麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2022年第2期

• 小麦DEAD-box基因家族鉴定及其低温下的表达模式分析

  齐越，于　晶，苍　晶，田　宇，彭瞰看，王多佳，王政委，任治鹏，梁　伊，王晓楠，孟　婧

  DEAD-box RNA解旋酶是RNA代谢途径中的关键酶，在RNA代谢过程中调控植株的生长发育和抗逆性。目前，尚未见有人对小麦DEAD-box基因家族进行系统鉴定与分析。为探究小麦DEAD-box基因的功能，本研究以水稻DEAD-box基因家族基因为参照，从小麦全基因组数据库中共鉴定到134个小麦DEAD-box家族基因，并利用生物信息学对其家族成员的理化性质、基因结构、进化树和共线性进行分析。结果表明，小麦DEAD-box蛋白多数为弱碱性蛋白，亚细胞定位分布广泛，核分布最多；小麦与水稻DEAD-box家族基因亲缘性较高，小麦DEAD-box蛋白结构域与核心基序排列有序稳定，高度保守；小麦DEAD-box家族基因在进化过程中可能发生了节段性复制事件，水稻与小麦DEAD-box基因无序共线性连线，说明DEAD-box基因在进化过程中可能存在染色体异位突变。进一步以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)和东农冬麦2号(Dn2)为材料，对其转录组库中低温差异表达的7个DEAD-box基因进行qRT-PCR分析，结果表明，这7个基因在不同品种和不同组织中表达量均有差异。Dn1中DEAD-box基因的表达量在 -10 ℃达到峰值，而Dn2中DEAD-box基因的表达量在-25 ℃达到峰值。

• 普通小麦川麦60-簇毛麦 3V（3D）代换系的分子细胞学鉴定

  张洁,蒋云,郭元林,王颖,邓光兵,宣朴,龙海

  一年生二倍体簇毛麦携带多种抗性基因，被认为是小麦抗性改良的重要基因源。本研究前期创制了一个高抗小麦条锈病的普通小麦（中国春，CS）-簇毛麦3V（3D）代换系CD-3，并将该条锈病抗性基因初步定位于簇毛麦3V染色体上。本研究以川麦60作为父本，以CD-3为母本，在回交自交系BC1F2群体中筛选到一个高抗条锈病的株系，命名为1901-245，并进一步对该株系进行分子标记、荧光原位杂交（FISH）及田间条锈病抗性鉴定。分子标记和荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization,FISH）结果显示，1901-245携带一对簇毛麦3V染色体，丢失了一对小麦3D染色体；1901-245花粉母细胞减数分裂中染色体配对正常，单价体出现频率较低，且3V染色体未出现单价体。田间条锈病抗性鉴定结果显示，1901-245及其亲本CD-3均表现为高抗小麦条锈病，而亲本川麦60则表现为高感小麦条锈病。以上结果表明，簇毛麦3V染色体上的条锈病抗性基因在1901-245的遗传背景下能正常表达；1901-245为普通小麦-簇毛麦3V（3D）代换系材料，高抗小麦条锈病且遗传稳定，可进一步在小麦遗传改良中加以应用。另外，FISH鉴定及植株形态观察结果显示，1901-245仍含有较多亲本CD-3（CS背景）的遗传背景，因此后期可继续将1901-245与川麦60进行回交，并在后代中加大簇毛麦3V染色体的追踪力度。

• 小麦Ta-miR154的特征及渗透胁迫响应

  王苗苗，袁晓波，李静，王晓腾，张莉，李永春

  植物逆境胁迫响应过程中microRNA（miRNA）发挥着重要调控功能，为探讨小麦Ta-miR154的特征及其对渗透胁迫的响应，以矮抗58和中国春为材料，克隆了 Ta-MIRNA 基因并对其序列特征及时空表达模式进行分析。结果显示，小麦 Ta-MIR154 的3个部分同源基因位于第7同源群染色体组上，分别命名为 Ta-MIR154-7A 、 Ta-MIR154-7B 和 Ta-MIR154-7D ；3个部分同源基因间序列差异较大，但在miRNA前体区域高度保守，其中 Ta-MIR154-7A 由于一个核苷酸的变异导致不能生成 Ta-MIR154 。组织表达分析显示， Ta-MIR154 在成熟籽粒中的表达量最高，其次为节间和根系；籽粒形成过程中， Ta-MIR154 从授粉后20 d开始快速上调表达，授粉后30 d表达量最高。干旱胁迫条件下，两品种的叶片中 Ta-MIR154 在受胁迫诱导后均上调表达，且矮抗58的表达水平高于中国春；而根中 Ta-MIR154 的响应模式不同，在中国春中呈先上调后下调的表达趋势，而在矮抗58中呈先下调后上调的表达趋势。盐胁迫条件下，两品种的叶片中 Ta-MIR154 在受胁迫诱导后呈先上调后下调的表达趋势，且中国春的上调幅度大且持续时间长，而在根系中矮抗58的上调表达幅度要大于中国春。推测 Ta-MIR154 在小麦渗透胁迫响应过程中发挥一定的调控功能。

• 大麦品种(系) HvPDIL5-1 和 HvEIF4E 基因的单倍型及其黄花叶病抗性研究

  潘雨涵，洪益，徐肖，栾海业，朱娟，吕超，郭宝健，沈会权，许如根

  为了解大麦品种 HvPDIL5-1 和 HvEIF4E 基因的单倍型及其与大麦黄花叶病抗性的关系，以扬农啤系列、扬饲麦系列和其他来源的29个品种（系）为材料，在江苏扬州和盐城病圃进行大麦黄花叶病大田自然抗性鉴定；利用大麦 HvPDIL5-1 和 HvEIF4E 基因全CDS区的3对引物对供试品种(系)的 HvPDIL5-1 和 HvEIF4E 基因进行扩增、测序，分析两个黄花叶病抗性基因的单倍型及其抗性。结果表明，本试验年度两试点大麦黄花叶病发病程度较正常年份偏轻，29个品种(系)中有20个品种(系)在扬州和盐城对大麦黄花叶病同时表现为免疫或高抗，Ea52和苏B1403在扬州表现为免疫、在盐城表现为中抗，其余7个品种(系)在两试点均表现为中抗或中感。供试材料的 HvPDIL5-1 基因存在4种单倍型， HvEIF4E 基因存在14种单倍型。扬农啤2号、扬饲麦3号、扬农啤7号等10个品种（系）在扬州和盐城病圃对大麦黄花叶病均表现为免疫或高抗，但其 HvPDIL5-1 和 HvEIF4E 基因均为BaMMV-ASL感病单倍型，说明这些品种（系）携带有除 rym1/11 和 rym4/5 以外的其他黄花叶病抗性基因。携带抗性基因 rym5 的苏B1403在盐城病圃鉴定中表现为中抗，说明江苏大麦产区出现了拮抗 rym5 抗性基因的病毒株系，需进一步加强大麦黄花叶病抗性新基因的发掘。

• 甘肃省新育成小麦品种(系)面粉色度相关基因分子检测

  朵茂惠,赵池铭,汪军成,姚立蓉,司二静,杨轲,孟亚雄,李葆春,王化俊,李兴茂，尚勋武,马小乐

  为了鉴定甘肃省新育成小麦品种（系）面粉色泽相关基因的分布情况，利用STS标记鉴定了103份新育成小麦品种（系）的1BL/1RS易位系及与黄色素含量和多酚氧化酶活性相关的等位变异类型。结果发现，供试材料中，有37份材料为1BL/1RS易位系，占35.92%；42份为非1BL/1RS易位系，占40.78%；其余均为片段易位或其他易位系。在黄色素含量分子检测中， Psy-A1位点有3个等位变异， Psy-A1a所占比例最大，频率达91.26%， Psy-A1b 和 Psy-A1c 分别占7.77%和0.97%； Psy-B1 位点的3个等位变异中， Psy-B1a 、 Psy-B1b 和 Psy-B1c 频率分别为62.13%、28.16%和18.45%； Psy-D1 位点有 Psy-D1a 和 Psy-D1g 两个等位变异，其中 Psy-D1a 分布频率为97.09%。在PPO活性等位基因中，与低PPO活性相关的基因 Ppo-A1b 和 Ppo-B1a 分别占34.95%、77.67%；与高PPO活性相关的基因 Ppo-A1a 、 PPO-B1b 、 PPO-D1b 分别占54.36%、 19.46%、40.77%。黄色素含量和PPO活性相关的基因组成以中间类型居多。甘肃省新育成小麦品种（系）中，1BL/1RS易位系材料频率有所下降，黄色素含量及PPO活性相关等位基因均有一定分布，在未来小麦育种工作中仍需加强面粉色泽的选择。

• 东北春麦区强筋小麦育种进展及产业发展分析

  宋维富，杨雪峰，赵丽娟，刘东军，宋庆杰，白光宇，张春利，辛文利，肖志敏

  东北春麦区是中国强筋小麦重要生产基地之一。近年来，该麦区强筋小麦育种和产业化进展较大：创建的强筋小麦育种高效技术体系已成功运用于东北春小麦育种之中；选育推广的优质高产多抗强筋小麦新品种，使当地小麦主导（栽）品种实现了强筋化；创建的强筋小麦基因库和多赢产业化模式，为东北春麦区强筋小麦育种和产业发展提供了重要科技支撑与物质保障。本文总结了东北春麦区强筋小麦育种进展，分析了产业发展存在的问题，重点讨论了未来强筋小麦育种和产业发展的方向，并提出一些策略与建议，以期为推动东北春麦区乃至中国强筋小麦育种和产业发展提供参考。

• 低筋小麦配粉及其对加工品质的影响

  曹颖妮，赵光华，辛玉杰，郝学飞，胡卫国，余大杰，柴慧娟，冯丹，裴金花，刘继红

  为改良湿面筋含量较高、面筋指数和稳定时间较低的这一类型小麦的加工品质，选择这三个指标相差较大的三个小麦品种为材料进行配粉，将湿面筋含量较高、面筋指数和稳定时间较低的小麦品种郑麦618的面粉按照0、20%、40%、60%、80%和100%比例分别与面筋指数和稳定时间较高的小麦品种新麦26或郑麦7698的面粉混合，组成不同类型的配粉，对其湿面筋含量、面筋指数、沉淀指数、面团流变学特性、淀粉RVA糊化特性以及面条和馒头的加工品质进行了比较。结果表明，当两个原粉被测指标数值差异显著时，配粉的湿面筋含量、面团流变学特征参数、峰值粘度、最低粘度和最终粘度均随着原粉数值较大一方添加比例的增加而增加。当两个原粉被测指标数值差异不显著时，配粉被测指标的数值会出现大于或小于原粉的现象，比如面筋指数、延伸性和沉淀指数；但衰减值和糊化温度不符合此规律，衰减值更接近于数值较高的原粉，糊化温度更接近于数值较低的原粉。相关性分析表明，面条总分与峰值粘度、最低粘度、衰减值呈正相关，与面团流变学特性参数呈负相关，相关系数较小；馒头总分与面筋指数、沉淀指数、形成时间、稳定时间、能量、拉伸阻力、延伸性和最大拉伸阻力呈极显著负相关，与淀粉糊化各特征值相关性不显著。上述结果证实，优质面条粉和馒头粉均不需要面筋质量过高，优质面条粉的湿面筋含量为30.3%～32.2%，面筋指数为75.2～81.4，稳定时间为4.5～7.2 min，最高粘度为2 330～2 468 cP,最低粘度为1 504～1 607 cP；优质馒头粉的湿面筋含量为30.2%～32.0%，面筋指数为70.8～81.4，稳定时间为3.5～9.1 min。面条和馒头评分结果表明，湿面筋含量较高（30%以上），面筋指数低的这一类型的小麦可以通过搭配面筋指数较高的小麦来改良其加工 品质。

• 氮、硫肥配施对稻茬麦氮素利用及籽粒产量和品质的影响

  申丹丹，牛轶男，朱敏，李春燕，朱新开，丁锦峰，郭文善

  为探讨稻茬小麦的氮硫肥施用技术，在水稻秸秆全量还田条件下设置0、195和270 kg·hm-2 3个施氮水平和0、30和60 kg·hm-23个施硫水平，研究氮、硫肥配施对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和品质的影响。结果表明，随施氮量的增加，小麦穗数、穗粒数和产量均显著增加，面团形成时间和稳定时间延长，但施氮量达270 kg·hm-2时氮肥农学效率和表观利用率显著下降，籽粒支链淀粉、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量降低。增施硫肥可使籽粒产量显著增加，延长面团形成时间和稳定时间，并提高籽粒支链淀粉、谷蛋白和总蛋白含量。相比其他氮、硫肥组合处理，施氮195 kg·hm-2配合施硫60 kg·hm-2提高了总氮素积累量、氮肥农学效率和氮肥利用效率；该组合处理下籽粒产量比仅施氮270 kg·hm-2处理提高了5.7%。此外，195 kg·hm-2施氮量配施硫60 kg·hm-2还提高了面团形成时间、稳定时间和蛋白各组分含量。这说明氮硫合理配施可提升小麦对氮素的吸收利用，起到提高籽粒产量、改善籽粒蛋白品质和粉质质量的作用；减氮条件下通过适量配施硫肥可作为小麦优质高效生产的栽培途径。

• 灌溉和施氮对小麦产量形成及土壤肥力影响的研究进展

  李浩然，李雁鸣，李瑞奇

  水分和氮肥是小麦生长发育和产量形成中最重要的两个因子，二者存在相互制约或相互促进等互作关系。近年来，由于灌溉大量用水和氮肥的过量施用，造成了农业水资源匮乏和环境污染加重等一系列问题，合理灌溉和施氮以提高水氮利用效率越来越受到广泛的重视。为全面概括灌溉和施氮处理的作用，本文从小麦植株和土壤两个方面入手，对近年来国内外学者在灌溉和施氮对小麦产量形成和土壤肥力影响方面的研究进展进行了综述，为评估长期灌溉和施氮处理对小麦生产和土壤肥力的影响、制定灌溉和施氮技术措施提供依据。

• 施磷量对高磷土壤小麦磷素吸收和土壤磷平衡的影响

  黄玉芳，张辉，张立花，张红燕，张雯雯，赵亚南，叶优良

  为给高磷土壤小麦磷管理提供依据，在河南省温县速效磷为49.1 mg·kg-1的土壤上开展2年田间试验，设置5个施磷量水平（0、45、90、135、180 kg P2O5·hm-2），研究施磷量对小麦产量、干物质积累、磷素吸收利用及土壤磷素平衡的影响。结果表明，随施磷水平的提高，小麦产量呈先增后减趋势，且两年分别在90和135 kg·hm-2施磷量下最高。90 kg·hm-2施磷处理显著提高小麦干物质积累量，施磷量进一步增加时干物质累积量无显著变化，叶片等各器官均表现出相似趋势。第一年小麦花后干物质转运量以90 kg·hm-2施磷处理最高，转运效率为36.7%；第二年花后干物质转运量以135 kg·hm-2施磷处理最高，转运效率为30.9%。小麦开花期和收获期磷素积累量均以90 kg·hm-2施磷处理最高，施磷处理收获期吸磷量比不施磷处理增加14.5%～44.6%，开花后各器官磷素转运量和转运效率以90 kg·hm-2施磷处理相对较高。磷肥利用率随着施磷量增加呈下降趋势，90 kg·hm-2施磷处理下磷肥利用率相对较高，磷肥偏生产力、农学效率、表观回收率两年平均为130.8 kg·kg-1、 10.6 kg·kg-1、23.9%。磷肥用量高于90 kg·hm-2时，土壤磷素呈盈余状况；在90 kg·hm-2施磷水平下土壤磷素盈余0.1～17.3 kg·hm-2；在施磷135 kg·hm-2和180 kg·hm-2时，土壤磷素盈余量分别为32.1～77.5和101.5～115.3 kg·hm-2。这说明，在土壤磷素肥力较高的情况下，推荐施磷量90 kg·hm-2，可促进干物质和磷素积累，提高小麦产量，同时维持合理的磷肥利用率及磷素平衡状况。

• 盐碱胁迫下小麦幼苗对施氮水平的生长、生理响应

  王亚妮，孙韬

  为了解盐碱土壤上施氮对小麦幼苗生长、生理的调节作用，选取山东省东营市的滨海盐碱土作为栽培介质，采用盆栽试验，以小麦品种济麦22和山农28号为对象，设置0、0.1、0.2和0.3 g·kg-1土4个施氮水平，分析了在盐碱胁迫条件下施氮对小麦幼苗的生长、养分积累、谷氨酰胺合成酶（GS）活性、可溶性蛋白（SP）含量的影响。结果表明，施用氮肥显著缓解了盐碱胁迫对小麦生长的抑制作用。随着施氮水平的提高，两个品种的植株高度、干重及氮、磷、钾积累量均呈上升趋势，其中中、高氮处理（0.2和0.3 g·kg-1土）下这五个指标较较不施氮处理增幅分别为12%~37%、43%~118%、94%~176%、12%~83%和51%~111%，与不施氮处理差异均显著。中、高氮处理均显著提高了济麦22叶片GS活性、SP含量，增幅分别为28%~33%和32%~63%；而施氮处理均显著提高山农28号的GS活性，但对SP含量均无显著影响。这说明施氮可促进盐碱胁迫下小麦幼苗生长和养分积累，有利于其生理代谢，进而缓解盐碱胁迫的不利影响。

• 春季不同时期低温对小麦光合特性和粒重形成的影响

  马泉,张玉雪,陶源,苏盛楠,李春燕,丁锦峰,朱敏,朱新开,郭文善

  为探讨春季低温导致小麦粒重下降的生理机制，以春性品种扬麦16和半冬性品种徐麦30为材料，分别于倒二叶出生期、孕穗期和开花期对小麦进行人工气候室低温处理，研究不同时期低温对小麦光合生理特性、干物质积累和转运及强、弱势粒粒重形成的影响。结果表明，不同时期低温对叶片SPAD值的影响均表现为低温处理开始至结束后3 d持续下降，结束后6～9 d逐渐回升，两品种在低温处理结束当天和处理后3 d均以孕穗期低温处理下SPAD值降幅最大。不同时期低温处理显著降低叶片净光合速率和气孔导度，并影响花前干物质转运和花后干物质积累。与孕穗期、开花期低温处理相比，倒二叶出生期低温处理显著降低小麦花前干物质转运量，但提高花后干物质积累及其对籽粒产量的贡献率，千粒重降幅最小，扬麦16和徐麦30分别仅为4.49%和4.20%。不同时期低温处理下小麦强势粒粒重的降幅均小于弱势粒，倒二叶出生期低温处理下弱势粒粒重降幅显著低于孕穗期和开花期低温处理。相关性分析表明，低温胁迫下小麦平均千粒重和强势粒粒重相关性不显著(r=0.319,P>0.05)，但与弱势粒粒重显著相关(r=0.691,P<0.05)。综上，春季低温胁迫主要通过影响小麦开花前后的光合作用和同化物向籽粒的转运，限制弱势粒的灌浆充实，最终导致粒重下降。

• 磷糖类制剂对冬小麦抗干热风特性和产量的影响

  徐亚楠，吴玥，纪冰祎，宋吉青，吕国华，张文英，柳斌辉，白文波

  为探明不同有效成分的磷糖类制剂对冬小麦抗干热风能力的调控作用，并筛选出高效实用的干热风化学防控技术，采用田间试验，以自来水(CK)和磷酸二氢钾(CKP)为对照，通过拌种、叶面喷施及拌种和叶面喷施组合方式，比较自主研发的磷糖类制剂［激发元素制剂(JB)、微量元素制剂(WB)和磷胺制剂(BP)］对干热风胁迫下冬小麦抗氧化特性和产量的影响。结果表明，干热风胁迫下，与CK相比，各处理下小麦灌浆中后期旗叶可溶性蛋白和可溶性糖含量均显著增加（增幅分别为7.43%~167.87%和8.88%~ 77.59%），超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性提高了10.42%~62.99%和6.94%~76.29%，丙二醛含量显著降低（降幅 6.58%~22.29%）。各制剂均能显著提高小麦穗粒数和千粒重，增幅分别为4.22%~10.36%和 1.05%~ 5.16%；只有拌种和叶面喷施（BP）组合处理显著增加小麦成穗数，增幅分别为4.54%和4.79%。各制剂处理较CK增产6.95%~14.68%。BP叶面喷施处理较JB 和WB拌种处理更有利于干热风胁迫下小麦抗氧特性保持稳定，对穗粒数和千粒重的促进效应表现突出。拌种和叶面喷施组合处理具有协同作用，对小麦抗干热风能力调控效果最优。

• 青稞根腐病生防放线菌的筛选及防效研究

  李雪萍，徐冬丽，刘梅金，许世洋，王国平，郭建炜，李建军，李敏权

  为获得防治青稞根腐病的生防放线菌，从大田采集健康青稞植株及其根际土壤，利用选择性培养基对青稞根表及根际土壤进行放线菌分离筛选；以青稞根腐病原菌木贼镰孢为靶标，利用平板对峙法进行初筛，选取平均抑菌圈大于20 mm的放线菌，用发酵液法进行复筛并计算其生长抑制率；采用盆栽法测定生长抑制率较高菌株的防效及致病性，并通过分子鉴定确定其分类地位。结果表明，从初筛得到16株抑菌圈大于20 mm的放线菌中，复筛得到2株对青稞根腐病生长抑制率大于70%的菌株，分别为H35-1和AP11；测定其对青稞根腐病的防效发现，H35-1的防效为30.74，AP11的防效为48.31。对防效较好菌株AP11的16S rDNA序列进行测定并构建系统发育树发现，其与酸疮痂链霉菌(Streptomyces acidiscabies)的遗传距离为零，1 000次重复自展支持值为100，鉴定其为酸疮痂链霉菌。致病性分析发现，该酸疮痂链霉菌不具有致病性。本研究为青稞根腐病生防菌剂的研制提供了菌种资源，为青稞根腐病生物防治提供参考。