麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2019年第3期

• Wx-1基因变异和优质HMW-GS组合对中筋小麦品质的影响

  方正武，宋归华，张迎新，马东方，王书平，高德荣

  高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和Wx蛋白是两个影响小麦理化品质和制成品品质的重要因素。为研究HMW-GS和Wx基因变异对小麦理化品质、面条感官评分和质构特性的影响，以镇麦9号和扬糯麦1号为亲本的2个高代系为试验材料，研究了优质HMW-GS 5+10及Wx基因缺失对小麦理化品质及面条加工品质的效应。结果表明，品系1与品系2的湿面筋含量和SDS沉淀值与镇麦9号相近，但显著好于扬糯麦1号。相较于镇麦9号，品系1与品系2的直链淀粉含量分别降低了1.5%和2.5%，其峰值黏度和稀懈值均显著高于镇麦9号，膨胀势也高于镇麦9号。5+10亚基显著提高了面条质构参数中的硬度和咀嚼性，而Wx基因缺失显著提高了面条的软硬度评分和光滑性评分。综合来看，具有5+10亚基和Wx-D1缺失型的品系2具有较高的SDS沉淀值、面团形成时间和稳定时间、较低的直链淀粉含量、较高的峰值黏度、稀懈值和膨胀势，蛋白质和淀粉综合品质表现较好。品系2面条总评分最高，显著高于镇麦9号和扬糯麦1号，其主要体现在适中的面条软硬度和较好的光滑性。推测Wx基因缺失和优质HMW-GS聚合可显著提高小麦淀粉品质和蛋白质品质，有效改善面条的蒸煮品质和感官评分。

• 新疆冬小麦过氧化物酶基因TaPod-D1和TaPod-A1的等位变异及分布

  谢磊，战帅帅，王丽丽，任毅，时佳，耿洪伟

  为了给新疆小麦品种面粉色泽的改良提供参考依据，利用位于7D染色体上的功能标记POD-7D1和POD-7D6及3A染色体上的功能标记POD-3A1和POD-3A2对98份新疆冬小麦品种（系）进行等位变异检测。结果表明，在TaPod-D1位点，有42份（占42.9%）材料含有与高POD活性相关的TaPod-D1a等位基因，56份（占57.1%）材料含有与低POD活性相关的TaPod-D1b等位基因；在TaPod-A1位点，有28份（占28.6%）材料含有与高POD活性相关的TaPod-A1b等位基因，70份（占71.4%）材料含有与低POD活性相关的TaPod-A1a等位基因。在不同类型的新疆冬小麦品种（系）中，两个不同位点上高POD活性等位变异TaPod-D1a和TaPod-A1b的分布频率均表现为引进品种（系）≈自育品种（系）＞地方品种。所检测的新疆冬小麦品种（系）共有四种等位基因组合，分别为Tapod-D1b/Tapod-A1a、Tapod-D1a/Tapod-A1a、 Tapod-D1b/Tapod-A1b和Tapod-D1a/Tapod-A1b，它们在新疆冬小麦品种（系）中的分布频率依次为39.8%、31.6%、17.4%和11.2%。

• 利用VIGS技术初步验证WSR1基因功能的研究

  吕亮杰，宿振起，孙丽静，王莉梅，李辉

  为进一步了解小麦淀粉合成酶转录因子对淀粉合成的影响，以水稻RSR1基因为探针，首先利用同源克隆技术和RACE技术获得了小麦WSR1基因的全长cDNA；生物信息学分析表明，该基因含有AP2保守结构域。随后，以大麦条纹花叶病毒（BSMV）为载体，八氢番茄红素脱氢酶（PDS）基因为指示基因，利用VIGS技术和qRT-PCR技术对WSR1基因的功能进行研究。结果表明，在接种5 d 后，WSR1基因的相对表达量下降到 50%， 25 d后下降到12%；WSR1基因沉默后的冀麦325籽粒内支链淀粉、总淀粉和抗性淀粉含量均较对照显著增加；直链淀粉含量、千粒重较对照极显著增加。以上结果表明WSR1基因负向调控小麦的淀粉合成。

• 花药培养与麦谷蛋白亚基分子标记结合选育小麦新品种的研究

  王炜,陈琛,叶春雷,杨随庄,欧巧明,罗俊杰

  为快速获得携带麦谷蛋白优质亚基基因的小麦新品种，提高小麦的品质育种技术水平，利用引进的矮败材料与和尚头、甘春20号、临麦34号等10个不同品种（系）杂交，并对杂交后代进行了花药培养，获得了115份花培株系；利用PCR对花培后代株系及杂交亲本进行了优质贮藏蛋白亚基分子标记检测，3个HMW-GS为Bx7、Bx14、Dx5，3个LMW-GS为Glu-A3ac、Glu-A3d、Glu-B3b。结果表明，在115份花培材料中，Bx7的出现频率最高，为94.78%，其余依次为Glu-A3ac、Dx5、Bx14、Glu-A3d和Glu-B3b；获得了44份聚合4个亚基以上的材料；结合农艺性状鉴定，筛选出了3份综合性状优异的小麦新品系AB158、AB167和AB332。本研究将花培育种技术、分子标记辅助选择技术及矮败小麦育种技术进行了有机结合，其结果可为提升小麦品质育种技术水平提供参考。

• 大麦蛋白质含量与SSR标记的关联分析

  司二静，杨淑莲，孟亚雄，李葆春，马小乐，汪军成，任盼荣，姚立蓉，张宇，王化俊

  为检测与大麦蛋白质含量相关联的SSR标记，对93份不同来源的大麦材料进行蛋白质含量测定和93个SSR标记分析，利用GLM和MLM模型进行SSR标记与蛋白质含量的关联分析。结果显示，93份材料共检测出406个等位变异，每个标记的等位变异数平均为4.4个，基因多样性和PIC变幅分别为0.021 3~0.862 0和0.021 0~0.648 5。通过群体结构分析将93份材料划分为5个亚群。GLM和MLM模型分析结果表明，在两种模型中均检测到9个SSR标记与大麦籽粒蛋白质含量相关联，且所检测到的标记相一致，对表现变异的解释率分别为7.49%~14.13%和7.30%~13.97%；两种模型中，均只有标记GMS061与蛋白质含量关联达到极显著水平（P＜0.01）。本研究结果可为后期标记辅助选择育种提供一定的理论依据。

• 河南省小麦品种春化特性和光周期特性的研究

  郑少萌，许为钢，方宇辉，李正玲，李春鑫，张煜，齐学礼

  以河南省20世纪40年代至今的30个小麦大面积栽培品种为材料，采用春化特性和光周期特性离析试验、田间幼穗分化进程观察的方法，对河南省小麦品种春化特性和光周期特性进行了分类和演化分析，并利用STS标记对供试品种的春化和光周期基因进行了检测。结果表明，在河南省70年来的小麦大面积品种演化中，存在着多种春化与光周期反应类型，但春化特性的演化表现为冬性程度由强减弱再增强的变化趋势；光周期特性敏感程度表现出逐渐降低的趋势。经分子标记检测，河南省70年来大面积推广品种的春化基因主要为 vrn-A1、 vrn-B1、vrn-D1、Vrn-D1b和vrn-B3，光周期基因主要为Ppd-A1a、Ppd-D1a，但这些基因对春化特性和光周期特性的作用效果总体上尚不能准确反映品种的冬春性和光周期特性的实际情况，在育种工作中春化特性和光周期特性的选择与鉴定仍应以表型鉴定为主。

• 不同小麦进化材料生育后期的光合特性及其对环境因子响应的比较

  赵鹏涛，苟升学，赵小光，张耀文，翟周平，关周博，罗红炼，曹栎

  为了解不同小麦近缘材料光合特性，以二倍体节节麦、四倍体硬粒小麦、六倍体普通小麦、八倍体小黑麦为材料，在生育后期测定了其光合气体交换参数、叶绿素含量、叶面积指数等光合相关性状，并对净光合速率在不同光照、CO2浓度、温度、湿度条件下的变化进行了分析。结果表明，八倍体小黑麦的光合气体交换参数和叶绿素含量比其他三个材料高，六倍体小麦在叶面积上具有明显优势；四倍体和六倍体小麦具有较高的光能利用效率，而二倍体小麦和八倍体小黑麦对强光的抗性较强；六倍体小麦和八倍体小黑麦对CO2的利用率和抗逆性都较强；八倍体小黑麦的光合速率受温度的影响较小，而二倍体和四倍体小麦的光合速率受温度的影响比较大；二倍体小麦的光合速率受湿度的影响较大，四倍体小麦的光合速率受湿度的影响较小，六倍体小麦和八倍体小黑麦光合速率在高湿条件下变化较小。这说明不同小麦近缘种具有不同的光合特性，是小麦进行小麦高光合育种的重要基因资源。

• 硫辛酸和甜菜碱在小麦组织培养中的作用

  郑冠鹏，王晓雨，刘新伦，田增荣，王超，吉万全

  为了研究不同浓度的硫辛酸和甜菜碱对农杆菌侵染后小麦愈伤组织的影响，选取小偃22、Z50和郑麦366的幼胚为外植体，进行农杆菌介导的遗传转化。在抑菌培养基中分别添加2、4和8 mmol·L-1 的硫辛酸和10 mmol·L-1 的甜菜碱，于5、10和15 d分别观察统计小麦愈伤组织的褐化和水渍化程度。结果表明，添加硫辛酸可有效降低愈伤组织的褐化程度，Z50中添加4 mmol·L-1 硫辛酸可使褐化程度较CK降低89.50%，但会提高愈伤组织的水渍化程度；添加10 mmol·L-1 甜菜碱对愈伤组织的褐化程度和水渍化程度均无明显影响。

• 基于Web of Science的小麦QTL定位研究英文文献计量分析

  何子伟，张琦，徐延浩，张文英

  为了解全球小麦QTL定位研究的现状，以Web of Science核心合集数据库为数据源，采用文献计量学方法分析2008-2017年小麦QTL定位研究论文的刊文数量走势，刊文数量前十的国家、机构、期刊，被引用频次前十的国家、期刊、个人，挖掘研究热点，查找国家间合作关系，分析主要作图群体、分子标记、统计模型和分析软件。结果表明，目前小麦QTL研究热点集中在逆境抗性和产量性状方面。在小麦QTL定位研究中，STS、SSCP、RFLP、SNP是近三年使用频率最高的几种分子标记类型；为提高研究准确性，遗传模型、分子标记和分析软件常被配套使用。近十年全球小麦QTL定位研究论文的刊发数量呈上升趋势，科研合作与交流密切的国家或研究单位发表论文的数量与质量一般较高，其中美国农业部农业研究局和中国农业科学院在刊文数量和被引用次数方面领先于其他机构。中国在小麦QTL定位研究领域刊文数量占据优势，但缺乏高质量、高影响力的权威性论文，与世界顶尖水平相比还存在较大差距。因此，我国在小麦QTL定位领域的研究需要进一步加大与其他国家的交流与合作，国内各学科之间也需要加强交叉与交流

• 分蘖和拔节期干旱对小麦植株氮素积累转运的影响

  崔亚坤，王妮妮，田中伟，戴廷波，陈艳萍，袁建华

  为明确分蘖和拔节期干旱对小麦氮素积累转运的影响，采用盆栽试验，以扬麦13和扬麦16为材料，研究了小麦分蘖和拔节期轻度和重度干旱条件下产量、氮代谢相关酶活性、氮素积累和转运的特征。结果表明，分蘖和拔节期干旱对两个小麦品种植株氮素积累转运的影响基本一致，分蘖和拔节期轻度干旱对小麦籽粒产量和蛋白产量影响不显著，而重度干旱可显著降低籽粒产量和蛋白产量。两时期干旱处理均显著降低小麦叶片硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性，且重度干旱降幅更大；胁迫解除后，叶片NR和GS活性增强。分蘖期轻度干旱提高了分蘖-拔节、拔节-开花阶段植株氮素积累量，而拔节期轻度干旱提高了拔节-开花、开花-成熟阶段的氮积累量。分蘖期轻度干旱提高了花前氮素转运量及其对籽粒贡献率；拔节期轻度干旱提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮贡献率，而降低花前氮素转运量。成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量和蛋白产量均呈显著正相关。分蘖期和拔节期轻度干旱解除后，植株氮代谢相关酶活性增强，有利于植株氮素积累，并协调花前和花后氮素积累对籽粒氮贡献，从而获得高籽粒产量和蛋白产量。

• 硫化氢对镉胁迫下小麦幼苗的生长及生理指标的影响

  张蓓，郑翔，黄维，陈亚华，沈振国，陆巍

  为了解硫化氢（H2S）对Cd2+ 胁迫下小麦幼苗生长的缓解机理，以小麦品种苏科麦一号为材料，在水培条件下，测定外源H2S（供体为NaHS溶液）预处理对Cd2+ 胁迫下（CdCl2浓度为50 μmol·L-1 ）小麦幼苗生长和生理指标的影响。结果显示，外源H2S预处理显著提高Cd2+ 胁迫下小麦幼苗的株高、地上部生物量、非蛋白巯基化合物含量、叶片光合色素含量、净光合速率、叶绿素荧光相关指标（PS Ⅱ的光合性能指数、单位激发态面积吸收的能量、用于还原QA和用于电子传递的能量、非光化学淬灭）和根部Cd含量；显著降低小麦叶片中的过氧化物质（丙二醛、过氧化氢和超氧根阴离子）含量及地上部分Cd含量和Cd转运系数。综上所述，外源H2S预处理可清除Cd2+ 胁迫小麦幼苗叶片中的活性氧自由基，减少其对光合色素分子的破坏，降低膜脂过氧化程度，保护光合电子传递系统，增加热耗散，提高光合能力，缓解Cd2+ 对小麦幼苗生长的抑制，以50 μmol·L-1 的NaHS效果最好。

• 低温条件下小麦返白系叶片中H2O2累积的原因初探

  肖磊，杨苑，李瑞航，谢利萍，邵景侠，郭蔼光，徐虹

  为了研究低温处理下小麦叶色阶段性白化品种返白系与对照品种矮变1号叶片的H2O2含量是否存在差异，并初步分析导致差异的原因，采用DAB组织染色法检测返白系和矮变1号在4 ℃低温处理90 d、25 ℃下恢复培养10 d时叶片H2O2含量的动态变化，测定4 ℃低温处理下返白系和矮变1号中表征光合电子传递效率的荧光参数Fv/Fm和qP，并采用qRT-PCR方法分析返白系和矮变1号中几个光合电子传递体基因及质体H2O2清除相关基因的表达模式。结果显示，低温处理下，矮变1号叶片中H2O2含量变化不大，返白系叶片中H2O2会大量累积；低温处理下，返白系叶片的叶绿素荧光参数Fv/Fm、qP都明显低于矮变1号。同时，低温下返白系光合电子传递链中部分电子传递体亚基基因petD、petN、ndhB和ndhK，以及质体H2O2清除相关基因APX4和HO1的表达量低于矮变1号。这些结果表明，低温处理下，相较于矮变1号，返白系叶片中会累积大量的H2O2。返白系质体中光合电子传递受阻引起电子泄露，同时质体中清除活性氧的能力下降，可能是导致返白系叶片中积累大量H2O2的原因。

• 减氮对豫北限水灌溉冬小麦冠层结构和光合特性的影响

  马静丽，方保停，乔亚伟，李春喜，王志敏，蒿宝珍，姜丽娜

  为了解节水栽培条件下冬小麦光合对减氮的反应，以豫北地区冬小麦为研究对象，在限水灌溉(春浇一水)条件下，以当地冬小麦生产中常规施氮量（底施氮量+追施氮量：120+210 kg·hm-2）为对照，设置不同减氮处理（底施氮量+追施氮量分别为120+150、120+90、120+0、0+0 kg·hm-2），研究减氮对冬小麦冠层叶片和非叶器官形态特征、冠层光分布和光合速率的影响。结果表明，随施氮量的减少，小麦开花期单茎叶面积、上三叶面积及旗叶节以上非叶绿色器官面积均呈下降趋势，降幅分别为9.7%~28.0%、10.6%~30.3%和5.2%~16.8%，叶器官面积和上三叶面积下降幅度均高于旗叶节以上非叶绿色器官面积的下降幅度。减氮处理下，开花期上三叶长和宽分别减少4.4%~8.8%和11.8%~15.6%，叶片变窄变短，而倒四叶叶型无明显变化。另外，上三叶平均比叶重随氮肥减少总体呈增加趋势，表明适量减氮有助于改善上三叶叶片质量。随施氮量的减少，花后各叶层透光率呈增加趋势，其中灌浆中前期（开花至花后20 d）减氮处理的倒四叶层、倒三叶层、倒二叶层和旗叶层透光率分别比对照高39.0%、38.0%、23.8%和9.4%。随施氮量的减少，花后上三叶光合速率总体均呈先略升后降的趋势，其中旗叶和倒二叶光合速率在花后均以120+210 kg·hm-2、120+150 kg·hm-2和120+90 kg·hm-2处理较高，且处理间差异较小，而倒三叶光合速率在开花至花后18 d均以120+150 kg·hm-2和120+90 kg·hm-2处理较高，分别比对照高38.7%和24.7%。这说明，减氮减少了冬小麦单茎叶面积，增加了非叶器官面积占单茎总光合面积的比例，且上三叶叶片变小，叶片质量提高，增加了花后冠层下部叶片受光比率，改善了冠层下部叶片的受光状况，有利于提高冠层下部叶片的光合速率。

• 不同茬口对小麦养分利用和产量的影响

  邵云，李昊烊，翁正鹏，王璐，李斯斯，刘晴

  为了探究不同茬口对小麦生产的影响，在测定玉米、大豆、花生、甘薯4种不同作物收获后土壤养分状况的基础上，对不同茬口下小麦植株养分吸收、利用和产量进行了研究。结果表明，与玉米茬相比，大豆茬的土壤速效磷含量降低，土壤速效氮和速效钾含量提高，花生茬的土壤速效氮和速效磷含量提高，甘薯茬的土壤速效氮和速效钾含量下降；大豆、花生和甘薯茬有利于小麦植株养分的积累，并能显著提高千粒重，但甘薯茬的小麦产量显著低于玉米茬。因此，大豆和花生可作为冬小麦种植区两熟复种模式的适宜前茬作物。

• 大麦株高近等基因系的磷素利用效率特性分析

  王婧月，胡德益，孙娟，唐晓燕，陈光登

  为明确大麦株高对磷素利用效率的影响，采用土培盆栽试验，以4对两种遗传背景下的大麦株高近等基因系为材料，设置施磷（P2O5:60 mg·kg-1 土）和不施磷两种磷处理，于成熟期采样，分析其农艺性状、磷含量、磷素利用效率等差异。结果表明，施磷处理下大麦近等基因系株高、单株产量、单株秸秆干重及收获指数均较不施磷处理增高，高秆大麦的株高、穗长、芒长、产量及收获指数均显著大于矮秆大麦，而其单株秸秆干重小于矮秆大麦。施磷处理下近等基因系根系、秸秆、籽粒磷含量及磷积累量整体高于不施磷处理。不施磷处理下，高秆大麦的秸秆磷含量及磷积累量整体小于矮秆大麦，而其籽粒磷积累量整体大于矮秆大麦，最大高出矮秆大麦89.87%。施磷处理下大麦的根系、秸秆及籽粒磷素利用效率小于不施磷处理，秸秆磷素利用效率变化最大，施磷为不施磷的25%～68%，其中高秆大麦变化幅度大于矮秆大麦。经相关性分析，大麦单株产量与籽粒磷积累量呈显著正相关，与根系磷积累量呈极显著或显著负相关；穗长与秸秆磷利用效率、株高与磷收获指数以及芒长与磷收获指数在施磷和不施磷处理下分别呈显著负相关和正相关。相较于矮秆大麦，高秆大麦在低磷环境下具有更高的收获指数及磷收获指数，说明高秆大麦具有更高的耐低磷特性。因此，在缺磷土壤中选择株高较高的大麦能获得更好的经济效益。

• 噻呋酰胺对河南省小麦纹枯病菌的抑制活性

  徐建强，张勇，杨岚，平忠良，李佳婷，夏彦飞，郑伟，林晓民

  为明确噻呋酰胺对河南省小麦纹枯病菌的抑制活性，采用菌丝生长速率法测定了噻呋酰胺对2016年从河南省15个地市分离的98株病菌的毒力。结果表明,供试菌株对噻呋酰胺的EC50 值分布于0.009～0.405 μg·mL-1 ，小麦纹枯病菌群体中存在对噻呋酰胺敏感性较低的亚群体，将其中呈连续单峰频次正态分布的大多数菌株的平均EC50 值（0.043±0.019 μg·mL-1 ）作为病菌对噻呋酰胺的敏感性基线；方差分析及聚类分析显示，同一地市内的菌株对噻呋酰胺的敏感性（即EC50 值）差异较大，EC50 最大值和最小值之比为1.78～34.89，而不同地市的菌株对噻呋酰胺的敏感性差异不明显，噻呋酰胺EC50 平均值为0.035～0.155 μg·mL-1 ，EC50 最大值是最小值的4.41倍，病菌对噻呋酰胺的敏感性与菌株的地理来源无明显相关性；噻呋酰胺对病菌的毒力与苯醚甲环唑、戊唑醇、井冈霉素及甲基立枯磷的毒力间无明显相关性。综上所述，河南省大部分小麦纹枯病菌菌株对噻呋酰胺较为敏感，可将其作为综合防控的备选药剂；生产中可将噻呋酰胺与苯醚甲环唑、戊唑醇、甲基立枯磷、井冈霉素4种药剂轮换或交替使用，以延长其使用寿命。