麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2019年第9期

• 高抗白粉病和条锈病小麦-卵穗山羊草衍生后代1003的分子细胞遗传学鉴定

  龙得雨，王艳珍，王永福，陈春环，吉万全，王亚娟

  卵穗山羊草中蕴含着许多小麦改良所需的优良基因，是小麦重要的三级基因库。为了解其更多遗传特性，本研究利用细胞学、原位杂交、分子标记、形态学和抗病性鉴定等技术对小麦-卵穗山羊草SY159的衍生后代1003进行鉴定。细胞学鉴定结果表明，1003含有44条染色体，减数第一次分裂中期含有22个二价体且配对良好，减数第一次分裂后期含有44条染色体且均等分离；基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)分析显示，1003含有42条小麦染色体和2条卵穗山羊草染色体；EST和PLUG分子标记分析表明，导入的染色体属于7M染色体；荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)分析表明，1003中含有38条与中国春标准核型相一致的染色体，4A、5A和7M的FISH信号有变异；苗期抗病性鉴定结果表明，1003对白粉病生理小种E09免疫，对条锈病生理小种条中23(CYR23)高抗；形态学调查表明，1003的农艺性状介于双亲之间，千粒重高于双亲。因此，1003是一个具有白粉病和条锈病抗性的小麦-卵穗山羊草二体异附加系，可为小麦品种改良和抗病育种提供新的种质资源。

• 小麦不同抗白粉病基因及品种在成都平原抗病的有效性

  徐志，张英，王胜，姬红丽，倪健英，彭云良

  为了解小麦含已知抗白粉病基因材料及审定品种在成都平原对白粉病的抗性表现，2015-2017年在四川省江油市武都镇（104.47 °E，31.52 °N）和广汉市连山镇（104.18 °E，30.59 °N）设置病圃，种植42份含已知抗白粉病基因的材料以及85份小麦审定品种，于2016-2018年乳熟后期调查病害级别、普遍率和严重度。结果表明，已知抗白粉病基因材料中，Coker983（Pm5+6）、Wembley（Pm12）、Brigand（Pm16）、南农9918（Pm21）、赤牙糙（Pm24）、NCD7（Pm34）、NCD3（Pm35）、NCD4（Non-Pm1）、复壮30（Pm5e）和Tabasco（Pm46）在两个病圃（2016和2018年）均表现抗白粉病，而Kavkaz（Pm8）、W150（Pm3e）、Hope/8cc（Pm5a）、Timgalen（Pm6）和5P27（Pm30）在两个病圃内均表现感病。85份小麦审定品种中，国豪麦3号、蜀麦375、蜀麦482、杏麦2号、绵阳29号、绵阳33、绵麦228、西科麦5号和良麦4号9个品种连续三年（2016-2018年）在两地均表现抗病，有37个品种三年在两地均表现感病。其余27个含已知抗性基因材料和39个小麦审定品种的抗病性表现则在不同地点和年份并不稳定。

• 基于盐胁迫的小麦农艺性状多样性分析及评价

  吴儒刚，裴艳婷，张超，范业泉，靳义荣，刘鹏，贾德新，戴忠民

  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。

• 甘肃小麦品质的区域间差异和利用潜力分析

  张礼军，鲁清林，白玉龙，张文涛，汪恒兴，周刚，白斌

  为了明确甘肃大田小麦品质的区域间差异和利用潜力,以甘肃省9个市州的316份样品为试验材料，参照国家标准，全面分析了小麦籽粒品质性状。结果表明，甘肃大田小麦籽粒蛋白质含量平均值13.60%，湿面筋含量32.86%，面团稳定时间3.1 min，拉伸阻力132 BU，延伸度166 mm，主要满足面条、馒头、饺子等传统主食和饼干制作要求，而对面包和糕点等食品加工的达标率较低，提高面团稳定时间是实现甘肃小麦优质强筋生产的关键。甘肃小麦被测蛋白质、粉质、拉伸等品质参数在区域间差异极显著（P＜0.001）。西峰、平凉、白银、武威、张掖5市小麦蛋白质含量14%左右，湿面筋含量高于30%，稳定时间大于3 min，品质改良应注重稳定时间的提高，可作为甘肃省中强筋面粉生产基地；定西市和天水市小麦湿面筋含量较高，但稳定时间低于2.5 min，应强调面团筋力的改善；陇南市小麦蛋白质含量12.48%，湿面筋含量29.52%，稳定时间3.0 min，除满足传统食品外，在弱筋食品的加工方面有一定潜力，应侧重中弱筋面粉的生产；临夏州小麦蛋白质含量11.33%，湿面筋含量26.28%，稳定时间1.8 min，主要以满足饼干、蛋糕和糕点等食品为主，可作为弱筋面粉生产基地。

• 25份澳大利亚小麦种质的性状表现及利用

  王美芳，雷振生，吴政卿，徐福新，杨攀，常阳，柳东阳，李巍

  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。

• 大麦品种扬农啤5号的黄花叶病抗性QTL定位

  徐肖，潘雨涵，沈会权，吕超，郭宝健，王菲菲，许如根

  为分析大麦黄花叶病抗性基因的位置和效应，以高抗大麦品种扬农啤5号和感病大麦品种日引3号构建的253个RIL群体及亲本为材料，利用在双亲间具有多态性的108对SSR分子标记构建遗传群体连锁图谱，结合大麦黄花叶病抗性表型数据，采用QTL IciMapping 4.0软件进行大麦黄花叶病抗性QTL分析。结果表明，在大麦染色体1H、2H、5H和7H共检测到6个与大麦黄花叶病抗性相关的QTL，这6个QTL对大麦黄花叶病抗性的贡献率为4.39%～14.92%。其中，位于2H染色体的QTL qRYM-2Hb在3年9个时期均能检测到，介于标记区间GBM1309～EBmac0415，可解释5.70%～14.92%的表型变异，与已定位的 Rym16Hb的位置相近，可能是 Rym16Hb的等位基因；位于2H染色体的QTL qRYM-2Ha在2年3个时期均能检测到，介于标记区间EBmac0640～Bmag0744，可解释5.00%～10.88%的表型变异，可能是1个新的抗性位点；其他4个抗性QTL均仅在1年1个时期检测到，是否真实存在尚需进一步验证。同时，所有QTL的加性效应均为负值，表明定位的6个大麦黄花叶病抗性基因均来自母本扬农啤5号。

• 引进燕麦种质资源饲草产量与饲用营养价值评价

  史京京，薛盈文，郭伟，于崧，陆旺，于立河

  为了有效利用引进的燕麦种质资源，促进黑龙江西部农牧交错区燕麦品种的高效利用与新品种选育，比较了66份引进燕麦种质资源的饲草产量、营养指标及其饲喂价值评估指标，以相对牧草质量和粗饲料分级指数3综合评定了饲草营养价值，并利用聚类分析对各品种饲草产量和营养价值进行了综合评价。结果表明，66个燕麦种质资源中，T07和坝莜12号饲草产量最高，为最适宜黑龙江西部地区种植、推广的高产草量燕麦品种；Heacharrelyngby营养价值最高，其次是都3、T19、三分三、74-N-29和白燕2号，为最适宜黑龙江西部地区种植、推广的高品质燕麦品种；通过聚类分析将供试种质分为5类，以种质群Ⅱ饲草产量最高、营养价值最低，种质群Ⅲ饲草产量最低、营养价值最高。

• 两种肥力水平下冬小麦氮素吸收运转和代谢研究

  李艳，彭超军，王玉民，胡琳，齐学礼

  为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据，研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明，小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈逐渐增加趋势，到成熟期积累量达到最高值。增加施肥量可以提高小麦氮素吸收转运量、花后氮同化量和旗叶中游离氨基酸含量。低肥水平下氮代谢同化途径关键酶基因的相对表达量显著高于高水平。郑麦7698的氮素积累量、旗叶中总游离氨基酸含量和氮代谢同化关键酶基因的相对表达量均高于周麦18。两种肥力水平下，郑麦7698的产量和穗粒数均高于周麦18，其中穗粒数差异达到显著水平。增强氮代谢途径关键酶基因的相对表达量，提高小麦植株氮素积累量、花后氮同化量和旗叶总游离氨基酸含量，可实现小麦高产、优质、高效目标。

• 外源ABA对干旱条件下小麦冠层温度及光合同化物积累与分配的调控效应

  张鑫，孔祥，李勇，骆永丽，黄翠，金敏

  为给外源脱落酸(ABA)在小麦抗旱栽培中的合理利用提供理论依据，以耐旱型品种山农20和水分敏感型品种辐287为材料，研究外源ABA对花后干旱条件下小麦冠层温度、光合特性、籽粒灌浆及产量的影响。结果表明，干旱处理显著降低了小麦吸收光能性能指数（PIabs）及被捕获电子传递到电子传递链QA-中下游其他电子受体的概率（φ0），尤其在灌浆后期，PIabs及φ0降幅均达到50%以上，导致叶片净光合速率、蒸腾速率及气孔导度显著下降和冠层温度显著升高。同时，干旱处理下两品种的最大灌浆速率及平均灌浆速率均呈现降低趋势。两品种花后光合积累量及花后贮藏同化物转运量对籽粒产量的贡献率均显著降低，辐287降幅大于山农20。最终表现为粒重及产量显著降低。干旱条件下喷施ABA可以显著提高PIabs值、φ0值、净光合速率及叶绿素相对含量，延缓叶绿素降解，诱导气孔适当关闭，减少水分散失，降低冠层温差。同时ABA处理提高了强势粒最大灌浆速率、平均灌浆速率，延长了生长活跃期，降低穗叶温差，花后光合积累量及花后同化物转运量对籽粒产量的贡献率显著升高，最终表现为粒重及产量提高。这说明耐旱型小麦品种叶片光合同化力强，花后干物质转运效率较高，有利于籽粒灌浆增重，实现产量提高；外源喷施ABA可以提高灌浆期水分亏缺条件下小麦的光合性能，显著降低穗叶温差，优化同化物分配比例，最终实现小麦的抗旱稳产。

• 灌水与施磷对小麦氮素积累运转及水分利用效率的影响

  陈雨露，康娟，王家瑞，申圆心，李玉莹，张艳菲，马耕，徐文俊，王晨阳

  为探讨小麦产量形成过程中灌水与施磷的作用，以黄淮南部高产麦田主导小麦品种百农207和豫麦49-198为供试材料，在大田多年定位试验条件下，研究了灌水与施磷对冬小麦干物质积累、转运及水分利用效率的影响。结果表明，与不施磷（P0）相比，施磷条件（P1，150 kg·hm-2）下小麦花后干物质积累量、营养器官氮素转运量、籽粒产量和水分利用效率均显著提高，其中百农207和豫麦49-198花后干物质积累量分别增加132.9%和105.9%，花后营养器官氮素转运量分别增加65.3%和51.2%，籽粒产量分别提高76.9%和51.8%，水分利用效率提高55.1%和29.2%。灌水有利于小麦花后营养器官氮素转运量及籽粒氮素积累，提高籽粒产量。与不灌水（W0）相比， W1（拔节水）和W2（拔节水+开花水）条件下百农207花后营养器官氮素转运量分别增加14.1%和17.7%，籽粒产量分别提高15.3%和28.8%；豫麦49-198氮素转运量分别增加40.1%和58.9%，籽粒产量分别提高22.8%和16.8%。水、磷对小麦籽粒产量的影响存在一定的互作效应。百农207和豫麦49-198籽粒产量分别以W2P1和W1P1处理最高，较W0P0处理分别提高116.3%和69.1%。综合考虑，施用磷肥150 kg·hm-2结合灌水1～2次既能实现小麦高产，又能维持较高的水分利用效率。

• 长期隔年施磷对陇东旱塬作物产量和土壤肥力的影响

  丁宁平，王婷，李利利，周海燕，尚来贵

  为探讨不同施肥方式对旱地土壤的培肥作用及增产效果，以1979-2019年在甘肃省陇东旱塬黑垆上土进行的长期定位施肥试验为基础，研究了不施肥料（CK）、单施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、秸秆还田+氮磷肥配施（磷肥为隔年施用，施磷年份该处理记为SNP，不施磷年份记为SN）4种措施对作物产量、产量稳定性和可持续性以及土壤综合肥力的影响。结果表明，长期隔年施磷（SN）的春玉米和冬小麦产量分别较CK增加151.4%和159.2%，较长期施磷处理（SNP）增加8.6%和6.9%；SN的春玉米产量稳定性和可持续性均低于N和NP处理，而冬小麦产量稳定性和可持续性均优于N和NP处理；SN处理显著提高了耕层土壤综合肥力（IFI），其耕层土壤IFI值分别较CK、N和NP 处理高25.5%、21.3%和6.1%，年际间变异强度高于CK和N处理。说明，在陇东旱塬黑垆土春玉米-冬小麦轮作体系下，采用秸秆还田+氮磷配施隔年施磷技术，既在减少50%化学磷肥投入的情况下仍能保证作物产量稳定和持续，并能有效提高耕层土壤综合肥力。

• 基于临界氮浓度稀释曲线的小麦氮肥需求量估测研究

  田兴帅，李松阳，张羽，刘小军，田永超，朱艳，曹卫星，曹强

  为探究基于临界氮浓度稀释曲线估测小麦氮素需求量的可行性，基于不同生态区开展的不同品种及氮肥水平的小麦试验，结合小麦临界氮浓度曲线(Nc=4.16W-0.41)，构建了拔节期、孕穗期、抽穗期和开花期四个关键生育时期下，小麦氮营养指数(NNI)、氮素需求量(NR)及相对产量(RY)三者间的关系模型，并进行了验证。结果表明，在江苏地区，当总施氮量在120～180 kg·hm-2时，小麦的氮素需求量最接近于0，氮营养指数最接近于1，为最优的氮素施用量。氮营养指数与氮素需求量(NNI-NR)在小麦生长的各关键阶段存在极强的线性关系(r=0.93~0.97)；相对产量与氮营养指数(RY-NNI)在各生育时期呈现线性加平台关系，在开花期表现最好，r=0.86；相对产量与氮素需求量(RY-NR)的拟合关系在抽穗期表现最好，r值为0.72。NNI-NR验证结果与建模结果一致，即在各时期均表现良好，其中拔节期相关关系最强；但RY-NNI和RY-NR验证结果显示两模型分别在开花期和抽穗期预测效果表现最佳。综上，所构建的NNI-NR、RY-NNI和RY-NR三种模型均具有良好的拟合优度和稳定性，运用基于临界氮浓度曲线的小麦氮营养指数和确立的相对产量水平，可以较好地估测当季的小麦氮素需求量，并进行小麦田间氮素精确管理。

• 基于冠层透射微分光谱的小麦植株含水量监测研究

  周宜，李晓，贺利，王洋洋，刘北城，王永华，郭天财，冯伟

  为实现基于可见光透射微分光谱的小麦植株含水量监测，通过三年田间试验，测定自拔节期以后小麦关键生育时期冠层透射光谱和植株含水量，确立了透射光谱微分参数与植株含水量间定量关系。结果表明，与小麦冠层原始透光率相比，一阶微分光谱能够很好地减轻生育时期的影响。将不同生育时期数据综合，不同波段的透射率与植株含水量相关性均较差，而微分光谱在439、735、823及950 nm处与植株含水量相关性较好（|r|>0.57），以735 nm处相关性最高。基于蓝光、黄光和红光波段筛选了21个光谱特征参数，其中红边振幅（Dr）、红蓝振幅归一化指数(Dr-Db)/(Dr+Db)、红边面积（SDr）、右峰面积（RSDR）、双峰面积比（RIDA）及双峰面积归一化指数（NDDA）6个光谱特征参数与植株含水量间相关性较好（r>0.70）。在以上优选的光谱参数中，红边双峰面积比值（RIDA）及归一化指数（NDDA）与植株含水量的回归关系表现最好，拟合精度r大于0.69，均方根误差RMSE低于4.87，模型具有很好的稳定性，可以实时精确估测小麦植株含水量。这表明利用冠层透射微分光谱可对小麦植株含水量进行精确监测，对指导作物精确灌溉管理具有较大的应用潜力。

• 生物有机肥对小麦根腐病的防效及其机理初探

  刘苹，张博，齐军山，林海涛，沈玉文，宋效宗，李庆凯,赵海军

  为研究生物有机肥对小麦根腐病的防效并初步分析其影响机理，采用盆栽试验法，分析微生物菌有机肥、复合生物有机肥、商品有机肥和发酵干鸡粪对小麦根腐病的防治效果以及对土壤酶活性、土壤养分和作物产量等的影响。结果表明，复合生物有机肥和微生物菌有机肥对小麦根腐病的防效分别为29.38%和27.91%，明显优于其他肥料；施用有机肥均能明显提高小麦根部土壤中脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶的活性，显著增加土壤速效养分含量，且以复合生物有机肥和微生物菌有机肥处理土壤的磷酸酶活性和有效磷含量增幅最大；复合生物有机肥能显著促进小麦生长，其株高、地上干重、根干重、穗粒数、千粒重、产量分别较对照增加8.08%、37.32%、37.50%、14.27%、17.16%和40.77%，差异均达到显著水平，微生物菌有机肥处理的地上干重也显著高于对照。总之，复合生物有机肥和微生物菌有机肥能有效提高土壤中性磷酸酶活性，促进磷素循环，增强拮抗和有益微生物对禾谷镰孢菌的抗性并促进小麦生长。