藁城8901与豫麦50籽粒淀粉粒的粒度分布特征

为研究小麦籽粒发育过程中胚乳淀粉粒形成与粒度分布特征,以小麦品种藁城8901与豫麦50为材料,研究了籽粒胚乳淀粉粒形成、生长与分布特征。结果表明,花后4d,小麦胚乳出现不同范围大小的淀粉粒,最大粒径8μm。花后7d,籽粒中淀粉粒增多增大,最大粒径20μm左右。花后10~14d,淀粉粒体积继续增大,并产生了一个新的小淀粉粒群体。花后17d,淀粉粒以体积增大为主。花后21d,淀粉粒最大粒径较成熟期变化较小。花后24d,小于0.6μm的淀粉粒数目急剧增加,大于0.6μm的淀粉粒数目占比则明显减少,表明这一时期又产生了一个新淀粉粒群体(后期形成的B型淀粉粒)。花后24~28d,小于0.6μm的淀粉粒数目仍不断增加,而直径较大的淀粉粒数目增加减少,表明籽粒中新淀粉粒的产生仍在继续,但以小粒径淀粉粒为主。花后28d至成熟期,最小粒径淀粉粒进一步生长,其他淀粉粒粒径变化相对较小。     

优质小麦子粒淀粉组成与糊化特性对氮素水平的响应

在大田条件下,选用3个不同类型优质小麦品种: 豫麦47（强筋品种）、山农8355（中筋品种）和豫麦50（弱筋品种）,设置3个氮肥水平: 施N 0、15和30 g/m2,研究了小麦子粒淀粉的粒度分布、直支链淀粉组成、糊化特性及其对氮素水平的响应。结果表明,优质小麦子粒中淀粉粒的粒径分布范围为1～45 μm,其数目分布呈单峰或双峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化,峰谷位于10 μm处; 据此可将淀粉粒分为两种类型: A型大淀粉粒（10～45 μm）和B型小淀粉粒（1～10 μm）。优质小麦子粒淀粉粒组成存在显著的基因型差异。强筋品种豫麦47子粒中B型淀粉粒的比例较高,弱筋品种豫麦50子粒中A型淀粉粒的比例较高,中筋品种山农8355居中。施氮水平对优质小麦子粒中淀粉的粒度分布存在显著影响。在本试验条件下,随氮素水平的提高,强筋品种豫麦47子粒中A型淀粉粒的比例提高,而B型淀粉粒的比例下降; 增施氮肥后弱筋品种豫麦50和中筋品种山农8355子粒中B型淀粉粒的比例增大,而A型淀粉粒的比例降低,且前者变化的幅度较大。适量增施氮肥提高优质小麦子粒中的淀粉含量,氮肥用量进一步增大后,淀粉含量降低; 增施氮肥后优质小麦子粒中直链淀粉含量降低。增施氮肥对优质小麦子粒淀粉的糊化特性存在较大影响,且此影响的趋势因基因型和施氮量而异。其中强筋品种豫麦47表现为低谷粘度、最终粘度、反弹值、糊化温度和峰值时间提高,而高峰粘度和稀懈值降低; 当氮肥用量增大至30 g/m2时,糊化温度和峰值时间降低,而以粘度为单位的参数均提高。弱筋品种豫麦50表现为增施氮肥后,RVA参数呈下降趋势,与之相对应中筋品种山农8355的呈上升趋势。相关性分析表明,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例与高峰粘度和稀懈值存在显著正相关; 与低谷粘度、最终粘度和反弹值存在显著负相关。子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量与高峰粘度和稀懈值呈显著负相关,与低谷粘度、最终粘度、反弹值和峰值时间呈一定程度正相关; 直链淀粉相对含量与RVA特征参数之间的相关趋势与子粒中直链淀粉含量的趋势一致,但均未达显著水平。由此可以认为,氮肥通过调控小麦子粒中淀粉的直、支链组成和粒度分布而影响其糊化特性。     

外源6-BA和不同用量氮肥配合对小麦花后叶片功能与荧光特性的调控效应

【目的】探讨外源细胞分裂素（6-BA）和不同用量氮肥对小麦花后光合特性的调控效应,为激素与氮肥配合施用提高小麦光合生产力提供理论依据。【方法】试验选用持绿型品种汶农6号和非持绿型品种济麦20,设置N0（0）、N1（240 kg·hm-2）、N2（360 kg·hm^-2）3个氮肥用量,同时,花后连续3 d叶面喷施25 mg·L^-1 6-苄基腺嘌呤（6-BA）及300 mg·L^-1洛伐他汀（Lovastatin）,用量100 mL·m^-2。开花后每隔7 d取旗叶,测定叶绿素含量、MDA含量、抗氧化酶活性等生理指标,用高效液相色谱法测定4种内源激素含量,利用脉冲调制式荧光仪测定不同处理下旗叶叶绿素荧光诱导的动力学参数。【结果】喷施外源6-BA显著提高两品种小麦旗叶花后不同时期最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSII）、光合电子传递速率（ETR）以及光化学猝灭系数（qP）,而喷施外源洛伐他汀对上述指标产生显著降低作用。喷施外源6-BA使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ΦPSII分别提高12.08%、14.21%、9.43%,汶农6号旗叶ΦPSII分别提高12.44%、14.84%、11.58%;喷施外源6-BA使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ETR分别提高16.57%、25.81%、18.83%,汶农6号旗叶ETR分别提高13.88%、23.58%、22.80%。两品种其他荧光参数指标表现出以下规律,即6-BA与N1配合对小麦旗叶Fv/Fm、ΦPSII、ETR以及qP的提高效应均高于单一喷施6-BA或6-BA与N2配合。同时,品种、氮肥、激素单一效应及激素与氮肥配合对ΦPSII、ETR、qP影响显著,品种、激素单一效应对Fv/Fm影响显著,而激素与不同用量氮肥配合对Fv/Fm无显著影响。叶面喷施细胞分裂素抑制剂洛伐他汀使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ETR分别降低22.71%、12.06%、11.92%,两品种其他荧光参数指标Fv/Fm、ΦPSII、qP均表现出下降趋势,而增施氮肥能够缓解因细胞分裂素合成减少导致的小麦荧光参数的降低。外源喷施6-BA对两品种小麦内源激素含量影响显著。喷施外源6-BA显著提高旗叶玉米素核苷（ZR）含量,生长素（IAA）含量以及N0、N1处理下21-28 d赤霉素（GA3）含量,显著降低脱落酸（ABA）含量,而喷施外源洛伐他汀后,4种内源激素含量变化与以上结果相反。随着施氮量增加,ZR含量、14-28 d IAA含量随之增加,ABA含量总体呈下降趋势,而7-14 d GA3含量在N1处理下最高。同时,品种、氮肥、激素单一效应、激素与氮肥配合对ZR含量影响显著。另外,6-BA与N1配合对小麦叶绿素含量和抗氧化酶活性的提高效应高于单一喷施6-BA或6-BA与N2配合,激素与氮肥配合施用显著影响叶绿素含量和抗氧化酶活性。与不施氮相比,N1与N2处理下,外源洛伐他汀对叶绿素含量和抗氧化酶系活性的降低幅度减小,即增施氮肥能够缓解因细胞分裂素合成减少引起的两品种小麦光合结构的衰老。花后喷施外源6-BA显著影响千粒重和产量（P＜0.01）,对穗数、穗粒数无显著影响,6-BA与氮肥配合显著影响穗数、穗粒数、千粒重以及产量,6-BA与N1配合显著提高产量及其构成因素。【结论】细胞分裂素与氮肥配合能够明显改善小麦的光合性能,6-BA与适量氮肥配合施用对小麦光合性能的提高效应显著高于单一喷施6-BA或6-BA与过量氮肥相配合,光合性能的改善显著提高两品种的产量。     

晚播小麦源库调节对籽粒灌浆期光合物质分配及产量因素的影响

 采用#+（14）C示踪方法对源库调节与晚播小麦籽粒灌浆期光合物质分配的关系进行了研究。晚播小麦在籽粒灌浆期旗叶的光合物质主要用于穗部籽粒生长；倒二叶光合物质亦主要供给籽粒，但向茎秆和根系中的分配增多；倒三叶是标记的三叶中光合物质向根系分配比例最大，向籽粒分配比例最小的叶片。研究表明，源库调节能影响到晚播小麦籽粒灌浆期的光合物质分配。穗库容降低，各叶片光合物质向穗部籽粒分配比例减少，向根系、茎叶中分配增多；叶源量减少，一般则向穗部籽粒分配比例增多。不同类型品种叶片光合物质在植株各器官间的分配受源库调节的影响程度不同。晚播小麦源库调节对穗粒数、粒重及其它穗部性状的影响因不同类型品种而异。相对减少源对鲁215953、鲁麦5号、鲁麦7号和鲁麦14号的穗粒数、粒重影响较小，但使鲁麦15号和辐63的穗粒数和粒重明显降低。     

强筋小麦胚乳淀粉粒度分布特征及其对弱光的响应

 【目的】揭示强筋小麦淀粉粒度分布特征,探讨小麦挑旗后不同阶段弱光对其胚乳淀粉粒度分布特征的影响。【方法】利用自制遮荫棚设挑旗-开花、花后1～10 d、花后11～20 d、花后21～30 d弱光处理,以大田种植小麦为对照,对2个强筋小麦品种（藁城8901和济南17）在不同弱光处理下胚乳中淀粉粒的数目、体积和表面积分布进行分析测定。【结果】小麦胚乳不同粒径淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化。B型淀粉粒（直径<10 µm）占胚乳淀粉粒数目、体积和表面积的百分数分别为99.89%、46.85%和84.43%,A型淀粉粒（直径≥10 µm）的值分别为0.11%、53.15%和15.57%。挑旗后不同阶段弱光处理对小麦胚乳淀粉粒的数目、体积和表面积分布均有明显影响。花后11～20 d弱光处理时A型淀粉粒的数目百分数显著降低,其它处理变化不明显;弱光对B型淀粉粒内部的数目分布状况影响显著,且此影响存在遮光时期、基因型和粒位的差异。挑旗～开花弱光处理后,藁城8901强势粒BS型（直径<1 µm）淀粉粒数目降低,BL型（直径1～10 µm）淀粉粒升高,而弱势粒呈相反趋势;济南17强势粒的淀粉粒数目分布变化不显著,而弱势粒BS型淀粉粒数目降低,BL型淀粉粒升高。灌浆前期弱光处理提高小麦胚乳中BS型淀粉粒数目,中后期弱光处理提高BL型淀粉粒数目,且中期弱光处理的作用大于后期。2个品种B型淀粉粒的体积和表面积在灌浆前期弱光处理后显著提高,而A型淀粉粒的体积和表面积降低;挑旗～开花和灌浆中后期弱光处理后,A和B型淀粉粒的体积和表面积变化呈现与灌浆前期相反的趋势。【结论】强筋小麦胚乳淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布呈双峰曲线变化。弱光对强筋小麦胚乳淀粉粒度分布存在显著影响。     

不同筋型小麦干物质和氮素积累对追施氮量的响应

[目的]研究不同筋型小麦干物质和氮素积累对追施氮量的响应,揭示其干物质积累特征,为资源高效利用提供科学参考.[方法]田间试验于2016—2017年在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行,供试品种为强筋小麦'藁优2018'和'师栾02-1',中筋小麦'中麦8号'和'中麦175',弱筋小麦'扬麦22'和'扬麦15'...     

高产小麦穗粒重补偿性增长效应研究

研究了高产条件下去除小穗对小麦穗粒数、千粒重和穗粒重的影响。结果表明，去除１－３个小穗，小麦的千粒重和结实率同步提高，穗粒重补偿性增长，平均增加７％－１０％；８个供试品种的千粒重皆因去小穗而增加。且存在增长极限。各品种的千粒重和穗粒重最大增长幅度均与粒重成负相关，说明８个小麦品种皆为“源”限制性品种。     

密穗与疏穗型小麦强、弱势籽粒淀粉积累及库强度的比较

 【目的】研究小麦强、弱势籽粒淀粉积累与库容量、库活性间的关系及不同穗型间的差异。【方法】以密穗型小麦品种鲁麦21、济麦20和疏穗型小麦品种山农1391、山农12为材料,对籽粒发育过程中强、弱势粒淀粉积累、胚乳细胞数目及相关酶活性变化进行比较。【结果】两种类型小麦强势粒直、支链淀粉积累量均高于弱势粒,密穗型小麦籽粒直、支链淀粉积累量在强、弱势粒间的差异幅度高于疏穗型小麦。Logistic方程拟合籽粒淀粉积累进程表明,强势粒淀粉积累量较弱势粒高的原因是其积累启动时间较早和淀粉积累速率较高;密穗型小麦强、弱势粒淀粉积累速率的差异幅度较大,是造成其籽粒最终淀粉积累量在强、弱势粒间的差异幅度大于疏穗型的原因之一。小麦强势粒胚乳细胞数目显著高于弱势粒,与疏穗型小麦相比,密穗型小麦强、弱势粒胚乳细胞数目的差异幅度较大。4个小麦品种弱势粒蔗糖含量在灌浆期均高于强势粒,说明籽粒蔗糖含量即淀粉合成底物的供给并不是造成强、弱势粒淀粉积累存在差异的限制因子。小麦强势粒蔗糖合酶（SS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合酶（SSS）和颗粒结合态淀粉合酶（GBSS）活性均高于弱势粒,密穗型小麦强、弱势粒上述酶活性差异幅度均较疏穗型大。【结论】小麦库容量（胚乳细胞数目）和库活性（淀粉合成相关酶活性）是制约强、弱势粒淀粉积累的主要因素。密穗型小麦强、弱势粒间的胚乳细胞数目和淀粉合成相关酶活性差异较大,这可能是造成密穗型小麦籽粒淀粉积累量在强、弱势粒间的差异幅度大于疏穗型的原因。     

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

在大田试验条件下,比较了大穗穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异,为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理,以正常光照(S0)为对照。结果表明,S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(F_v/F_m),而S3处理提高了花后0~6 d旗叶叶绿素含量和F_v/F_m,之后显著低于对照;随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(Φ_PSII)升高,而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性,降低了旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量;而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,提高了小麦旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下,与泰农18相比,济南17的旗叶叶绿素含量较高,光系统II (PSII)活性较强,同时抗氧化酶活性下降较慢,膜脂过氧化程度低,使叶片功能免受破坏,保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性,叶片膜脂化程度低,抗逆性较强,旗叶P_n高值持续期长,有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。     

外源ABA和GA对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响

 【目的】探讨喷施外源脱落酸（ABA）或赤霉素（GA）对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响,为激素调控提高籽粒的粒重提供理论依据。【方法】试验选用山农1391和藁城8901两个品种,籽粒灌浆初期喷施ABA或GA 两种外源激素于穗部,定期取籽粒样品,用高效液相色谱法测定籽粒内源激素含量,用三次多项方程式对籽粒灌浆进程进行模拟并分析相关参数。【结果】喷施外源ABA或GA均能显著增加两个品种的粒重。外源ABA或GA对粒重的调控存在粒位效应。喷施ABA显著增加强势粒粒重,喷施GA使强势粒和弱势粒粒重均显著增加。喷施外源ABA显著提高籽粒ABA含量,喷施外源GA显著提高籽粒GA含量,喷施外源ABA或外源GA均显著提高灌浆中后期籽粒IAA和CTK的含量,尤其是喷施外源GA效果更为明显。喷施外源ABA或外源GA均能延长籽粒的灌浆持续期,喷施ABA显著提高灌浆初期强势粒的灌浆速率,而喷施GA显著提高灌浆中后期强势粒和弱势粒的灌浆速率。【结论】喷施外源ABA或外源GA通过改变籽粒内源激素水平,调节灌浆起始时间和籽粒灌浆持续期,进而调控籽粒粒重的形成。喷施ABA是通过提高强势粒粒重来增加粒重的,喷施GA是通过提高强势粒和弱势粒的粒重来增加粒重的。