麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2020年第10期

• 利用KASP标记定位小麦群体中的无芒位点 Awn-4A.1

  蒋钰婕，王君哲，赵佳男，许盛宝

  芒是小麦穗部重要的光合器官之一，是小麦长期进化和适应环境的产物，对小麦产量和逆境适应具有重要影响。为了探究芒的发育及芒长的遗传机制，本研究利用小麦无芒品种中国春（Chinese Spring，CS）和有芒品系MK147构建的F2分离群体与F5代重组自交系（RIL）群体为材料，对无芒位点进行了标记和定位。遗传分析表明，群体中的无芒性状受半显性单基因控制；采用Wheat660K SNP芯片结合集群分离分析法（bulked segregate analysis，BSA）在F2群体构建的无芒、有芒混池中检测到一个多态性SNP标记的富集区，初步将QTL定位于4A染色体上。在该QTL区间开发了58个KASP标记，并将定位区间缩小至KASP标记SNP-1537与SNP-4195之间，遗传距离为0.81 cM，对应中国春参考基因组（IWGSC.Ref.V1.0）4A染色体上9.23 Mb （100.56～109.79 Mb）的区间，将该位点命名为 Awn-4A.1。

• 水分和盐胁迫下小麦种子萌发相关性状的QTL定位

  王秀华，于鸿翔，潘香逾，赵岩，李斯深

  小麦萌发期对水分和盐胁迫敏感，对该时期水分和盐胁迫下种子萌发性状进行QTL定位具有重要的意义。本研究以小麦“泰农18×临麦6号” RIL群体为材料，以20%PEG-6000溶液和100 mmol·L-1 NaCl溶液分别模拟水分和盐胁迫环境，对种子萌发期10个性状进行了QTL定位。结果表明，在正常、水分胁迫和盐胁迫3种不同处理下各性状变异较大。相关分析表明，抗旱和耐盐可能是两个独立遗传的性状，胚芽鞘长可以作为节水抗旱的鉴定指标。3种处理下共检测到10个萌发相关性状的103个QTL，其中，17个为相对高频QTL（RHF-QTL），分布在7条染色体（1A、3A、3B、4B、7A、7B和7D）上，平均贡献率为7.55%~15.97%。这些RHF-QTL形成4个QTL簇（QTL cluster,QC），分布在3A、7A和7D染色体上。其中，7A染色体上的QC2包括3个RHF-QTLs（ QSdw-7A.1、 QGf-7A.1和 QGi-7A.1），均与小麦耐盐性相关；7D染色体上的QC3包括2个RHF-QTLs（ QGi-7D.1、 QGdrc-7D.1），均与小麦节水抗旱性相关。这2个QCs增加效应均来自母本泰农18。本研究获得的RHF-QTLs和QCs，可为小麦萌发期节水抗旱和耐盐分子标记辅助选择提供理论和技术支持。

• 69份国外小麦品种（系）抗叶锈性鉴定及基因分析

  王思曼，张静，张培培，GebrewahidTakeleWeldu，闫晓翠，刘大群，李在峰

  为给抗叶锈病育种提供优异抗源，选用17个不同毒力的叶锈菌生理小种，对69份国外小麦品种（系）及36份已知抗病基因的近等基因系进行苗期抗叶锈病基因推导，并结合11个已知基因的分子标记进行标记检测；于2017-2018年度分别在河北保定试验田和河南周口黄泛区农场对69份国外小麦材料进行田间成株期抗叶锈性鉴定。结果发现，在69份国外小麦品种（系）中共检测到6个抗小麦叶锈病基因 （Lr1、Lr10、Lr19、Lr26、Lr34和Lr37），携带苗期抗病基因Lr1、Lr10、Lr19和Lr26的分别有6、19、5和10份品种（系），携带成株抗病基因Lr34和Lr37的分别有10和26份品种（系），田间鉴定具有成株慢锈性的品种（系）共有46份。

• 146个小麦品种（系）对小麦黄花叶病毒病的抗性分析

  刘迪，范志业，陈琦，沈海龙，侯艳红，陈莉，王文豪，李雷雷，张轶芳，郭鸣，李世民

  为明确黄淮麦区不同小麦品种（系）对小麦黄花叶病毒病的抗性水平，2016—2017年度在河南省漯河市两个重病田块对146个小麦品种(系)进行了小麦黄花叶病毒病的抗性鉴定，并对不同抗性级别小麦的株高、株成穗数、穗粒数和千粒重进行了分析。结果表明，供试材料中，检测到存麦16号、才智141和众麦7号等免疫品种（系）12个，占鉴定材料的8.2%；检测到郑麦366、周麦26、郑麦119等高抗品种（系）37个（25.3%）；中抗、中感和感病品种（系）分别有28个（19.2%）、42个（28.8%）和27个（18.5%）。小麦黄花叶病毒病对小麦株高、株成穗数、穗粒数和千粒重均有显著影响。高抗组、中抗组、中感组和感病组平均株成穗数较免疫组减少了4.01%、24.55%、33.41%和38.34%；以免疫组为基准，得到各组株高校正偏离率分别为 -0.71%、-6.16%、-8.82%和-11.72%；穗粒数校正偏离率分别为-0.66%、-13.61%、-23.33%和 -26.40%；千粒重校正偏离率分别为-3.00%、-4.79%、-7.73%和-8.83%。

• 大麦籽粒抗性淀粉含量快速测定方法研究

  魏霞，陈功海，龙周锴，范小峰，张文英，徐延浩

  为探索快速高效测定大麦籽粒中抗性淀粉含量的方法，利用衰减全反射中红外（attenuated total reflection mid-infrared spectroscopy,ATR-MIR）和近红外（near-infrared spectroscopy,NIR）光谱技术，分别用3种不同方法进行预处理，建立大麦样品的抗性淀粉含量快速测定红外模型，通过不同预处理预测模型的校正和内部交叉验证结果的比较，依据决定系数（r）和均方根误差（RMSE）筛选出基于ATR-MIR和NIR光谱的最佳预测模型，再对最佳预测模型进行外部验证。结果表明，经基线位移校正+范围归一化（BOC+RN）预处理后的PLS模型为最佳ATR-MIR预测模型；经标准正态变换+Savitzky-Golay法一阶求导（SNV+1thD）的预处理模型为最佳NIR预测模型。用验证集材料对BOC+RN和SNV+1thD最佳预测模型的预测效果进行外部验证，光谱预测值与化学测定值之间没有显著差异，说明两种方法均可以用于大麦籽粒抗性淀粉含量测定；ATR-MIR光谱比NIR光谱具有更好的预测能力。

• 稻茬晚播小麦公顷产8 000 kg高产群体特征及产量构成分析

  张明伟，王梦尧，马泉，丁锦峰，朱敏，李春燕，朱新开，封超年，郭文善

  为挖掘稻茬晚播小麦产量潜力，以春性中强筋小麦品种扬麦23为试验材料，设置不同密度、氮肥施用量及比例的处理，按实收产量高低划分为不同产量水平群体，研究了较适宜播期推迟10 d左右播种的晚播小麦8 000 kg·hm-2高产群体的产量及其结构、品质和群体质量形成特征。结果表明，晚播条件下，扬麦23实现产量8 000 kg·hm-2以上，要求穗数、穗粒数和千粒重分别为560×10·hm-2以上、39.0~40.0 粒和38.0 g左右，总结实粒数在22 000×10 粒左右。群体特征主要表现：分蘖期和拔节期的茎蘖数分别为穗数的1.1~1.3倍和2.3~2.5倍，茎蘖成穗率40.0%左右；开花期干物质积累量为15 000 kg·hm-2，成熟期为21 000 kg·hm-2左右，花后干物质积累量>6 200 kg·hm-2；孕穗期、开花期和乳熟期群体LAI分别在7.0、5.6和3.2左右，粒数叶比和粒重叶比分别为0.31~0.33 粒·cm-2和11.5~11.8 mg·cm-2；各时期具有较高的旗叶SPAD值，花后21 d旗叶SPAD值控制在43.0~47.0。8 000 kg·hm-2高产群体具有较高的籽粒蛋白质含量以及湿面筋含量，使品质得到改善。本试验条件下，扬麦23晚播10 d适宜的栽培措施组合为种植密度270× 10株·hm-2、施氮量225 kg·hm-2、氮肥运筹5∶1∶2∶2或4∶2∶1∶3。

• 基于不同栽培模式的小麦强、弱势粒灌浆特性研究

  丁锦峰，游蕊，丁永刚，王妍，张明伟，朱敏，李春燕，朱新开，郭文善

  为了解栽培措施对小麦强、弱势粒粒重和品质的调控作用在不同蘖位间的表现，以弱筋小麦品种扬麦22为材料，采用传统生产（TPP）、现有生产（CPP）和潜在推广（PEP）三个栽培模式分别建立小麦群体，对小麦主茎强势粒（MS）和弱势粒（MI）、第一分蘖强势粒（TS）和弱势粒（TI）进行连续取样分析，研究了小麦不同粒位间籽粒灌浆特性、蛋白质含量和产量的差异及栽培模式的影响。结果表明，强势粒的最大粒重、成熟期蛋白质含量和产量较弱势粒分别高9.3~12.4 mg·grain-1、0.9~1.1个百分点和1.4~1.8 mg·grain-1。与TS相比，MS的最大粒重提高2.2 mg·grain-1，蛋白质含量降低0.8个百分点，但MI与TI间两个指标差异均不显著。MS灌浆快、启动早、速率高，而TS需要更长的灌浆时间来实现较高的粒重。相比分蘖，主茎强、弱势粒间粒重和蛋白质含量差异大，受栽培模式影响较大。不同粒位的最大粒重与最高灌浆速率和平均灌浆速率均呈显著线性正相关。小麦群体平均粒重、籽粒蛋白质产量与强、弱势粒最大粒重、蛋白质产量均一致表现为PEP模式高于CPP和TPP模式；但籽粒平均蛋白质含量与强、弱势粒蛋白质含量在不同模式间表现趋势不一致。因此，通过栽培措施合理规划小麦穗群结构，有助于构建高产和优质协同群体。

• 华北平原两熟区不同夏播作物对土壤养分和小麦籽粒产量及品质的影响

  李春喜，翁正鹏，邵云，李昊烊，马守臣，马冠群

  两熟种植模式一直是华北平原的主要种植模式，冬季作物以小麦为主，夏季则以玉米、大豆、棉花和薯类等作物为主。为研究不同夏播前茬作物对后茬小麦产量和品质的影响，选用玉米（T1）、大豆（T2）、花生（T3）和甘薯（T4）四种夏播作物，在播种前和收获后检测田间土壤养分变化，以及后茬小麦的籽粒产量和品质。结果表明,大豆收获后，15～30 cm土层土壤碱解氮和速效磷含量分别提高129.75%和43.93%，远高于其他前茬处理；花生收获后，15～30 cm土层土壤碱解氮和速效磷含量与播前相比基本保持平衡；四种前茬处理下土壤速效钾和有机质含量均显著增加。玉米前茬和花生前茬处理下，小麦产量和籽粒中氮、磷、钾的积累量显著高于大豆前茬和甘薯前茬处理，小麦产量比甘薯前茬处理分别提高38.15%和31.13%。花生前茬能够有效提高后茬小麦籽粒干基蛋白、湿面筋含量和籽粒容重，大豆前茬能够提高后茬小麦籽粒的干基淀粉含量，甘薯前茬能够提高后茬小麦的出粉率。总的来看，选择花生做前茬，在保持后茬小麦产量较高的同时，能够提高小麦籽粒的品质性状。

• 小麦根长密度和根干重密度对氮肥的响应及其与产量的关系

  陈智勇，谢迎新，张阳阳，缑培欣，马冬云，康国章，王晨阳，郭天财

  为总结施氮量与小麦根系生长及产量的关系，通过查询近30年（1993-2019年）中国主要麦区施氮量对小麦根长密度、根干重密度及产量影响的文献资料，对小麦适宜的施氮范围进行分析。结果表明，随着土层的加深，小麦根长密度(RLD) 和根干重密度(RDWD)总体上呈逐渐降低的趋势，且小麦根系主要分布在0～20 cm土层。不同施氮量下0～60 cm土层小麦开花期的RLD 和RDWD均高于成熟期，开花期的RLD 和RDWD分别在施氮220～235和192～209 kg·hm-2时达到最大值，成熟期分别在施氮220～275和 171～212 kg·hm-2达到最大值。经相关性分析，小麦产量与RLD、RDWD均呈显著正相关。通过对施氮量与小麦籽粒产量进行一元二次方程拟合得出，在施氮量为247 kg·hm-2时小麦产量达到峰值。因此，在当前中国主要麦区向农户推荐氮肥用量时，需针对不同区域，结合农田实际，在施氮171～247 kg·hm-2范围选择合理用量，以促进小麦根系的生长发育及籽粒产量的提高。

• 施氮量对弱筋小麦籽粒品质形成的影响

  吴培金，闫素辉，邵庆勤，许峰，张从宇，李文阳

  为明确施氮量对弱筋小麦籽粒产量与品质形成的影响，以弱筋小麦品种扬麦13和宁麦13为材料，设置不同施氮量（纯氮0、105、210和315 kg·hm-2）处理，分析了施氮量对弱筋小麦籽粒蛋白质及其组分含量、淀粉粒度分布与黏度参数的影响。结果表明，两个弱筋小麦品种的籽粒蛋白质及其组分含量均随施氮量增加而增加；与醇溶蛋白相比，氮肥对谷蛋白含量的影响较大。当施氮量为105 kg·hm-2时，小麦籽粒蛋白质含量分别为10.59%（扬麦13）、11.37%（宁麦13），达到弱筋小麦标准要求；施氮量为210 kg·hm-2时，两个小麦品种的蛋白质含量均超过12.5%。增施氮肥能有效提高弱筋小麦籽粒灌浆中后期谷氨酰胺合成酶（GS）活性。在施氮0~210 kg·hm-2时，增施氮肥可提高B型（10 μm）淀粉粒体积、表面积百分比。施氮量对弱筋小麦B型、A型淀粉粒数目百分比无显著影响。淀粉峰值黏度、最终黏度在施氮0~210 kg·hm-2范围内均随施氮量增加而增高。本试验条件下，要保证弱筋小麦籽粒品质和相对较高的产量，更为适宜的施氮量应在105~210 kg·hm-2之间。

• 施氮水平对啤酒大麦麦芽品质的影响

  高健，朱娟，吕超，郭宝健，许如根

  为了解不同施氮水平对啤酒大麦麦芽品质的影响,以10个江苏大面积推广或示范种植的二棱大麦品种(系)为材料，设0 kg·hm-2、75 kg·hm-2和150 kg·hm-2 3个施氮水平，采用裂区设计，分别测定了3个氮水平下大麦籽粒麦芽的糖化力、库尔巴哈值、α-氨基氮含量和浸出率共4个主要麦芽品质指标。结果表明，施氮水平对4个被测麦芽品质指标均有显著影响，糖化力和α-氨基氮含量随施氮水平提高而显著增加，库尔巴哈值和浸出率随施氮水平提高而显著降低。施氮水平和品种（系）对4个麦芽品质指标均有显著影响，施氮水平与品种（系）互作效应对糖化力和库尔巴哈值的影响也达极显著水平。在3个施氮水平下，糖化力与α-氨基氮含量呈显著或极显著正相关，与浸出率呈极显著负相关；浸出率与库尔巴哈值呈极显著正相关，与α-氨基氮含量呈极显著负相关。综合4个麦芽指标的表现及糖化力和库尔巴哈值的稳定性，扬农啤7号和苏啤6号的麦芽综合品质及丰产性均较好，建议在江苏省广泛推广；供试大麦品种（系）整体以中氮水平(75 kg·hm-2)的麦芽品质较好。研究结果可为江苏优质啤酒大麦原料的生产品种（系）选用及氮肥施用技术提供依据。

• 花后早期增温对小麦旗叶光合和抗氧化特性及籽粒发育的影响

  胡燕美，苏慧，朱玉磊，李金鹏，李金才，宋有洪

  为探究小麦花后早期增温对其旗叶和籽粒生长发育的影响，以黄淮海南片主栽小麦品种安农0711和烟农19为试验材料，通过在小麦花后0～10 d搭棚覆盖PO薄膜方式进行人工模拟增温（增温1~ 3 ℃），测定分析了花后早期增温后小麦旗叶光合参数、叶绿素含量、抗氧化酶活性、MDA含量和籽粒性状的变化。结果表明，与常温对照相比，增温显著降低了旗叶净光合速率、叶绿素含量及 CAT和POD活性，增加了旗叶胞间CO2浓度和MDA含量，加速了旗叶衰老，使籽粒长度、宽度、厚度和千粒重均下降，安农0711和烟农19的粒重降幅分别为5.43%和7.34%。这说明在本试验条件下，花后早期增温不利于小麦旗叶光合和抗氧化作用，加速旗叶衰老，抑制籽粒发育。

• 基于遥感影像植被指数变化量分析的冬小麦长势动态监测

  陆洲，罗明，谭昌伟，徐飞飞，梁爽，杨昕

  为进一步探究利用中低分辨率影像监测小麦苗情的机理，丰富小麦长势动态监测的模式，结合2017-2018年定点观测试验，以GF-WFV数据为遥感影像源，研究了孕穗-开花期冬小麦主要长势变化量参数和产量及其与植被指数变化量间的定量关系，以逐步回归方法筛选目标长势变化量参数，分别构建及评价基于GF-WFV影像遥感植被指数变化量的孕穗-开花期叶片含氮量变化量和叶绿素含量变化量监测模型。结果表明，冬小麦叶片含氮量变化量（ΔLNC）和叶绿素含量变化量（ΔCHL）与产量密切相关，而孕穗-开花期的归一化植被指数变化量（ΔNDVI）、比值植被指数变化量（ΔRVI）分别与ΔLNC和ΔCHL相关性最好，因此选择这两个植被指数变化量作为敏感参量构建冬小麦长势监测模型。经验证，基于ΔNDVI和ΔRVI构建的长势线性模型可靠且精度高，其决定系数分别为0.70和0.64，均方根误差分别为0.39%和0.08 mg·L-1FW。基于预测模型和实测数据分级量化表达冬小麦长势的空间分布状况，能够很好实现了基于GF-WFV时相影像长势不同等级的遥感监测。

• 基于分布式水文模型的小麦渍害对气候变化响应研究

  任菲莹，熊勤学

  为探讨长江中下游地区小麦渍害对气候变化的反应，以湖北省监利县为研究对象，收集1970-2018年监利气象观测数据和CMIP5（coupled model intercomparison project phase 5）四种情景［RCP(representative concentration pathway)2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5］2020-2069年全球气候模式模拟气象结果数据，通过分布式水文模型（DHSVM模型：distributed hydrology soil vegetation model）模拟了近100年四种情景监利农田土壤表层（0~30 cm）土壤体积含水量，并以此来计算小麦受渍指数［sub-surface waterlogging index(SSWI)，每年3-4月（小麦拔节至灌浆期）受渍天数比率］。结果表明，监利小麦受渍指数有逐年递减的趋势，但受渍时间的年际间差异会越来越大，四种情景也呈现出相同的变化规律，其中RCP4.5情景规律最明显，其主要原因是全球CO2排放增加。降雨量增加可能会加大渍害的危害程度，但同期辐射量和气温升高会导致农田蒸散和空气中水汽含量提高，降低农田土壤含水量，有利于渍害的危害程度降低。由于农田水平衡建立在高降水、高蒸散的基础上，因此出现极端天气的可能性增加。

• 不同杀菌剂及其复配制剂在小麦赤霉病及呕吐毒素防治中的作用

  殷宪超，武德亮，孟旭，张海燕，吴季荣，刘馨，徐剑宏，史建荣

  脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol， DON），又名呕吐毒素，是由引起小麦赤霉病的镰刀菌属（Fusarium spp.）产生的一种单端孢霉烯族毒素。为研究不同杀菌剂及其复配制剂对小麦赤霉病及DON的防治效果，分别使用单药剂及其复配制剂进行田间药剂试验，并使用液相色谱串联质谱检测麦粒中DON的含量。2014年在江苏姜堰、建湖和六合3地进行的单药剂试验结果显示，25%丙硫菌唑悬浮剂（SC）、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC和25%多菌灵可湿性粉剂（WP）对赤霉病和DON均有防效，20%嘧菌酯可分散粒剂（WG）的赤霉病防效较差，对DON无防效。25%丙硫菌唑SC较其他4种药剂具有更好的防效，并且在3个试验点效果稳定。2015年在江苏姜堰进行的单药剂及其复配制剂药效试验结果显示，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇SC 4种药剂的赤霉病和DON防效较好，防治后的小麦DON含量均小于1 000 μg·kg-1，符合国家限量标准，与其他药剂差异显著（P<0.05），DON防效均大于70%，分别为76.3%、75.6%、73.6%和72.2%。病情指数、病穗率与DON含量之间的相关性分析结果表明，病情指数与DON含量之间存在显著的正相关（r=0.628，P=0.022），病穗率与DON含量之间无显著相关性（r=0.400，P=0.176）。