麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2022年第4期

• 小麦 TaGF14m基因的克隆及其盐胁迫响应分析

  刘佳月，郭树娟，郑昊元，赵惠贤，刘香利

  14-3-3蛋白家族在真核生物中广泛存在且高度保守，可结合多种靶蛋白参与植物代谢、发育以及胁迫响应等多种生理过程和信号途径。 TaGF14m基因是14-3-3基因家族成员之一。本研究以中国春为材料，对其进行了克隆和分析，并通过在拟南芥中过表达，分析该基因在盐胁迫下的功能。结果表明， TaGF14m基因含有5个外显子和4个内含子，开放阅读框为789 bp，编码262个氨基酸；小麦幼苗叶片中 TaGF14m基因在盐胁迫下上调表达；与野生型拟南芥相比，过表达 TaGF14m的转基因拟南芥在盐胁迫下生长受到明显抑制，根长也显著变短；SOS途径相关基因表达分析显示， TaGF14m基因可能通过SOS途径负调控盐胁迫耐受性。

• 小麦TaKLU基因调控植物株型的研究

  周梦蝶，李梦瑶，吴林楠，郭利建，王倩，马猛

  为了解小麦TaKLU基因对植物株型的影响，对拟南芥功能缺失突变体klu和过表达TaKLU转基因拟南芥进行了表型观察，并对相关性状进行了统计。结果表明，过表达TaKLU基因导致拟南芥分枝数目减少，顶端优势增强，但不影响产量；相反，拟南芥klu突变体分枝数目增加，顶端优势减弱，单株产量减少。进一步对拟南芥klu突变体进行回补试验，发现用拟南芥klu基因自身启动子驱动TaKLU基因在拟南芥klu突变体中表达后，能恢复突变体的顶端优势，而且其株高、分枝数目与野生型没有明显差异；用强启动子35S和特异启动子pINO驱动TaKLU基因在拟南芥klu突变体中表达后，突变体的顶端优势增强，株高升高，而且其分枝数目明显多于野生型，表明小麦TaKLU基因具有调控植株株型的功能，为小麦株型育种提供了新的研究思路。

• 分子标记结合表型鉴定选育兼抗赤霉病、白粉病和条锈病弱筋小麦新品种扬麦38

  赵仁慧，陈甜甜，王玲，朱冬梅，汪尊杰，张勇，张伯桥，高德荣，吴宏亚，别同德

  长江中下游麦区是中国弱筋小麦优势产业带，小麦赤霉病、白粉病和条锈病是该麦区主要病害，当前弱筋小麦主导品种综合抗性较弱，影响其生产安全。为培育多抗优质弱筋小麦品种，以高产中筋小麦品种扬麦16为轮回亲本，以兼抗白粉病、条锈病的软质小麦92R137为供体亲本，构建了BC1群体，利用分子标记在BC1F2代基础农艺性状较优良的株行中筛选抗白粉病基因 Pm21、抗条锈病基因 Yr26和软质麦相关基因 Pinb-D1a均纯合的单株，并鉴定BC1F6代对赤霉病、白粉病和条锈病的抗性，同时检测籽粒硬度、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间等重要品质指标以及小区产量，最终育成高抗赤霉病、免疫白粉病和高抗条锈病的弱筋小麦新品种扬麦38，于2022年通过国家农作物品种审定委员会审定。

• 根锚地力在小麦根系研究中的应用

  高艳，唐建卫，张根源，胡润雨，殷贵鸿

  为明确根锚地力在小麦生产和新品种选育中的应用价值，以黄淮麦区24个品种（系）为研究对象，测定和分析了小麦根锚地力并观察根-土复合体状态。结果表明，小麦锚地力相关性状存在较大变异，根锚地力参数受基因型和环境分别单独影响。小麦单茎锚地力、单茎根数、单根锚地力、单茎根干重的均值分别为19.77 N、12.51个、0.17 N和0.13 g，变化范围分别为16.07~24.30 N、9.50~14.8个、1.13~1.97 N和0.10~0.18 g，广义遗传力分别为46.3%、65.6%、11.5%和34.9%。单根锚地力与单茎锚地力呈极显著正相关，与单茎根数呈极显著负相关，相关系数分别为0.65和-0.55。单茎锚地力和单根锚地力与产量等农艺性状多呈显著正相关，而单茎根数和单茎根干重与产量等农艺性状多呈显著负相关。通过聚类分析将24个品种（系）分为4个亚类，其中第IV亚类综合性状优良，周麦22和周麦36为优秀代表品种。根据小麦根-土复合体状态的3种类型和锚地力参数反映的4个水平共划分出12种根系分布形态，L类型水平与垂直根系兼有，且根系发达、抗拉力强、根系活力强是最理想根分布形态。以上结果说明，可以将根锚地力作为小麦栽培及新品种选育的一个重要参数。

• 减源处理下小麦粒重稳定性QTL的定位分析

  周锋，杨虓，吕栋云，张传量，宋鹏博，姚俭昕，王鑫，王笑笑，孙道杰

  粒重稳定性是小麦稳产性的重要评价指标。为了发掘小麦在遭受虫害等减源逆境伤害时影响粒重稳定性的QTL，以小偃81和西农1376杂交衍生的重组自交系（RILs）群体为试验材料，设早播和晚播两个播期，对减源处理下该群体的粒长、粒宽和千粒重进行表型分析，同时计算减源处理与对照处理的表型比值，进而估测发育稳定性，并利用50K芯片构建的遗传连锁图谱进行QTL定位。结果表明，与对照处理相比，减源处理下RIL群体的粒长、粒宽和千粒重均显著下降。采用完备复合区间模型对不同处理的表型值、表型比值分别进行QTL定位，共检测到18个QTL，分布于2A、3A、3B、3D、4B、4D和5D染色体上，其中有8个QTL在减源处理和对照处理中均表达， Qgl.nwafu-5D.3和 Qkgw.nwafu-5D均在早播对照处理和晚播减源处理中被检测到，平均可解释表型变异的8.73%和8.19%，为稳定QTL，且 Qgl.nwafu-5D.3也在早播减源处理中被检测到，推测这2个稳定QTL可能为新发现的位点。控制表型比值的QTL大多与控制粒长、粒宽和千粒重的QTL区间重合，推测维持减源后粒重稳定性的QTL与控制粒长、粒宽和千粒重的位点紧密连锁或存在“一因多效”现象。

• 光照对小麦的春化效应及其机制初探

  张洪伟，焦义然，陈文烨，董福双，杜进民，王海波，周硕

  为解析光照对春化过程的影响及其机制，以中麦175为材料，比较了光照春化及暗春化28 d时该品种开花时间的差异，并对春化前、春化7 d、14 d、21 d和28 d时，两种春化条件下小麦叶片中春化及光周期相关基因进行了real-time PCR分析。结果表明，与暗春化相比，光照春化使小麦提前开花19.73 d；与春化、光周期相关的基因（TaVRN1、TaVRN2、TaVER2、TaVIL1、TaVIL2、TaVIL3、TaCO1、TaCO2、TaPPD1、TaGI1、 TaLHY和TaTOC1）在光照春化条件下的表达水平较高，这可能是光照春化导致小麦提早开花的主要原因之一，也说明小麦中可能存在未知的TaVRN1调控因子，这些调控因子同时受到光照和低温条件的调控。

• 100份大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

  张毅，杨轲，汪军成，姚立蓉，司二静，马小乐，李葆春，尚勋武，王化俊，孟亚雄

  为了筛选大麦抗旱新种质及成株期抗旱性指标，以100份大麦种质为材料，连续2年在大麦生长期降水量不足40 mm的甘肃省敦煌试验站种植，试验设置正常灌水和干旱胁迫2个处理，通过测定100份大麦种质材料的株高（PH）、穗长（SL）、穗粒数（GNS）、分蘖数（TN）、有效分蘖（ET）、单株生物量（IB）、千粒重（TGW）和产量（Y），采用抗旱性度量值（D）、综合抗旱系数（CDC）、加权抗旱系数（WDC）、相关分析、频次分析、灰色关联分析、主成分分析等方法，鉴定了100份大麦种质的抗旱性，并进行了抗旱指标的筛选。结果表明，干旱胁迫对大麦成株期株高、穗长、单株生物量、分蘖数、有效分蘖数、穗粒数、千粒重和产量均有极显著影响。通过对大麦成株期抗旱能力的综合评价指标进行分析，发现D值与WDC值相结合可以较为准确地评价大麦成株期的抗旱性；单株生物量、穗粒数、分蘖数、有效分蘖和株高可作为评价大麦成株期抗旱性的指标；成株期抗旱性较强的种质有S-130、BNOC168、LL-53、资源160-早熟3号、IL-18、Z16、沾益红毛大麦和资源21-6B98-9339。

• 施氮对小麦根-冠及土壤碳氮特征的影响

  王丽芳，刘世洁，康娟，马耕，王晨阳

  为解决小麦主产区土壤肥力下降、氮肥投入过量问题，在长期定位施氮试验基础上，研究了4个施氮水平（0、180、240和300 kg·hm-2）下小麦根-冠生物量、碳氮含量以及麦田土壤碳氮含量、碳氮储量特征。结果表明，与不施氮处理相比，施氮可显著增加小麦的根-冠生物量和全氮含量，对根-冠有机碳含量影响不显著，但降低根-冠碳氮比；在180、240和300 kg·hm-2三个施氮处理间，根-冠生物量、碳氮比及地上部氮含量均差异不显著，而根系氮含量则随施氮水平提高呈上升趋势。施氮对土壤有机碳含量和储量影响微弱，对20～40和40～60 cm土层的土壤氮含量和储量影响显著，且分别表现为随施氮水平的提高呈先降后升和先升后降趋势；从0~60 cm土层土壤碳氮含量平均值和总储量看，施氮效应不明显。由此可见，在本试验条件下，长期施氮可促进小麦生长和氮素营养供应，但对土壤碳氮含量和储量影响较小。

• 氮肥对淮北地区强筋小麦产量与品质的调控效应

  易媛，刘静，王静，刘立伟，赵娜，刘东涛，马红勃，冯国华，张会云

  为探明淮北麦区协同提高强筋小麦产量和品质的施氮量和基追比例，选用徐麦32、新麦45两个优质强筋小麦品种，研究施氮量和基追比例对其产量性状和加工品质的影响。结果表明，随施氮量增加和拔节肥比例增加，两个强筋小麦品种蛋白质含量，干、湿面筋含量和沉降值均显著增加。基追比例较施氮量对两个小麦品种粉质特性和揉混特性的调控效应更大；增加拔节肥施用比例显著提高了两个强筋小麦品种的吸水率和各揉混特性参数（峰值时间除外）；在基肥∶拔节肥为5∶5的条件下，面团形成时间和稳定时间最高，弱化度最低。在施氮量225~270 kg·hm-2、基肥∶拔节肥比例为5∶5时，两品种产量均可达到7 500 kg·hm-2以上，且营养品质和加工品质均可达到国家强筋小麦标准，是淮北地区强筋小麦兼顾产量、品质和生态的合理氮肥施用方式。

• 叶面锌肥对紫粒小麦产量及品质的影响

  税杨，夏清，陈杰，高志强，李晋，刘振华，李军辉，杨珍平

  为明确叶面施锌肥对紫粒小麦产量及品质的影响，选用小麦山农紫（紫粒）和山农129（红粒）为试验材料，采用大田试验，设置不施锌肥（Zn0，对照）、叶面喷施锌肥10 kg·hm-2（Zn10）、20 kg·hm-2（Zn20）、30 kg·hm-2（Zn30）、40 kg·hm-2（Zn40）5个处理，分析了不同施锌量下紫粒小麦产量和品质相关指标的异同。结果表明，与不施锌肥比较，叶面施锌肥后山农129和山农紫分别增产1.4%~4.7%和2.3%~5.2%；随着施锌量的增加，山农129和山农紫的籽粒锌含量、总蛋白含量及蛋白质产量均表现出先增后降的趋势，分别在Zn30和Zn20处理下达到最高值，比Zn0分别提高25.8%、1.2%、16.8%和44.1%、2.1%、20.1%。两品种叶面施锌肥较其对照显著提高了籽粒蔗糖含量、湿面筋含量、面筋指数（P<0.05)，但总淀粉和可溶性糖含量无显著性差异；总体上，山农紫小麦增幅大于山农129。综上所述，本试验条件下，叶面喷施锌肥可提高紫粒小麦产量、锌含量以及营养品质，以喷施锌肥20 kg·hm-2较佳。

• 近十年邯郸市冬小麦生产氮足迹时空变化特征分析

  张海霞，武晓琪，蔡昂祖，乔彦军，魏哲

  为系统评估邯郸市冬小麦生产的氮排放情况，采用生命周期法（LCA），以eFootprint软件为建模工具，系统分析了2010-2019年邯郸市冬小麦生产氮足迹的组成、动态变化和空间分布。结果表明，邯郸市冬小麦生产单位面积和单位产量氮足迹年均量分别为71.00 kg N-eq·hm-2和10.64 g N-eq·kg-1，氮足迹主要来源于田间NH3挥发（75.07%）和柴油燃烧（9.08%）。邯郸市冬小麦低产区单位面积和单位产量氮足迹分别是高产区的1.25和2.05倍。近十年邯郸地区氮足迹总体呈下降趋势，并且西部山区较高，东部平原县区较低。合理施肥和提高机械化生产效率是邯郸市冬小麦生产氮减排的重要途径。

• 气候变化对甘肃农牧交错带主要粮食作物生产潜力的影响

  刘强，李广，闫丽娟，王钧，聂志刚

  为探讨热量、降水量及辐射资源变化对甘肃农牧交错带作物气候生产潜力的影响，基于甘肃农牧交错带45个气象站点1971-2020年的逐日气象资料以及主要粮食作物（春小麦、冬小麦和春玉米）生育期资料，利用数量统计分析方法计算3种粮食作物的气候生产潜力。结果表明，近50年来，甘肃农牧交错带春小麦、冬小麦和春玉米生育期内平均气温和降水量均呈上升趋势，太阳辐射量呈下降趋势；光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力分别从北到南、东北到西南和南到北呈递减趋势。热量变化对甘肃农牧交错带3种粮食作物的气候生产潜力有正效应，气候生产潜力平均增速分别为32.17、48.11和48.35 kg·hm-2·a-1。降水变化对该区域大部分地区春小麦和春玉米气候生产潜力有正效应，气候生产潜力平均增速分别为5.10和7.16 kg·hm-2·a-1；降水变化对部分区域冬小麦气候生产潜力产生负效应，气候生产潜力平均降速为0.12 kg·hm-2·a-1。辐射变化对该区域大部分地区3种粮食作物的气候生产潜力有负效应，气候生产潜力平均降速分别为1.81、2.35和8.66 kg·hm-2·a-1。总体来看，气候资源变化对甘肃农牧交错带大部分地区春小麦、冬小麦和春玉米气候生产潜力表现出正效应，但对临洮、灵台和靖远等地区的春玉米气候生产潜力有负效应。

• 小麦植株水分状况遥感监测研究进展与展望

  史博，马祖凯，刘小军，田永超，朱艳，曹卫星，曹强

  小麦植株水分状况的实时监测和快速诊断对提高农业水分利用效率和作物产量具有关键作用。本文在概述水分监测对小麦重要性的基础上，简要介绍了植株水分遥感监测诊断技术的发展历程和研究现状，明确了不同水分诊断指标的适用条件和优缺点。最后，提出当前研究存在的问题并对发展趋势进行了展望：应加强遥感信息与土壤、气象和表型信息等数据的融合，建立新型水分诊断指标；综合利用星-机-地一体化监测体系，发展数据同化技术；优化遥感数据处理方法，建立自动化处理流程；深入研究小麦需水生理过程和调控机理，结合人工智能等现代技术，实现智能化水分管理。

• 不同杀菌剂在麦穗中的消解动态及对小麦赤霉病防效评估

  陈宏州，韩凯，杨红福，吴琴燕，徐超，缪康，姚克兵，庄义庆

  为探明不同杀菌剂对小麦赤霉病及籽粒DON的防效，分别检测6种杀菌剂对亚洲镰刀菌（F.asiaticum）的室内毒力，采用超高效液相色谱－串联质谱法（UPLC-MS/MS）分别检测、分析了6种杀菌剂施药1次和2次在麦穗中的消解动态及其对小麦赤霉病和籽粒DON的防效。结果表明，6种杀菌剂对亚洲镰刀菌菌丝生长抑制度表现为咪鲜胺>戊唑醇>氰烯菌酯>氟唑菌酰羟胺>吡唑醚菌酯>嘧菌酯。6种杀菌剂在麦穗中消解动态均符合一级动力学方程，50%咪鲜胺WP、430 g·L-1戊唑醇SC、25%氰烯菌酯SC、200 g·L-1氟唑菌酰羟胺SC、250 g·L-1吡唑醚菌酯EC和250 g·L-1嘧菌酯SC施药1次消解半衰期分别为2.081 5、3.094 4、2.365 7、3.026 8、3.209 0和3.136 4 d，施药2次消解半衰期分别为2.044 7、3.332 4、2.529 7、3.397 8、3.300 7和3.179 6 d。200 g·L-1氟唑菌酰羟胺SC施药1次和2次病指防效分别为85.96%和94.88%，DON防效分别为81.43%和88.91%。430 g·L-1戊唑醇SC、25%氰烯菌酯SC和50%咪鲜胺WP施药1次和2次病指防效分别为61.48%~73.62%和75.33%~86.15%，DON防效分别为53.88%~69.70%和60.09%~79.45%。250 g·L-1吡唑醚菌酯EC和250 g·L-1嘧菌酯SC施药1次病指防效分别为63.76%和50.47%，DON防效分别为41.03%和-28.95%；施药2次病指防效分别为79.51%和61.10%，DON防效分别为52.75%和-18.08%。综上所述，氟唑菌酰羟胺对赤霉病和籽粒DON防效最佳，而吡唑醚菌酯和嘧菌酯对小麦赤霉病和籽粒DON防效不突出，甚至增加毒素污染。

• 中国小麦茎基腐病的发生现状及防治策略

  栾冬冬，贾吉玉，王光州，张俊伶

  小麦茎基腐病是近十年来危害中国小麦生产的主要病害之一。本文综述了小麦茎基腐病在中国的发生现状、发病过程和致病机理，分析了发病的田间诱因以及耕作、管理、栽培、生物等不同技术对茎基腐病的防控效果，提出了在不同的农业生态区，需根据当地的气候条件和生产状况，通过耕作制度优化、多样化种植、高抗品种选育及高效生防菌群筛选等多措并举，实行综合防治，以期为提高小麦茎基腐病的防治效果及保障中国小麦的安全生产提供参考信息。