麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2019年第7期

• 小麦株高和旗叶相关性状的QTL定位

  王盈，赵磊，董中东，任妍，张宁，陈锋

  合理的株型对提高小麦产量、品质、抗性以及光能利用效率具有重要作用。为了实现小麦株型相关QTLs的精细定位和定向改良，本研究以普通小麦品系Shanghai 3/Catbird和Naxos为亲本创制的F10代重组自交系（recombinant inbred lines, RILs）为材料，于2016年和2017年分别在郑州和原阳两地进行表型鉴定，对株高、旗叶长和旗叶宽等株型相关性状进行QTL定位。结合覆盖全基因组的基因型检测结果，利用基于完备区间作图法的QTL IciMapping软件进行遗传连锁图谱构建及QTL分析，共鉴定到3个在多个环境下稳定存在的株型相关性状的新QTLs，分别位于6A和2B染色体上，命名为 Qph-6A、 Qfll-6A和 Qflw-2B，单个QTL在不同环境中可分别解释表型变异的8.33%~13.93%、8.10%~8.18%和9.14%~9.46%。

• 扬麦17/宁麦18的F2群体株高QTL定位及分析

  胡文静，梁秀梅，高致富，高德荣，程顺和

  扬麦17和宁麦18均为高产小麦品种，为研究两者的株高遗传机制，以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F2单株及其衍生F2:3家系为材料，利用已构建的覆盖19条染色体的遗传连锁图谱，对株高性状进行QTL定位。应用复合区间作图法定位到8个株高QTL，分别位于2D、4B、5A、5B和7A染色体上，4个QTL在两世代中均检测到，其中 QPh-YN-5A.1为一主效株高QTL位点，矮秆效应来自扬麦17，LOD值为8.69和12.81，可解释14.36%和20.46%的表型变异； QPh-YN-2D.1、 QPh-YN-5B.2和 QPh-YN-7A的矮秆效应来自宁麦18，可在两世代中分别解释2.84%和6.37%、4.26%和5.46%、2.15%和3.16%的表型变异。另外4个QTL仅在单世代检测到，其中 QPh-YN-2D.2、 QPh-YN-4B和 QPh-YN-5B.1的矮秆效应来自宁麦18，可分别解释 5.05%、11.24%和4.62%的表型变异， QPh-YN-5A.2的矮秆效应来自扬麦17，可解释 7.72%的表型变异。

• 冰草蛋白质含量等4个重要性状的QTL定位研究

  杨东升，于卓，于肖夏，李佳奇,吴国芳，牛亚青青

  为深入开展冰草优异基因的图位克隆、精细定位及标记辅助育种，以四倍体杂交冰草246个F2群体分离单株及其亲本为材料，在前期已构建出的冰草高密度分子遗传连锁图谱基础上进行了粗蛋白质含量、粗脂肪含量、茎叶比及单株产量4个重要性状的QTL定位分析。结果发现，在连锁系数LOD阈值＞2.0条件下，4个被测性状共检测到37个QTLs，14个连锁群上均有分布，其遗传贡献率变化范围为6.1%～ 37.8%。在37个QTLs中，控制粗蛋白质含量性状的有6个，控制粗脂肪含量性状的有9个，控制茎叶比性状的有12个，控制单株产量性状的有10个。

• 华山新麦草易位系抗黄矮病的鉴定

  吴宽，牛永浩，康克功，赵磊，吴云锋

  小麦黄矮病在田间由麦蚜传播大麦黄矮病毒（BYDV）感染引起。为给优质抗BYDV小麦新品种提供重要种质资源，采用堆测法种植材料，利用饲毒蚜虫接种病毒BYDV-GAV的方式，对27份华山新麦草易位系材料进行了抗病性鉴定，比较了接种病毒后各材料的病情指数及其千粒重。结果表明，27份华山新麦草易位系中，5份材料的病情指数介于13.56～18.89，表现为抗BYDV-GAV；9份材料的病情指数是介于 27.78～48.89，表现为感BYDV-GAV；其余13份材料的病情指数均大于50.0，表现高感BYDV-GAV。不同华山新麦草易位系对BYDV-GAV抗性差异较大，筛选出的5份抗黄矮病材料可为培育优质抗病毒新品种提供重要种质资源。

• 植物多功能调控因子SnRK2研究进展

  4/,JINGRuilian4/'target='_blank'>苗丽丽，刘秀林，张宏纪，毛新国4/，景蕊莲4/

  蔗糖非发酵相关蛋白激酶2（sucrose non-fermenting 1-related protein kinase 2,SnRK2）是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其主要通过磷酸化底物来调节下游基因表达及蛋白质活性。本文综述了蛋白激酶SnRK2的研究进展，包括其结构、分类、调控机制和生物学功能。SnRK2作为典型的多功能调节因子，不仅参与响应各种逆境胁迫，还参与调控植物生长发育。目前有关SnRK2的研究主要集中在ABA依赖信号通路，而对其在非ABA依赖信号通路中的研究很少，未来研究应该聚焦这一领域。SnRK2作用机理的全面解析对提高作物的抗逆性和改良产量性状都具有重要意义。

• 减量施氮对滴灌春小麦籽粒灌浆特性和氮代谢酶活性的影响

  李彦旬，王荣荣，罗雪梅，蒋桂英

  为探明减量施氮对滴灌春小麦籽粒灌浆特性和氮代谢酶活性的影响，选用春小麦株高不同的两个品种（2017年，新春6号和新春31号）和籽粒蛋白质含量不同的两个品种（2018年，新春38号和新春49号）为材料，采用裂区试验设计，比较分析在300 kg·hm-2(N1)、275 kg·hm-2( N2)、250 kg·hm-2(N3)、225 kg·hm-2( N4)和不施氮肥( N5）5个氮素水平下四个品种籽粒灌浆速率等参数及硝酸还原酶( NR ) 、谷氨酸合成酶( GOGAT ) 、谷氨酰胺合成酶( GS )活性的差异。结果表明，在减量施氮条件下，新春6号和新春38号的籽粒最大灌浆速率(Vm)、三种酶活性及产量分别在N3处理下表现最优；新春31号与新春49号的籽粒最大灌浆速率(Vm)、三种酶活性及产量分别在N2处理下表现最优。随着施氮量的降低，小麦籽粒达到最大灌浆速率的时间(tm)相对提前，同时Vm和粒重积累持续时间(△t)均增加，所以减量施氮条件下小麦粒重仍然比较高。随施氮量的增加，两年的小麦产量及其构成因素均呈先增后降的趋势。因此，适当减量施氮可提高滴灌春小麦籽粒灌浆特性以及氮代谢酶活性，进而实现节肥和高产。

• 减少灌水次数对强筋小麦氮素积累转运和籽粒蛋白质含量的影响

  张敏，刘添，李亚静，李翠平，郭振清，贾秀领，杨敏，秦保平，安浩军，蔡瑞国

  为探究减少灌水次数对强筋小麦氮素积累、转运和籽粒蛋白质含量的影响，选用4个强筋小麦品种（津农7号、农优3号、师栾02-1和中麦998），在大田条件下设置3种灌水处理（CK：冬水＋拔节水＋开花水；W2：冬水＋拔节水；W1：冬水），研究了减少灌水次数对强筋小麦植株各器官氮素的积累与转运、籽粒蛋白质及其组分的含量、蛋白质产量和籽粒产量的影响，并对协调强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量的适宜灌水次数进行了探讨。结果表明，减少灌水次数后，强筋小麦营养器官氮素积累量明显降低，氮素转运量增加；籽粒蛋白质含量升高；蛋白质组分的变化表现为，清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量升高，醇溶蛋白含量下降；籽粒产量显著下降，水分利用效率升高，但不同品种增幅不同。综上所述，减少灌水次数能促进强筋小麦营养器官的氮素向籽粒转运，使籽粒蛋白质含量升高，籽粒蛋白质品质得到改善。本试验条件下，W2处理（冬水＋拔节水）可以有效协调强筋小麦产量和籽粒蛋白质含量的关系，同时提高水分利用效率。

• 氮肥运筹对稻茬麦区弱筋小麦生理特性、品质及产量的调控效应

  张向前，徐云姬，杜世州，严文学，袁立伦，乔玉强，陈欢，赵竹，李玮，曹承富

  为探索有效改善弱筋小麦生理特性、品质和产量的氮肥运筹方式，于2016—2017年设置不同施氮量N0（0 kg·hm-2）、N1（120 kg·hm-2）、N2（180 kg·hm-2）、N3（240 kg·hm-2）和不同基追比（7∶3、6∶4、5∶5）试验，研究不同施氮量和基追比对小麦光合效应、产量及品质的影响。结果显示，相同施氮量下，基追比为6∶4时，小麦的叶绿素含量、叶面积指数、冠层叶绿素密度、光合速率均最高；相同基追比下，施氮量增加120 kg·hm-2（N1比N0、N3比N1）能显著提高小麦的叶绿素含量（灌浆中期基追比6∶4除外）、叶面积指数、冠层叶绿素密度和光合速率。施氮量为120 kg·hm-2和180 kg·hm-2时，3个基追比下小麦籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值（N2下基追比5∶5的处理除外）和硬度指数均符合弱筋小麦国家标准；施氮量为240 kg·hm-2时，追比5∶5处理的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值均不符合弱筋小麦国家标准，且各基追比间的品质指标差异不显著。总体上，施氮量相同时以基追比6∶4最利于高产，但施氮量为240 kg·hm-2时小麦籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值均不符合弱筋小麦国家标准，因此，施氮量180 kg·hm-2左右、基追比6∶4是安徽省稻茬麦区适宜的氮肥运筹方式。

• 地膜玉米免耕轮作春小麦水氮生产力对灌水施氮水平的响应

  田雪梅，郭瑶，王巧梅，周宁，赵财,樊志龙，范虹，柴强

  针对绿洲灌区春小麦生产中水氮消耗量大、连作普遍问题，2015-2018年，在河西走廊甘肃农业大学绿洲试验站进行田间试验，设两种耕作措施（玉米茬免耕一膜两年用，NT；玉米茬传统翻耕，CT）、两种灌水水平（2 400 m·hm-2，传统水平，I2；1 920 m·hm-2，传统灌水减量20%，I1）和三种施氮水平（225 kg·hm-2，传统施氮，N3；180 kg·hm-2，减量20%施氮，N2；135 kg·hm-2，减量40%施氮，N1），分析了不同处理下春小麦籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力特征。结果表明，与CT、I2相比，NT和I1均能提高春小麦的籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力；与N3相比，N2的氮肥偏生产力提高11.6%~30.4%，籽粒产量和灌溉水生产力在2016、2017年均无显著变化，在2018年分别降低10.7%和10.4%；N1的籽粒产量降低6.1%~23.5%，灌溉水生产力和氮肥偏生产力分别增加6.1%~23.0%和27.6%~56.5%。在所有处理中，NTI1N2和NTI2N3处理的籽粒产量三年中均较高，二者间差异不显著，但NTI1N2处理灌溉水生产力和氮肥偏生产力较NTI2N3处理分别提高7.6%~20.4%和16.5%~30.4%；NTI1N2处理的籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力较CTI2N3处理分别提高3.8%~22.0%、19.7%~40.8%和29.7%~ 52.5%。综上所述，在西北绿洲灌区以覆膜玉米为前茬，免耕穴播小麦，配套施氮180 kg·hm-2、生育期灌水1 920 m·hm-2的种植方式是适用于小麦节约水氮的高效生产模式。

• 磷运筹和干旱胁迫对冬小麦农艺性状和品质性状的影响

  李诚，王晓丽，陈和平，张润琪，鲍艺丹，朱长安，李春艳

  为探究不同水磷运筹对冬小麦农艺性状和品质性状的影响，以冬小麦品种新冬20号和新冬23号为材料，研究了不同水分和施磷时期处理对冬小麦农艺性状、籽粒蛋白和淀粉含量、淀粉特性、植株和籽粒全磷含量的影响。结果表明：（1）品种、水分、施磷时期及其互作效应对小麦株高和千粒重均有显著影响；（2）品种、水分及三个试验因素的互作效应对籽粒淀粉和蛋白含量均有显著影响；籽粒淀粉含量以新冬20号干旱胁迫下一次施磷（DT+P1）处理的最高，新冬23号以干旱胁迫下三次施磷（DT+P3）处理最高；两个品种均以适水对照下三次施磷（WT+P3）处理的籽粒蛋白含量最高；（3）不同磷素运筹和干旱胁迫条件下，小麦淀粉粒的微观结构发生了变化，进而影响了淀粉粒的水解效率；（4）两个小麦品种的籽粒硬度均以DT+P3处理最低；（5）水分和施磷处理的互作效应对植株和籽粒磷含量有显著影响。

• 渍水对小麦生长的影响及耐渍栽培技术研究进展

  马尚宇，王艳艳，黄正来，韩笑，张文静，樊永惠，马元山

  渍水是稻麦轮作区影响小麦生产的重要灾害，它影响小麦的生长发育，抑制其生理生化代谢和物质转运，进而降低产量和品质。为了给稻麦轮作区小麦的耐渍栽培提供参考信息，本文对近年来国内外学者在小麦耐渍性方面的相关研究进行了回顾和综述。国内外学者的研究结果一致表明，选育耐渍品种、合理施肥和喷施外源调节物质、渍水锻炼等是提高小麦耐渍性的主要技术措施。建议在今后的小麦渍水研究中应综合考虑环境因素的叠加影响，并应充分运用分子技术手段辅助传统育种，以加快耐渍小麦品种的选育。

• 立体匀播和种植密度对冬小麦农艺性状及光合特性的影响

  孙鹏，张金汕，贾永红，刘冲，李鹏，蒋文，李春艳，石书兵

  为明确立体匀播和种植密度对冬小麦农艺性状及光合特性的影响，选用冬小麦品种新冬46号为材料，采用裂区试验设计，主区设立体匀播和常规条播2种播种方式，副区设375万、300万、225万和150万株·hm-24种种植密度，测定分析了不同处理下冬小麦分蘖数、茎粗、叶片数、叶绿素相对含量（SPAD）、净光合速率（Pn）、产量及其构成。结果表明，在条播条件下，随种植密度的增加，冬小麦穗数呈先降后增的趋势，穗粒数、千粒重、产量、主茎叶数、分蘖茎叶数、分蘖穗长、分蘖穗小穗数、叶片SPAD值和Pn呈先增后降的趋势，其中产量在225万株·hm-2条件下最高，分蘖数、主茎粗、分蘖茎粗、主茎穗长和主茎穗小穗数呈逐渐降低的趋势。在立体匀播条件下，随种植密度的增加，冬小麦穗数呈增加的趋势，千粒重、分蘖数、主茎粗、叶片SPAD值和Pn呈逐渐降低的趋势，穗粒数、产量、主茎叶数、分蘖茎叶数、分蘖茎粗和分蘖穗小穗数呈现先降后增的趋势，主茎穗长、分蘖穗长和主茎穗小穗数呈先增后降的趋势，其中产量在150万株·hm-2条件下最高。立体匀播的小麦平均产量、穗数、分蘖数、叶片SPAD值和Pn较条播分别增加9.84%、17.68%、 21.40%、7.52%和13.14%。综合来看，立体匀播较条播更有利于冬小麦的生长发育及净光合速率的提高，从而实现高产，与之配套的适宜种植密度为150万株·hm-2。

• 冬小麦抗寒性鉴定的低温处理方式和鉴定指标的研究

  李桐，付连双，刘鑫，李卓夫，秦鹏，张占国，王晓楠

  为了筛选冬小麦抗寒性鉴定的低温处理方式和鉴定指标，以冬小麦强抗寒品种东农冬麦1号、弱抗寒品种济麦22和不抗寒品种中国春为试验材料，设室内快速低温、室内缓慢低温和田间种植三种处理，测定和分析了不同处理下小麦叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性及抗坏血酸（ASA）、谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量。结果表明，与室内缓慢低温处理相比，室内快速低温处理下小麦各项指标较接近田间种植处理，且与田间种植处理相关性较显著。低温下抗寒品种的H2O2及MDA含量显著低于弱抗寒品种和不抗寒品种，SOD活性和ASA含量与H2O2含量呈极显著负相关。因此，室内快速低温处理结合SOD活性及ASA、H2O2和MDA含量分析可以进行小麦品种抗寒性鉴定。

• 基于无人机可见光遥感的冬小麦株高估算

  刘治开，牛亚晓，王毅，韩文霆

  株高是作物生长过程中重要的生长指标。为探索快速准确获取作物株高的方法，利用无人机可见光图像采集系统，获取冬小麦拔节期至成熟期的高清数码图像，建立冬小麦拔节期、抽穗期、灌浆期及成熟期的作物数字表面模型(digital surface models, DSM) 及作物高度模型(crop height model, CHM)，并对模型进行验证。结果表明，冬小麦株高各生育时期CHM提取值与地面实测值极显著相关(P<0.01)，误差为 -0.10~0.09 m，相对误差为17.64%~19.60%。株高预测值与实测值拟合性较高(R=0.82，RMSE= 4.31 cm)。这说明用无人机拍摄的高清数码影像可快速估算冬小麦的株高。

• 基于ICO-SPA特征提取的近红外高光谱小麦赤霉病粒呕吐毒素含量预测

  丁静，梁琨，韩东燊，徐剑宏，沈明霞

  为实现小麦呕吐毒素含量快速检测，采集了120个小麦赤霉病籽粒样本的高光谱图像，分别使用连续投影算法（SPA）、区间组合优化结合连续投影算法（ICO-SPA）对1 000~2 500 nm范围的光谱进行特征波段提取，结合偏最小二乘回归（PLSR）、多元线性回归（MLR）和最小二乘支持向量机回归（LS-SVR）模型比较了基于三种特征变量输入的模型预测效果。结果表明，ICO-SPA提取出的22个特征波段能够反映病粒样本中淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素等大分子含量的差异，比单独使用SPA可多提取淀粉含量信息，少提取已经被控制在同一水平的水分含量信息，能更全面真实地反映小麦感染赤霉病后内部大分子成分含量的变化，同时减少水分含量信息对近红外模型的干扰。基于ICO-SPA所选变量的建模效果优于SPA，其中以ICO-SPA-MLR效果最优，预测集相关系数、均方根误差和相对分析误差分别为0.921、0.375 mg·kg-1和 2.789。这说明基于近红外高光谱技术结合ICO-SPA-MLR进行小麦赤霉病籽粒呕吐毒素定量检测是可行的。

• 燕麦不同磷效率品种苗期对不同磷源的利用研究

  齐冰洁,张智勇,赵利梅,赵攀衡

  为了探究燕麦不同磷效率品种对有机磷的利用能力，选取磷高效品种燕科1号和磷低效品种MARION为供试材料，在土培盆栽条件下，设置植酸态磷（OP）、无机磷（KP）和不施磷（CK）三个磷处理，研究苗期不同磷处理对燕麦不同磷效率品种生物量、磷累积量、根际土壤酸性磷酸酶活性和土壤有效磷含量的影响。结果表明：（1）OP处理下，燕科1号和MARION的生物量较KP处理显著提高，分别提高70.4%、 9.4%；燕科1号的根冠比显著低于MARION。（2）与CK比较，OP处理可显著提高燕麦地上部、全株磷含量，但比KP处理磷含量低；在OP处理下，燕科1号地上部磷含量比MARION提高15.1%，全株磷含量比MARION降低8.6%。（3）与CK比较，OP处理可以提高燕麦根际土壤有效磷含量，但显著低于KP处理；相同处理下，燕科1号根际土壤有效磷含量均低于MARION。（4）两个燕麦品种在不同磷处理下，燕麦根际土壤酸性磷酸酶活性变化不同，燕科1号根际土壤酸性磷酸酶活性在KP和OP处理比CK分别提高35.2%、26.5%，差异均达到显著水平；MARION在KP和OP处理比CK分别降低4.4%、14.1%，OP与CK之间差异显著。磷高效品种燕科1号利用植酸态有机磷能力高于磷低效品种MARION。