麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2020年第6期

• 小麦抗病相关基因 TaTGA2.2在小麦-条锈菌互作中的表达分析及功能研究

  郭双元，任惠文，张艳琴，冯传欣，冯浩，王晓杰，康振生，张新梅

  为了进一步解析小麦与条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici，Pst）互作中的抗病分子机制，在小麦-条锈菌互作的cDNA文库中分离得到一个编码bZIP类转录因子的小麦抗病相关基因 TaTGA2.2。通过实时荧光定量PCR（Quantitative real-time PCR，qRT-PCR）以及病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）对 TaTGA2.2的表达模式及其在小麦与条锈菌互作中的功能进行了初步解析。结果表明，小麦 TaTGA2.2基因全长1 005 bp，编码334个氨基酸，具有bZIP保守结构域以及TGA转录因子类似结构域。进化树分析发现TaTGA2.2与一粒小麦中TGA蛋白近缘。拟南芥原生质体亚细胞定位发现 TaTGA2.2分布在细胞核，酵母自激活实验表明 TaTGA2.2蛋白N端具有转录激活活性。此外， TaTGA2.2受条锈菌诱导表达，且非亲和互作中的表达量较亲和互作明显增高。非生物胁迫处理中干旱、盐以及外源激素水杨酸（SA）和脱落酸（ABA）也能诱导 TaTGA2.2上调表达。VIGS沉默 TaTGA2.2基因后，发现接种条锈菌CYR23及CYR31后小麦的表型均无明显变化。另外，PR基因的表达量也无显著差异，表明植物中可能存在与 TaTGA2.2功能冗余的TGA成员。

• 利用人工合成小麦RIL群体进行小麦穗长和穗宽性状的QTL分析

  水志杰,安沛沛,刘天相,吴洪启,刘乐,史雪,王中华

  为了挖掘小麦穗长和穗宽性状相关QTL，并为人工合成小麦优异基因资源的开发利用奠定基础，以普通小麦品种西农389×人工合成小麦材料KU98的F7∶8 RIL群体为试验材料，基于小麦55K SNP芯片对F7∶8群体分型结果绘制的遗传连锁图谱及2018和2019年调查统计的F7群体表型数据，对小麦穗长和穗宽性状进行了QTL定位分析。结果表明，在1A、2D、3A、5A和7B染色体上检测到10个与穗长性状相关的QTL，在2D、4D、5A、6A和7D 染色体上检测到10个与穗宽性状相关的QTL，其中与穗长相关的 qSL-2D.1和与穗宽相关的 qSW-4D.1、 qSW-5A.1在两年中均被检测到，标记区间分别为AX-111939856～AX-111497351、AX-169335104～AX-110618708、AX-108792246～AX-111048027。 qSW-5A.1连续两年均为主效QTL，且与 qSL-5A.2在同一标记区间，推测该位点具有一因多效的遗传效应或连锁遗传效应。

• 小麦品种西农979抗赤霉病基因的转录组测序鉴定

  徐佳竞，石善党，王中华，任慧莉，汪勇，李春莲

  小麦品种西农979对赤霉病具有较好的抗性。为了发掘西农979的抗赤霉病基因，本研究采用禾谷镰刀菌菌株BN-8分别接种抗病品种西农979与感病品种周麦18，取接种前西农979颖壳及接种后12、24和96 h的西农979与周麦18颖壳进行转录组分析，筛选抗感赤霉病差异表达基因，并对其进行GO功能注释及KEGG富集分析。结果表明，接种后12、24和96 h各出现14、1 978和142个差异表达基因，共计 2 122个基因。这些基因经GO功能注释分类分成3大类43个亚类，主要涉及代谢过程、细胞过程、应激反应、生物调控、细胞部件、细胞、催化活性、结合、转运活性等。KEGG通路分析结果显示，内质网中的蛋白质加工通路中差异基因最多，有48个；其次是光合作用—天线蛋白通路及淀粉和蔗糖代谢通路，各含41和30个差异基因；显著富集的通路有光合作用—天线蛋白、内质网中的蛋白质加工、萜骨架的生物合成等。植物激素信号转导通路中发现27个差异基因，参与脱落酸和茉莉酸等路径；植物-病原体互作通路中发现19个差异基因，编码钙结合蛋白、WRKY转录因子、抗病蛋白等。此外，还筛选到UDP-葡萄糖基转移酶基因等脱毒相关蛋白基因。

• 小麦种质资源BJ399抗条锈病基因的分子标记定位

  周喜旺，刘鸿燕，王娜，魏志平，王晓明，张耀辉，岳维云，汪石俊，曹世勤，宋建荣

  条锈病是影响小麦产量和品质的一种世界性病害。种质资源BJ399对小麦条锈病具有良好的苗期和成株期抗性，为明确其条锈病抗性基因，利用BJ399和高感条锈病品种铭贤169杂交，获得BJ399/铭贤169的F1、BC1和F2代分离群体，并利用我国当前流行的条锈菌生理小种条中34号（CYR34）进行温室苗期抗条锈性鉴定和遗传分析。结果表明，BJ399对CYR34的抗性由1对显性基因控制，暂命名为 YrBJ399。筛选到3个与目的基因连锁的SSR标记Xwmc296、Xgwm425和Xgwm558，且3个标记位于抗病基因的同一侧，距离目的基因最近的标记为Xwmc296，其遗传距离为9.5 cM，标记Xgwm425和Xgwm558与目的基因 YrBJ399的遗传距离分别为14.3 cM和18.0 cM，并初步将抗病基因定位于小麦染色体2AS上。根据抗病基因来源和染色体定位结果推测， YrBJ399可能是一个抗条锈病新基因。

• 小麦新品系鄂麦28及其系选后代的农艺性状及产量特点

  王文学，王逸虹，刘易科，张宇庆，佟汉文，陈泠，何伟杰，邹娟，朱展望，高春保

  小麦新品系鄂麦28具有中抗赤霉病、抗穗发芽、高产稳产等突出特点。为利用其剩余变异，从其群体中系统选择了30个新品系，2018-2019年度通过武汉和襄阳两地的田间鉴定试验，比较了它们的产量及其构成、株高、生育期等性状，并利用小麦21对核心SSR引物对鄂麦28典型单株进行遗传相似性检测。结果表明，18S314、18S325、18S239、18S331等4个高产品系经核心引物检测，所有位点与鄂麦28典型单株基因型一致，可作为鄂麦28优系进行利用。18S278和18S279两个品系具有特异性，产量较高，可以作为新品系进行利用。18S268、18S293、18S317、18S318等4个品系特异性不明显，但产量较高，且田间农艺性状表现出一定的差异，也可作为新品系进一步利用。

• 河北省主推中筋小麦品种面条加工适应性研究

  张国丛，史占良，班进福，曹巧，郭家宝，纪丽丽

  为了解河北省主推中筋小麦品种的面条加工适应性、筛选优质面条小麦品种，对河北省19个主推中筋小麦品种的籽粒、面粉品质性状及面条加工品质特性进行了系统检测与分析。结果表明，河北省中筋小麦品种大部分品质性状的遗传多样性较为丰富；适宜制作面条加工的小麦品种有16个，占河北主推中筋小麦品种的84.21%，其中适宜制作优质面条的小麦品种有6个；面条感官总分与中筋小麦面粉的湿面筋含量呈极显著正相关，与拉伸长度呈显著正相关，与弱化度呈显著负相关，与面条质构参数（TPA）的粘聚性和回复性均呈极显著正相关，与面条TPA的弹性、胶着性、咀嚼度和拉伸距离均呈显著正相关；面条TPA指标参数可间接反映面条的感官品质。

• 黑小麦品种选育与营养加工研究

  刘玉秀,刘苗苗,张正茂

  黑小麦是普通小麦中的一种特殊类型，是一种天然的功能食品原料，不仅含有丰富的营养成分，还具有一定的保健功能，在食品加工中具有广阔的应用前景。本文主要介绍了黑小麦的遗传基础与品种选育、营养特性、加工品质及其在食品加工中的应用，分析了黑小麦品种选育和在加工应用中存在的问题，提出了黑小麦开发利用的途径和发展前景。

• 小麦黑胚病籽粒黑变物质的理化性质分析

  李巧云，姜玉梅，徐凯歌，李梦钰，王丝雨，吴青桐

  黑胚病是危害小麦生产的重要籽粒病害。为了解小麦黑胚病症状产生的原因，用碱溶酸沉的方法提取感黑胚病籽粒黑变部位的物质（黑变物质）与健康籽粒相同部位提取物（BPF）以及致病菌麦根腐平脐蠕孢（Bipolaris sorokiniana）的胞内黑色素与胞外黑色素，并对其进行紫外-可见吸收光谱、红外光谱扫描以及光、热稳定性等理化性质分析。结果显示：（1）病粒黑变物质的紫外吸收峰（235 nm）与B.sorokiniana的胞外、胞内黑色素的紫外吸收峰不一致（210 nm），而与BPF的紫外吸收峰相同；（2）病粒黑变物质与BPF的红外光谱一致，而与B.sorokiniana的胞外、胞内黑色素不一致；（3）病粒黑变物质与BPF的光、热稳定性较差，而来源于B.sorokiniana的胞内、胞外黑色素相对稳定。综上所述，黑胚病籽粒的黑变物质与致病菌B.sorokiniana的黑色素的理化性质有较大差异，而与健康粒相同部位提取物的理化性质类似，推测该物质是由小麦籽粒本身合成，而不是来源于病原真菌。

• 旱地小麦根际土壤酶活性及微生物生物量对覆盖方式的响应

  宿兵兵,程宏波,柴守玺,常磊,李瑞,杨佳佳,柴雨葳,李亚伟

  为探究不同覆盖方式对小麦根际土壤酶活性及微生物生物量的影响,设置3种处理方式［玉米秸秆带状覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)、露地(CK)］, 研究了秸秆带状覆盖的覆盖带（SMd）、种植带（SMu）、PM及CK小麦拔节期-蜡熟期土壤水分、温度、pH及生物学特性的变化。结果表明,地膜覆盖对土壤具有调温保墒、提高pH的作用, 促进土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶的活性, 但抑制了脲酶和蔗糖酶活性, 土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶的活性分别高于CK 3.50%、6.71%, 脲酶和蔗糖酶活性分别低于CK 3.70%、6.49%, 其中MBC、MBN含量和MBC /MBN较CK均有不同程度的提高。秸秆带状覆盖可提高土壤SCW和pH，降低土壤温度，且对SMd的影响大于SMu。SMd和SMu因为土壤水温及pH的不同导致两者间微生物特性存在差异, SMd的土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性较CK降低，碱性磷酸酶活性提高，MBC含量和MBC/MBN分别较CK提高37.19%、27.33%; SMu土壤的过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性高于CK 7.58%、 14.09%、 10.32%，脲酶活性降低，MBC、MBN含量分别较CK提高15.26%、21.66%, MBC/MBN则低于CK 13.67%。秸秆带状覆盖的降温保墒作用可能有利于增加微生物特别是真菌菌群及其活跃程度, 提高小麦种植带土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性, 对促进土壤中C、N元素的转化具有积极作用。

• 磷硒配施对郑麦9023硒吸收及土壤硒形态转化的影响

  祝姣姣，聂兆君，赵鹏，李金峰，秦世玉，李畅，刘红恩，李永革

  为给通过合理施用磷肥来提高冬小麦籽粒硒含量提供参考依据，以冬小麦品种郑麦9023为供试材料进行盆栽试验，设置3个磷水平（0、80、160 mg·kg-1,分别表示为P0 、P80 和P160）和 2个硒水平（0和 1 mg·kg-1，分别表示为Se0和Se1），共6个处理。结果表明，在Se0水平下，籽粒产量随着施磷量的增加而逐渐提高，而在Se1水平下，籽粒产量随着施磷量的增加呈先增加后降低的趋势，在P80处理下籽粒产量最高。在Se1水平下，施磷显著增加了小麦各器官以及整株硒累积量，但是施磷降低了硒从颖壳向籽粒中的迁移系数，显著降低了各器官的硒含量。施硒可提高土壤各形态硒的含量，提高水溶态和可交换态硒的比例。在Se0水平下施磷可以提高土壤水溶态硒、可交换态硒、铁锰氧化物结合态硒所占总硒的比例；而在Se1水平下，施磷增加了土壤水溶态硒、有机物硫化物结合态硒、残渣态硒的含量及比例，但是降低了可交换态硒、铁锰氧化物结合态硒的含量及比例。因此，适宜的磷硒配施可通过影响土壤中各种形态硒的转化过程，促进土壤硒向水溶态硒的转化，提高土壤硒的有效性，进而促进郑麦9023对土壤硒的吸收累积，达到增产的效果。

• 灌浆期涝渍害对弱筋小麦籽粒产量及品质的影响

  向永玲，方正武，赵记伍，高德荣，张晓，王晓玲

  长江中下游是我国主要的弱筋小麦产区，该区小麦生育后期涝渍害频发，严重影响小麦的高产和稳产。为探明涝渍害对弱筋小麦产量及品质的影响，以优质弱筋小麦品种扬麦13、扬麦15、扬麦22为材料，采用人工模拟涝渍害的田间试验方法，研究了灌浆期涝渍害对弱筋小麦籽粒产量及其构成要素、蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值、吹泡仪参数、溶剂保持力SRC和粉质仪参数等主要品质指标的影响。结果表明：（1）灌浆期涝渍害导致小麦产量显著下降，有效穗数和穗粒数降低是引起扬麦13减产的主要因子，扬麦15和扬麦22的有效穗数、穗粒数和千粒重均降低导致减产。（2）涝渍害处理的扬麦13和扬麦22的湿面筋含量较对照显著上升，蛋白质含量和SDS沉淀值在处理间无显著差异。涝渍害处理7 d对供试小麦吹泡仪参数影响较大，扬麦13和扬麦15的L值和W值在涝渍害处理7 d后均显著提升，扬麦13的水SRC较对照显著下降。涝渍害处理7 d对供试小麦的粉质仪参数无显著影响。（3）供试的3个弱筋小麦品种籽粒品质受基因型的影响大于涝渍害。

• 基于称重式蒸渗仪的淮北平原冬小麦蒸散估算模型的本地化

  姚瑶，唐婉莹，袁宏伟，蒋尚明，文想成，程钶强，李祥，杨书运

  为了解不同作物蒸散量估算方法在淮北地区的适用性，利用新马桥实验站称重式蒸渗仪测定了2016-2017年冬小麦全生育期的实际蒸散值，结合Hargreaves-Samani（H-S）、 FAO-56 PM、Turc、Makkind(Mak)、 Priestley-Taylor(P-T)、Mcloud(Mcl)和DeBruin-Keijman(D-K)7个模型，分析了冬小麦田的蒸散特征，将蒸散的估算值（ET0）和实测值（ETC）进行了对比。结果表明，相对于ETC值，7个模型拟合得到的ET0的RMSE值为0.99~2.29 mm·d-1，且H-S> FAO-56 PM>Turc>Mak>P-T>Mcl>D-K; ETC与ET0的相关系数为0.74~0.97，其中FAO-56 PM的相关性最高，P-T、 Mak、 D-K、 H-S也表现出较好的相关性。综合来看，H-S法总体表现较好，更适合该地区。对6种主要气象要素与实测蒸散值进行主成分分析发现，温度是影响ETC的主要因子，湿度、日照时数和平均风速（2 m）对淮北冬小麦田蒸散值的影响不大；H-S模型以温度数据为基础，利用线性订正法和湿度指数项订正法将H-S模型本地化后检验发现，其优化结果良好，RMSE降低（0.68 mm·d-1）。

• 基于WOFOST模型的华北冬小麦动态长势评估指标构建

  郑昌玲，侯英雨，吴门新，张蕾

  为构建基于WOFOST作物模型主要输出要素地上部生物量(TAGP)和叶面积指数(LAI)的华北平原冬小麦长势评估指标，利用华北平原冬小麦主产区农业气象站冬小麦生育期、叶面积指数和土壤湿度等观测资料以及河北固城站、河南郑州站和山东泰安站3个农业气象试验站冬小麦生物量观测资料，完成WOFOST模型参数本地化和适应性分析。利用华北平原354个气象站2001-2016年逐日气象资料驱动模型，根据不同时段15年地上总生物量(TAGP)和叶面积指数（LAI）要素及其与15年平均值的距平百分率的概率统计分布，确定冬小麦长势动态评估指标；利用冬小麦田间观测资料，检验指标的合理性和有效性。结果表明：（1）试验站观测值与模拟值对比显示，冬小麦生育期模拟误差绝对值平均为3.7 d，地上部总生物量及各器官生物量的误差为3.8%～11.7%，WOFOST模型可较为准确地模拟冬小麦生长发育及其生物量的动态累积过程，在华北平原适用性良好；(2）基于指标的动态长势评估等级与观测数据对比，2个农业气象试验站点的指标评估结果与观测资料一致性较好，1个站点的结果则在冬小麦生长过程中呈波动状态，总体上基于LAI的长势评价指标与观测资料对比相关系数高于基于TAGP的评价指标；(3）基于WOFOST模型的冬小麦长势评估指标能够一定程度反映冬小麦长势状况，可用于业务中进行实时、动态和定量的评估。

• 冬小麦叶片花青素相对含量高光谱监测

  王伟东，常庆瑞，王玉娜

  为探究冬小麦叶片花青素含量的高光谱监测方法，以陕西省关中地区冬小麦为研究对象，分析了叶片光谱反射率与花青素含量的相关性，建立以不同波段组合的RSI、DSI和NDSI光谱指数为自变量的一元回归模型以及利用偏最小二乘法构建的多元回归模型，并进行模型精度比较。结果表明，所有模型中，开花期的PLS模型精度最高，预测效果最好(建模r=0.872 3,RMSE=0.005 9；检验r=0.912 8，RMSE= 0.004 8)，是预测冬小麦花青素的最优模型；各生育时期中，开花期模型精度较高，表现稳定，是预测冬小麦花青素的最佳生育时期。

• 离子交换纤维对麦田土壤铅污染的修复效果

  邵云，崔景明，李晓波，翁正鹏，朱群英，张小转，李春喜

  为探讨土壤Pb污染的治理方法，通过盆栽试验，比较了离子交换纤维的两种不同放置方式（分层放置与混匀放置）对麦田土壤Pb污染的修复效果。结果表明，在土壤1 000 mg·kg-1Pb污染水平下，Pb污染处理（T1：Pb胁迫；T2：Pb+在土壤中分三层放置纤维；T3：Pb+在土壤中混匀剪碎的纤维）的土壤pH值、总有机碳含量较对照（CK：未添加Pb和离子交换纤维）有所降低。在小麦成熟期，T2、T3处理下土壤和植株各部位的Pb含量均低于T1处理，其中T3处理变化显著；T2、T3处理中纤维吸附的Pb含量则分别达到115.01和128.26 mg·kg-1。T2、T3处理的Pb富集系数低于T1处理及CK。由此说明，离子交换纤维能够有效吸附土壤中的Pb，降低Pb从土壤向植株的转运能力，且离子交换纤维混匀放置方式的修复效果较好。