS易位品种。郑麦366、师栾02-1、新麦26的麦谷蛋白亚基构成和面包烘焙品质均较优。郑麦366、矮抗58的峰值黏度较高,淀粉糊化特性较好,适合制作优质面条。