麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2021年第5期

• 利用永久F2群体定位小麦穗部性状相关的QTL

  刘阳娜，刘丽华，张风廷，张立平，苑少华，张明明，李宏博，庞斌双，赵昌平

  为发掘与小麦穗部性状相关的QTL，利用普通小麦BS366与白玉149杂交组合培育的73个DH群体为材料，构建了一套包含232个杂交组合的小麦永久F2群体，基于90K SNP芯片标记构建了高密度遗传图谱，并利用该图谱对2个环境下的穗长、小穗数、穗粒数和千粒重进行QTL定位。结果发现，所构建的图谱总长19 533 cM，含有8 726个SNP标记，平均标记距离为2.24 cM。结合群体基因分型结果，8 726个SNP标记合并为3 078个BIN标记，其中A基因组有1 283个(41.7%)，B基因组有1 188个(38.6%)，D基因组仅有607个(19.7%)；共检测到96个QTL，分布在除3B和6B以外的19条染色体上，其中，控制穗长、小穗数、穗粒数和千粒重的QTL分别有20、59、6和11个，单一QTL可解释0.15%～12.34%的表型变异。51个QTL加性效应为正值，表明其加性效应来自于母本BS366；45个QTL加性效应为负值，表明其加性效应来自于父本白玉149。23个QTL的表型变异解释率大于5%，为主效QTL。

• 小麦旗叶与幼苗性状的QTL分析

  李兴茂，王淑英，倪胜利

  为挖掘控制小麦幼苗性状与旗叶性状的QTL，并探讨两者的遗传基础，以京冬8号和矮抗58构建的RIL群体(207个家系)为材料，田间试验测定旗叶相关性状，水培试验测定幼苗期相关性状，通过完备区间作图对这些性状进行QTL研究。结果共检测到10个控制旗叶性状的QTL，单个QTL可解释1.98%~ 9.89%的表型变异，其中有6个QTL为主效QTL，分别位于1A、4D和5D染色体上；共检测到22个控制幼苗性状的QTL，单个QTL可解释1.14%~10.52%的表型变异，仅有2个QTL为主效QTL，分别位于1A和4D染色体上。除3D染色体上控制幼苗根长的QTL以及5D染色体上控制旗叶面积和旗叶宽的QTL表现为部分显性效应外，与其他性状有关的QTL均表现为超显性效应。1A、2D、4D、5A、5D和7A染色体上的分子标记存在多效性，其中2D（wmc170）和4D（barc308）染色体上与幼苗性状QTL紧密连锁的分子标记（wmc170和barc308）也与旗叶性状QTL紧密连锁。

• 小麦茎基腐病抗性QTL的分析

  周淼平,张鹏,杨学明,陈达,姚金保

  为挖掘更多的茎基腐病抗性QTL用于分子标记辅助育种，以中抗茎基腐病品种CI12633和感茎基腐病品种扬麦158的重组自交系群体为材料，采用SSR和SNP等分子标记对群体中的94个家系进行基因型分析，绘制遗传连锁图，并结合3次室内群体的茎基腐病抗性鉴定结果对小麦茎基腐病抗性QTL进行定位。结果表明，与小麦茎基腐病抗性相关的QTL分布在1D、2B、3B（2）、7A和7D染色体上，可解释9.2%~14.6%的表型变异；1D和3B染色体上的抗性QTL来自CI12633，2B、7A和7D染色体上的抗性QTL来自扬麦158；1D、2B和3B（与Chr3B_479785994紧密连锁）染色体上的抗性QTL为茎基腐病抗性主效QTL。发现的QTL及其紧密连锁的分子标记可为今后开展抗茎基腐病小麦分子标记辅助育种提供帮助。

• 高分子量麦谷蛋白亚基组成及其与小麦品质性状的关系分析

  范家霖，陈晓杰，张建伟，程仲杰，王嘉欢，张福彦，杨保安

  为进一步明确小麦高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）与小麦品质性状的关系，以黄淮麦区的127份小麦品种（系）为材料，利用SDS-PAGE技术、近红外谷物分析仪、粉质仪和拉伸仪等对其进行HMW-GS鉴定和品质检测。结果表明，参试材料在 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1 3个位点上分别检测到2（x1、x-null）、4（x7+y8、x7+y9、x14+y15、x17+y18）、2（x5+y10、x2+y12）种不同的亚基类型，其中x1、x7+y9、x5+y10在各自位点上出现的频率均最高，分别为70.1%、42.5%和51.2%；共发现有14种HMW-GS组合类型，其中1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10和1Ax1/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12出现的频率较高，分别为18.9%和17.3%。1Ax1、1Bx7+1By8、1Bx17+1By18、Dx5+1Dy10亚基对蛋白质、沉降值、稳定时间、最大抗延阻力和拉伸面积等品质性状有显著的正向效应，而1Bx14+1By15亚基对除蛋白质和湿面筋以外的其他品质性状有负向效应。携带1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10品种（系）的被测品质性状显著高于携带其他组合类型的品种（系），其次是携带1Ax1/1Bx17+1By18/1Dx5+1Dy10的品种（系），而携带1Ax-null/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12和1Ax-null/1Bx14+1By15/1Dx5+1Dy10品种（系）的各个品质性状显著低于携带其他组合类型的品种（系）。该结果可为进一步提高优质亚基的育种利用率和我国小麦品质的遗传改良提供参考依据。

• 不同糯小麦品种(系)品质及其烘烤制品研究

  文莉,张晓,张晓祥,刘健,吴荣林,李曼,李东升,高德荣,程顺和

  为推动糯小麦的品质改良及开发利用，以国内不同育种单位育成的多个糯小麦为试验材料，以普通强筋、中筋及弱筋小麦作为对照，分析其淀粉组分、糊化特性、面团流变学特性，并对其制作的酥条进行比较。结果表明，糯小麦的淀粉含量及直链淀粉含量显著低于普通小麦；在淀粉糊化特性上，糯小麦的低谷黏度、最终黏度、回生值显著低于普通小麦，峰值温度高于普通小麦；在粉质仪参数上，糯小麦的吸水率显著高于普通小麦，形成时间、稳定时间及粉质质量指数均显著低于师栾02-1，糯小麦弱化度较高，显著高于师栾02-1和扬麦158；糯小麦制作的酥条体积、酥性显著高于普通小麦，硬度显著低于普通小麦，气孔大且均匀，横截面积明显大于普通小麦。不同糯小麦品种（系）间比较，扬17G76、天糯158、扬14-282及扬糯麦1号在面团流变特性和制作酥条上表现较为优异，表明通过提高糯小麦筋力有助于改善糯小麦面团流变学特性及烘烤食品品质。本研究结果可为糯小麦育种及品质改良提供理论依据。

• 47份外引小麦种质中矮秆基因的检测及其降秆效应分析

  李怡鑫，陈向东，张雪宁，林孟杰，尤丽，李冉，轩庆庆，姜小苓，姜豪，王润发，茹振钢，吴晓军

  为有效利用外引小麦种质资源，明确矮秆基因的组成分布和降秆效应，利用8个矮秆基因（ Rht-B1b、 Rht-D1b、 Rht4、 Rht5、 Rht8、 Rht9、 Rht12、 Rht13）的特异性分子标记分别对47份外引种质矮秆基因进行分子检测。结果表明，有46份种质含有矮秆基因，其中， Rht-B1b、 Rht4和 Rht12基因的频率最高，均为 40.43%，其余依次为 Rht8（31.91%）、 Rht-D1b和 Rht13（均为19.15%）、 Rht5（8.51%）、 Rht9（6.38%）。有10份小麦种质含有单个矮秆基因，占21.28%；有36份小麦种质含有2个及以上矮秆基因，占76.60%，其中有11份含有3个矮秆基因，有2份含有4个矮秆基因。单个矮秆基因降秆效应以 Rht5最强，为31.78%，含有 Rht5的小麦材料平均株高为86.65 cm。含有优良矮秆基因 Rht9、 Rht12和 Rht13的小麦材料平均株高分别为 101.07 cm、92.87 cm 和92.75 cm，其中， Rht9在8个矮秆基因中降秆效应最弱。

• 小麦种质资源耐热性评估研究进展

  赵鹏，王晓明，刘曼双，许盛宝

  随着全球气候变暖，高温胁迫对小麦的产量和品质造成的影响越来越严重。准确可靠地评估种质资源的耐热性，已成为当前小麦耐热育种和耐热性基础研究的关键环节和基础。由于目前尚未有系统的耐热性评估体系，不同试验中小麦的耐热性评价结果有很大差异，阻碍了小麦耐热性研究和耐热种质资源的利用。本文通过厘清高温胁迫对小麦不同发育阶段的危害，回顾近年来小麦耐热研究进展，重点分析目前常用的小麦耐热性评价指标可靠性及评估方法的优缺点，明确当前小麦耐热种质资源利用中的难点与面临的挑战，探索耐热性分类和创制耐热资源的新思路，为小麦耐热性基础研究与遗传改良提供参考。

• 诱变结合小孢子培养的氮高效大麦DH株系评价

  高润红，徐红卫，郭桂梅，宗营杰，李颖波，杜志钊，陈志伟，陆瑞菊，王亦菲，刘成洪

  为了筛选大麦氮高效种质资源，以花30和8份不同诱变来源的DH株系为研究对象，采用田间试验方法，设置高氮（160 kg·hm-2）和低氮（45 kg·hm-2）两个氮肥水平，研究不同DH株系对两个氮肥水平的响应，同时对不同氮效率类型DH株系的干物质和氮素积累、转运以及氮素吸收利用特性进行分析。结果表明，在两个氮肥水平下，根据平均产量可将花30和8份突变体材料划分为双高效型、低氮高效型、高氮高效型和双低效型四种类型。双高效型株系在两个氮肥水平下均具有较高的干物质和氮素积累量，而低氮高效型株系在低氮条件下具有较高的干物质和氮素积累量，这为籽粒产量的提高奠定了生理基础，也可以作为氮高效种质材料筛选的基础指标。本研究还分别获得了氮素吸收效率和氮素利用效率提高的DH株系，其中双高效型株系A9-47和低氮高效型株系A5-24在两个氮肥水平下氮效率的提高主要是由氮素吸收效率提高所致，双高效型株系A1-184在高氮水平下氮效率的提高主要是由于氮素利用效率提高所致，而低氮高效型株系A4-17在低氮水平下氮素利用效率也略高于亲本花30。这些种质材料的获得为氮高效育种及相关分子机理研究奠定了基础。

• 喷施KH2PO4对孕穗期低温胁迫下小麦叶片抗氧化特性与幼穗冻害的影响

  苏慧，李金鹏，胡燕美，朱玉磊，李金才，宋有洪

  为探讨低温胁迫发生前叶面喷施磷酸二氢钾（KH2PO4）对小麦小穗发育及旗叶生理特性的调节作用，以烟农19（冬性，低温不敏感型）和新麦26（半冬性，低温敏感型）为材料，利用盆栽试验，在小麦孕穗期于人工气候模拟箱内进行低温（2 ℃和-2 ℃）胁迫，并在低温处理前叶面喷施0.2% KH2PO4溶液，低温结束后分析了小麦幼穗冻害发生情况、小穗细胞结构、糖含量和旗叶生理特性的差异。结果表明，-2 ℃下小麦孕穗期冻害发生率显著高于2 ℃；不同低温处理下喷施KH2PO4均显著降低冻害的发生率，-2 ℃下喷施效果好于2 ℃；喷施KH2PO4后小麦旗叶叶绿素含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均显著提高，丙二醛（MDA）含量显著降低；喷施KH2PO4有效减轻了小麦幼穗的冻害程度和保持上部小穗内部器官完整性，显著提高结实率，降低上部小穗蔗糖和果糖含量，增加还原糖含量。综上所述，小麦孕穗期低温发生前通过叶面喷施KH2PO4能有效增强旗叶抗逆性，减轻低温对小麦小穗造成的伤害，有利于穗部结构完整和产量形成，可作为黄淮海麦区孕穗期小麦防御倒春寒的有效措施。

• 稻茬小麦不同栽培模式产量差异形成的群体结构分析

  范婷，赵凯敏，周仪佳，邹学智，朱敏，丁锦峰，李春燕，朱新开，郭文善

  为探究江苏稻茬小麦不同栽培模式下产量差异形成的原因，明确提高产量的调控途径，以小麦品种扬麦25为材料，分别在江苏省扬州市和兴化市两地种植，设置高密无氮（Y0，基本苗300×10 株·hm-2，不施氮）、高密高氮（Y1，300×10株·hm-2，施氮300 kg·hm-2）、低密中高氮（Y2，150×10 株·hm-2，施氮270 kg·hm-2）和中密中氮（Y3，225×10株·hm-2，施氮240 kg·hm-2）4种栽培模式，对不同栽培模式下小麦产量和群体结构的差异进行了分析。结果表明，扬州和兴化试验点产量均表现为Y3＞Y1＞Y2＞Y0，其中Y3与Y1及Y1与Y2模式的平均产量差值分别为434.54和312.82 kg·hm-2。经通径分析，穗数差和粒重差是导致模式间产量差形成的主要原因。相关分析表明，乳熟期叶面积指数差、开花至乳熟期绿叶面积持续时间（LAD）差与产量差均呈显著正相关，花后干物质积累量差、孕穗至开花期绿叶面积持续时间差与产量差均呈极显著正相关。总体来看，基本苗225×10株·hm-2、施氮量240 kg·hm-2、基肥∶壮蘖肥∶拔节孕穗肥为5∶1∶4的栽培模式能够使稻茬小麦保持花后较高的叶面积指数和绿叶面积持续期，提高花后干物质积累量，是缩小产量差的主要调控途径。

• 施氮量对不同土壤肥力条件下冬小麦光合特性和产量的影响

  刘卫星，王家瑞，王晨阳，卢红芳，康娟，申圆心

  为给“小麦-玉米”轮作体系下不同土壤肥力麦田的小麦施氮量提供参考，选择开封八里湾（土壤肥力水平高）、郑州（土壤肥力水平中等）和开封水稻乡（土壤肥力水平低）为试验地点，3个试验地点均设置4个施氮水平(即小麦季0、180、240和300 kg·hm-2；玉米季0、225、300和375 kg·hm-2)，研究不同施氮量对小麦光合特性及产量的影响。结果表明，施氮处理增加了冬小麦的光合速率、叶绿素含量、全氮含量和Rubisco活性，与不施氮处理相比，分别增加22.4%~183.3%、37.9%~306.2%、49.6%~359.3%和 27.4%~59.5%；不同肥力试点施氮后，产量增加幅度不同，与N0施氮水平相比，高肥力试点各施氮水平处理增产幅度为10.8%~54.9%，中肥力试点为125.3%~165.8%，低肥力试点为63.3%~288.2%；在定位试验进行3年后，高、中、低肥力试点在4个施氮处理下的平均产量分别提高36.1%（2014-2015年度）、 136.4%（2014-2015年度）和288.2%（2016-2017年度），表明施氮增产效应与土壤肥力密切相关，高肥力麦田土壤基础肥力高，土壤贡献产量大，对氮肥依赖性低，施氮增产效果不明显。从产量构成因素看，产量由低产到中高产水平主要依靠穗数增加，由中高产到高产水平主要依靠穗粒数增加。因此，为充分发挥氮肥的增产效应，在低肥力麦田，应少量多次施氮；在中肥力麦田，应提倡稳氮，以促穗数为主，施氮量为240 kg·hm-2；在高肥力麦田，应注意控氮，以增粒为主，施氮量为180 kg·hm-2。

• 播期和品种对沿淮晚播稻茬小麦产量和产值的影响

  赵莉，何贤芳，都斌斌，刘泽，汪建来

  沿淮稻茬小麦播期推迟是生产面临的重大问题。为探究播期和品种对稻茬麦产量和产值的影响，2017-2019年度小麦生长季选用20个品种，按照裂区设计，设置10月30日、11月14日、11月29日3个播期，定量解析了播期、品种对小麦产量和产值的影响。结果表明，年度、播期、品种及品种和播期间互作对稻茬小麦产量、产值的影响均显著。随着播期的推迟，稻茬小麦产量和产值呈下降趋势，10月30日后播种时，播期平均每推迟1 d产量下降24.81 kg·hm-2，产值降低48.19元·hm-2。不同类型的小麦品种对播期的响应不同，11月14日之前播种时半冬性品种产量、产值总体高于春性品种，11月29日播种时半冬性品种产量、产值总体低于春性品种。晚播对产量、产值的影响与气候有关，灾害年份晚播影响更大。有效穗、群体库数量和库体积降低是晚播小麦产量、产值下降的主要原因，品种间籽粒库质量（容重）差异也是引起产值差异的重要因子。供试品种中荃麦725、安农0711、皖西麦0638、紫麦19、涡麦9号、宁麦13、扬麦20、苏麦188等8个品种的产量、产值较烟农19均增加3%以上。

• 不同阶段夜间增温对小麦生长特性及产量的影响

  刘秋霞，樊永惠，罗音，王华斌，武倩倩，张文静，马尚宇，黄正来

  全球变暖表现出夜间增温幅度大于白天的非对称性增温特性，为明确不同阶段夜间增温对小麦生长发育特征及产量的影响，以扬麦18为试验材料，采用被动式增温装置分别对小麦分蘖期至拔节期（NWT-J）、拔节期至孕穗期（NWJ-B）、孕穗期至开花期（NWB-A）三个不同阶段进行夜间增温处理，以不增温为对照（NN），研究不同阶段夜间增温对小麦生长发育特性、旗叶衰老特性及产量的影响。结果表明，不同阶段夜间增温均能提高小麦花后0~15 d旗叶面积和叶绿素含量；显著提高灌浆前期小麦旗叶的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性，降低花后0~15 d小麦旗叶丙二醛（MDA）含量；显著增加成熟期小麦干物质的积累量，提高小麦产量，其中，NWJ-B处理下小麦产量增加幅度最大，较NN（对照）提高了8.75%。本试验条件下，拔节期至孕穗期夜间增温提高了花后0~15 d小麦旗叶面积、叶绿素含量和抗氧化酶活性，降低了灌浆前期小麦旗叶膜脂过氧化程度，最终增加了小麦的干物质积累量和产量。

• 春季阶段性增温对小麦抗晚霜冻性和产量的影响

  席凯鹏，席吉龙，杨娜，王珂，张建诚，姚景珍，席天元，李永山

  为揭示气候变暖下春季升温对小麦抗晚霜冻及产量的影响，在田间条件下，以黄淮海北片广适主栽小麦品种济麦22和山农28为试验材料，在返青-拔节期以塑料温棚日均增温0.86～0.9 ℃，连续增温28 d左右，至穗分化为药隔期前揭棚，研究不同气候年型下小麦产量对晚霜冻的响应，并以小麦叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性、相对电导率、MDA含量、净光合速率指标综合评价抗冻性。结果表明，春季增温后小麦幼穗发育加快，抽穗提前3～5 d，生育期缩短2~3 d，开花期干物质积累量提高18.97%~23.50%，花前营养器官贮存干物质转运量和转运效率以及株高均显著增加。在霜冻发生年（于4月6日晚霜冻，温度为 -2.6～-1.1 ℃，持续时间5 h），增温处理的叶片相对电导率、MDA含量较对照明显升高，SOD和POD活性及光合速率显著下降，穗粒数和经济系数显著降低，减产6.8%～8.2%；在正常年份，增温处理的穗粒数和经济系数显著增加，产量提高10.5%～11.3%。这说明春季增温会导致小麦抗晚霜冻能力降低；春季适度增温到药隔期，利用自然低温霜冻或人工霜箱低温胁迫可对小麦抗晚霜冻性进评价。

• 湖北麦区不同轮作模式下小麦赤霉病菌种群结构和毒素化学型分析

  刘美玲，刘悦，陈婷婷，龚双军，史文琦，曾凡松，杨立军，喻大昭

  为明确不同轮作模式对小麦赤霉病菌种群结构和毒素化学型影响，于2019-2020两个小麦生长季，从湖北襄阳、枣阳长期稻-麦轮作和长期玉-麦轮作田分别采集小麦赤霉病穗，采用组织病理学分离镰孢菌单孢堆菌株，并对其采用特异性引物进行致病种和毒素化学型分子鉴定。结果表明，从采集样品中共分离获得191个镰孢菌单孢堆菌株；亚洲镰孢菌F.asiaticum为该区稻-麦轮作田优势种，占稻-麦轮作田分离菌株总数的93.0％，主要产生3-AcDON；禾谷镰孢菌F.graminearum为玉-麦轮作田优势种，占玉-麦轮作田分离菌株总数的62.9%，既可能产生15-AcDON，又可能产生3-AcDON；191个菌株中仅有11个菌株产生NIV，占比5.8%。以上结果揭示,小麦赤霉病镰孢菌致病种和毒素化学型组成与轮作模式密切相关，镰孢菌优势致病种和毒素的类型可能与镰孢菌对小麦前茬作物的偏好性有关。

• 小麦抗感品种间作和混种对白粉病的控制效果

  武英鹏，原宗英，刘敏捷，张治家，侯玉，唐翼锋

  为明确小麦抗感品种间作和混种对白粉病的防控效果，2018-2019年，在农业部太原作物有害生物科学观测实验站，利用近免疫品种晋麦104号与感病品种晋麦86号进行了间作和混种防控白粉病的研究。结果表明，小麦抗、感品种间作、混种可以降低感病品种晋麦86号对白粉病的严重度。与单作区相比，间作区感病品种的旗叶、倒二叶、倒三叶的严重度降低率分别为8.35%、24.69%、20.11%，其中倒二叶的差异达显著水平（P＜0.05）。抗、感品种间作对感病品种旗叶、倒二叶、倒三叶白粉病的相对防效分别为34.14%、44.79%、32.97%。抗感品种按抗∶感比1∶1、2∶1、1∶2（m∶m）混种较单作感病品种（0∶1），均降低了旗叶、倒二叶、倒三叶的严重度，最终相对防效分别为30.25%～74.49%、41.96%～64.67%、36.39%～ 53.69%。其中倒二叶的相对防效差异均达极显著水平（P＜0.01）。抗、感混种比例2∶1较1∶2均降低了旗叶、倒二叶、倒三叶的严重度。