麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2022年第8期

• 冬小麦品种（系）品质相关基因的分子标记检测

  昝香存，常莹莹，韩留鹏，高崇，赵明忠，董海滨，齐学礼，王永霞，胡琳

  为了解10年来中国冬小麦育成品种（系）的面筋强度、黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性以及1BL·1RS易位相关基因的分布情况，利用Dx5、By8、YP7A、PPO18和H2O特异性功能标记对266份冬小麦品种（系）进行检测。结果表明，面筋强度相关基因 Dx5和 By8的分布频率分别为32.0%和28.9%，PPO活性相关基因 Ppo-A1a和 PPo-A1b的分布频率分别为54.1%和45.9%，黄色素含量相关基因 Psy-A1a和 Psy-A1b的分布频率分别为76.3%和23.7％，1BL·1RS易位基因型的分布频率为45.9%。不同省份之间品质相关基因分布差异较大，1BL·1RS易位在江苏、河南和陕西品种（系）中出现的频率较高，分别为81.3%、57.2%和35.7%，而在河北、山东和北京品种（系）中出现的频率较低，分别为15.0%、8.7%和8.3%； Dx5和 By8在河北、山东品种中出现的频率较高，分别为60.9%、65.2%和45.0%、45.0%； Ppo-A1b和 Pys-A1a在山东、北京、河北品种（系）中出现的频率较高，分别为95.7%、83.3%、75.0%和100.0%、83.3%、80.0%。筛选到 Psy-A1b/PPo-A1b/ Dx5/By8和 Psy-A1a/ PPo-A1b/ Dx5/ By8基因聚合且不含1BL·1RS易位的品种（系）分别有2和23份，可作为优质面条小麦育种的亲本材料；筛选到 Psy-A1b/ PPo-A1b/ Dx5基因聚合且为1BL·1RS易位的品种（系）12份，可用于1BL·1RS易位系品质改良的研究。

• 小麦花药伸出特性的QTL分析

  王笑笑，宋鹏博，王鑫，周锋，张傲琰，张海龙，张泽源，冯毅，孙道杰

  花药伸出特性直接影响小麦的授粉结实率和穗部真菌病害抗性，为挖掘控制小麦花药伸出特性的QTL，以半闭颖品种周8425B和开颖品种小偃81构建的包含102个株系的F2:12RIL群体为材料，于2019和2020年各分两个播期种植于西北农林科技大学小麦试验站，以小麦花药伸出率和视觉花药伸出等级两个性状表型值对4个环境下的花药伸出特性进行表型鉴定，并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共检测到8个控制花药伸出特性的QTL，分布在3A、3B、5B、6B、6D和7A染色体上，其中6B和6D染色体上各有2个QTL。 QAe.nwsuaf-3A、 QAe.nwsuaf-3B和 QAe.nwsuaf-6B位点在多个环境中均能被检测到，表型变异解释率分别为3.65%~10.48%、8.12%~26.09%和3.49%~8.93%。

• 小麦光温敏核雄性不育系开颖和柱头外露特征及其对异交结实能力的影响

  杨卫兵，高建刚，孙辉，梁玉龙，张风廷，赵昌平，秦志列

  为明确小麦光温敏核雄性不育系的开颖、柱头外露特征及其异交结实能力，在小区制种条件下考察了4个不育系的开颖、柱头外露小花数和异交结实粒数，并分析了开颖率、柱头外露率与异交结实率的关系。结果表明，供试不育系的开颖率为18.10%~86.28%、柱头外露率为28.68%~67.33%，其中BS366为高开颖率低柱头外露率类型，BS206为中开颖率高柱头外露率类型，BS212为低开颖率中柱头外露率类型，BS1453为低开颖率低柱头外露率类型。供试不育系柱头外露小花和开颖小花的异交结实率分别为 59.39%~65.62%和26.16%~55.54%，二者平均异交结实率相差23.46个百分点，表明柱头外露小花异交结实能力高于开颖小花，且不育系间的差异较小。供试不育系的异交结实率在23.58%~53.16%之间，各不育系间差异显著；开颖小花异交结实粒数占总异交结实粒数的平均比例为50.55%，柱头外露小花异交结实粒数占总异交结实粒数的平均比例为68.47%。开颖率、柱头外露率与异交结实率呈极显著正相关，相关系数分别为0.719和0.372，开颖率与柱头外露率也呈极显著正相关(r=0.467)。因此，高开颖率或高柱头外露率的不育系均可获得较高的异交结实率，但柱头外露率较高的不育系异交结实率也较为稳定。在育种实践中，应首先注重选择不育系的开颖率，其次加强柱头外露性状选择，以便有效而稳定地提高异交结实率。

• 小麦淀粉合酶基因家族成员的表达差异分析

  王谢琴，李瑞雪，张红，陈娇，于小蓉，刘汉梅

  籽粒淀粉的含量和结构影响小麦的产量和品质，而淀粉合酶在淀粉合成中起着关键作用。植物淀粉合酶基因经多次复制和功能分化，形成了具有不同功能特性的多成员大家族。为揭示淀粉合酶基因家族成员间的序列特性和表达差异，本研究参考已知的水稻淀粉合酶蛋白序列，对小麦全基因组中的淀粉合酶基因进行鉴定，并对其进行差异表达分析。结果共鉴定到27个小麦淀粉合酶基因，这些基因分布在1A/1B/1D、2A/2B/2D、6A/6B/6D、7A/7B/7D染色体上，可分为Group A和Group B两大类，Group A包含TaGBSS、 TaSSⅠ、 TaSSⅡ三个亚家族，所编码的蛋白均具有motif1~motif10，且motif排列顺序一致；Group B包含 TaSSⅢ、 TaSSⅣ两个亚家族，所编码的蛋白都缺少motif9和motif10，另外 TaSSⅢ亚家族还缺少motif8。与玉米、水稻、高粱、拟南芥不同，小麦淀粉合酶基因没有 TaSSⅤ亚家族。同一亚家族内不同基因具有明显的表达差异，其中， TaGBSSⅠ、 TaSSⅡa和 TaSSⅢa在胚乳中特异表达；小麦相同部分同源群内的淀粉合酶基因间在不同组织和不同发育时期也存在表达差异， TaSSⅡa-B和 TaSSⅡa-D在授粉后20 d和30 d的胚乳中表达量比 TaSSⅡa-A高。差异表达的淀粉合酶基因启动子中的胚乳特异表达元件（RY-element、AACA-motif和ACGTOSGLUB1）存在类型和数量差异。

• 小麦贵协3号成株期抗条锈病基因的遗传定位

  高旭，程斌，高煜，葛昌斌，丁延庆，曹宁，辛智海，张立异

  贵协3号对当前的条锈病流行小种表现为近免疫或高抗。为更好地利用贵协3号，拓宽小麦抗性育种资源，以Avocet S（来自澳大利亚的高感条锈病小麦品种）为母本、贵协3号为父本构建的F2:7代重组自交系（RIL）群体为材料，运用集群分离分析法（BSA）并结合转录组测序（BSR-Seq）和小麦55K SNP芯片技术对抗条锈病QTL进行遗传定位。结果表明，共检测到有7个抗条锈病QTL，分别位于小麦1B（1）、2A（2）、2D（1）、5A（2）和6B（1）染色体上。其中位于2AS染色体上的 Qyr.gaas.2A在三个环境中均被检测到，置信区间为AX-108824773~AX-111675237（0~2.5 cM），对应的物理区间为15.87~31.89 Mb（16.02 Mb），可解释17.07%~34.59%的表型变异。为了进一步提高该QTL的定位精度，在2AS染色体目标区段内设计了103对SSR标记引物，并选择2AS染色体上已报道的22个SSR标记，在双亲、抗感池和RIL群体中进行筛选和验证。最终筛选出6个多态性标记（Xcfd36、Xwmc382、hls-2A-04、hls-2A-17、hls-2A-18和hls-2A-103）可将 Qyr.gaas.2A缩小到3.04 Mb的物理区间（15.87~18.91 Mb）内。在该目标区间共预测到13个候选基因，将在下一步的研究中进行分析验证。

• 江苏省主推及新育成小麦品种抗赤霉病评价及毒素积累分析

  曹淑琳，杨红福，冷苏凤，疏燕，邓渊钰，孙海燕，张爱香，张亚妮，李伟，陈怀谷

  为明确江苏省小麦主推和新育成品种对赤霉病的抗性水平，2018年至2020年采用单花滴注接种和自然发病方法，对280个江苏省小麦品种进行赤霉病抗性鉴定，并对部分自然发病鉴定品种进行了籽粒DON毒素积累分析。结果表明，85个品种对赤霉病达到中抗及以上水平，其中淮南品种60个，淮北品种25个。经连续3年重复鉴定，筛选出18个抗性水平高且稳定的小麦品种，包括16个淮南品种和2个淮北品种。自然发病条件下，病穗率在10%以上的品种中，90%以上表现为中感及感病。不同小麦品种籽粒中DON毒素积累水平差异较大，毒素水平与小麦品种的病情指数呈正相关。综上所述，淮南较淮北品种的赤霉病抗性高，籽粒DON积累量低；人工接种鉴定可以较准确地反映小麦品种的赤霉病抗性；不同小麦品种发病严重程度与DON毒素积累量呈显著正相关。

• 5份新引进的人工合成六倍体小麦农艺及生理性状的评价

  宋全昊，金艳，宋佳静，白冬，陈杰，赵立尚，朱统泉

  为挖掘人工合成六倍体小麦（synthetic hexaploid wheat，SHW）在育种中的应用价值，利用从国际玉米小麦改良中心引进的5份SHW（SHW1、SHW2、SHW3、SHW4、SHW5）分别与普通小麦驻麦762进行杂交、回交，构建相应回交群体（BC2），综合分析其农艺、产量、光合、叶绿素、水分利用效率等性状特点。结果表明，SHW的株高较高，穗下节和穗下茎较长，收获系数和产量低，分蘖多，部分材料千粒重较高；BC2可将SHW的高分蘖、高生物量和驻麦762的多花多实、矮秆、高收获系数等性状聚合；SHW叶片的叶绿素含量在开花期之后维持较高水平，BC2-SHW1、BC2-SHW4和BC2-SHW5在开花期的叶绿素含量均高于双亲，灌浆期BC2的叶绿素含量整体低于SHW和高于驻麦762；SHW在拔节期、开花期、灌浆期有明显的光合优势，BC2的光合速率从抽穗期之后明显低于双亲；驻麦762在抽穗期、开花期的瞬时水分利用效率最高；SHW在拔节期和灌浆期有较高的瞬时水分利用效率，在部分BC2中得以遗传。SHW可以在小麦育种中用于农艺性状的改良及叶绿素含量和瞬时水分利用效率的提升。

• 小麦面粉蛋白质量评价模型构建及蛋白质量再评价

  晁岳恩

  小麦面粉蛋白的含量和类型决定着小麦面粉的加工品质。为量化比较小麦面粉蛋白对品质影响的差异，以11个不同品质类型的品种为材料，分析了面粉蛋白巯基集团与面粉质量的相关性，发现自由巯基含量与面团稳定时间有极显著正相关性，与面筋指数有显著正相关性；基于面粉蛋白的自由巯基和分子内二硫键含量差异，建立了一个简单的品质贡献量化评价模型；依托蛋白质巯基预测结果，对90个不同类型的面粉蛋白的品质贡献进行了量化比较。结果表明，高分子量麦谷蛋白亚基中得分较高的是1Dy10、DX5和1Dy3；低分子量麦谷蛋白亚基中，位于 Glu-B3、 Glu-D3位点的蛋白得分达到7.2分，高于高分子量麦谷蛋白最高分的1Dy10（6.3分）。因为低分子量麦谷蛋白在面粉中的含量远超高分子量麦谷蛋白，推测面团强度的主要决定因素是低分子量麦谷蛋白，而不是传统观点认为的高分子量麦谷蛋白亚基。另外，一些燕麦类似蛋白和部分醇溶蛋白也对面团强度有一定贡献。

• 不同栽培措施集成对稻茬小麦产量、农艺及光合特性的影响

  肖治林，吴昊，顾汉柱，张伟杨，顾骏飞，刘立军，王志琴，杨建昌，张耗

  为探究不同栽培措施集成对稻茬小麦产量及农艺和光合特性的影响，以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料，设置氮空白、当地常规(对照)、减氮、减密减氮、施有机肥、施蚓粪6种栽培措施处理，对不同栽培措施下稻茬小麦产量、干物质积累与转运、冠层光合特性等进行了分析。结果表明，两个品种的产量在不同栽培措施下均表现为施有机肥>施蚓粪>减密减氮>当地常规>减氮>氮空白。与对照相比，两个品种的平均产量在减密减氮、施有机肥和施蚓粪栽培处理下分别提高了7.45%、22.33%和11.02%，而这主要得益于穗数、穗粒数与千粒重的同步提高。各栽培措施处理均显著增加了小麦茎蘖成穗率、拔节期至成熟期的干物质积累量、干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率，提高了开花期的叶面积、比叶重、叶片氮含量和拔节期至成熟期旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度，降低了开花期的株高、叶角、透光率以及拔节期至成熟期的冠层温度。综合来看，在江苏稻茬麦区，扬麦16和扬麦20均在基本苗192×10株·hm-2、施氮量216 kg·hm-2和有机肥施用量1 800 kg·hm-2条件下可以获得较好的群体质量和冠层光合特性，进而实现高产。

• 氮肥运筹对稻茬小麦氮素转运、干物质积累、产量及品质的影响

  赵艳，罗铮，杨丽，王贝贝，李凌雨，王犇，马尚宇，樊永惠，黄正来，张文静

  为明确氮肥运筹对江淮地区稻茬小麦氮素转运、干物质积累、产量及品质的影响，选用当地主栽小麦品种扬麦20，在3种施氮量（180、225、270 kg·hm-2 ）和3个氮素基追比例（6∶4、5∶5、4∶6）组合的氮肥运筹模式下，分析了施氮量和基追比例对氮素转运、干物质积累及其贡献率、产量和品质的影响。结果表明，施氮量和基追比例显著影响了小麦氮素在不同器官的分配比率、氮素利用率、氮收获指数、氮素转运效率、转运氮素对籽粒氮素的贡献率、干物质分配量和产量。在相同基追比例下，在施氮量180~270 kg·hm-2范围内增施氮肥，成熟期籽粒干物质分配量、花后干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率、产量呈现先升高后下降趋势，以施氮量225 kg·hm-2处理最高，270 kg·hm-2处理次之，180 kg·hm-2处理最低；小麦蛋白质和湿面筋含量呈上升趋势。在相同施氮量下，小麦氮素利用率、成熟期籽粒干物质分配量、花后干物质积累量及产量以基追比例6∶4处理最高。在施氮量225 kg·hm-2、基追比例6∶4时，氮素在成熟期籽粒中的分配比率、氮素利用率和氮收获指数高于其他组合，氮素转运效率、籽粒干物质分配量、花后干物质积累及其对籽粒产量贡献率和产量显著高于其他组合，且籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值符合弱筋小麦标准。从提高产量和氮素利用效率两方面综合考虑，施氮量225 kg·hm-2、基追比例6∶4可作为江淮稻麦轮作区域实现小麦高产优质的最佳氮肥运筹模式。

• 旱地不同覆盖方式对冬小麦氮肥利用的影响

  杨慧敏，王涛，窦瑛霞，赵护兵，王朝辉

  为了解不同覆盖方式下西北旱地冬小麦产量和氮肥利用的差异，在长期定位试验基础上，设置15N微区试验，分析常规播种、垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖4种栽培条件下冬小麦的产量、氮素累积及氮肥利用率。结果表明，与常规播种相比，垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖下小麦产量分别提高4.9%、 15.4%和12.4%，其中全膜穴播和秸秆覆盖的增产效果达到显著水平；地上部总生物量分别提高4.6%、 23.9%和16.8%；籽粒氮含量分别降低19.6%、8.9%和7.2%。籽粒氮素累积量和地上部氮素总累积量在不同覆盖方式下变化趋势一致，全膜穴播和秸秆覆盖的籽粒氮素累积量较常规播种分别提高6.0%和 5.6%，地上部氮素总累积量分别提高8.0%和5.5%，而垄覆沟播的籽粒氮素累积量和地上部氮素总累积量较常规播种分别降低13.9%和10.8%。垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖的籽粒氮素中肥料氮的比例较常规播种分别提高22.5%、29.8%和16.3%，籽粒中肥料氮累积量分别提高4.2%、39.3%和20.5%；地上部肥料氮累积量分别提高7.1%、38.8%和19.3%；氮肥利用率分别提高7.1%、38.8%和19.3%。因此，在本试验条件下，全膜穴播和秸秆覆盖可以明显促进小麦增产、氮素累积和氮肥高效利用，其中从环境因素考虑，秸秆覆盖的效果更好。

• 推迟拔节水对冬小麦群个体结构特征和产量的影响

  何璐，李浩然，李东晓，房琴，何建宁，王红光，李瑞奇

  为了明确河北省限灌1水条件下推迟拔节水对小麦群个体结构和质量的影响，于2019-2020年以衡观35和藁优2018为供试材料，全生育期仅灌1水，设置3个灌水时期，分别在拔节期（T1）、拔节后6 d（T2）和拔节后12 d（T3）灌水60 mm，分析推迟拔节水后冬小麦个体结构、群体大小、冠层光分布、花后各叶层衰老以及产量的变化。结果表明，随灌水时期的推迟，两品种上三叶的长度和面积、穗长、株高、穗数、开花期至花后21 d的叶面积指数、冠层光合有效辐射总截获率以及旗叶层光合有效辐射截获率都呈降低趋势，但倒2叶及以下各层的光合有效辐射截获率呈上升趋势。T2和T3处理冠层中下部叶片受光条件的改善显著延缓了叶片SPAD值的衰退，T1处理的倒2叶SPAD值在花后21 d时开始显著低于推迟灌溉处理，倒3叶、倒4叶和倒5叶SPAD值均在开花期时已显著低于推迟灌溉处理，T1处理叶片的早衰使其LAI在花后28 d时低于T2和T3处理。最终T2处理依靠较优的冠层光分布和个体叶片质量获得了最高的籽粒产量，藁优2018的T3处理产量也显著高于T1处理，但衡观35的T3处理因穗数过少，导致产量低于T1处理。拔节后6 d灌溉同步提升了小麦群个体质量，是本试验条件下的最优处理。

• 外源SA对低温胁迫下冬小麦糖酵解代谢的影响

  赵欣，孟德义，苍晶，徐庆华，张达

  为揭示SA处理对低温胁迫下冬小麦糖酵解（glycolysis，EMP）代谢的影响，以强抗寒性冬小麦品种东农冬麦1号（Dn1）和弱抗寒性品种济麦22号（Jm22）为试验材料，在小麦幼苗三叶期喷施 1 mmol·L-1 SA，于大田连续10 d自然降温至5、0、-10、-25 ℃时取小麦幼苗叶片和分蘖节，测定其果糖含量、丙酮酸含量及EMP代谢重要酶（己糖激酶HxK、磷酸果糖激酶PFK和丙酮酸激酶PK）的活性和相关基因（TaHxK、TaPFK、TaPK）的表达量。结果表明，SA处理提高了两种冬小麦叶片和分蘖节中果糖及丙酮酸含量，但对Jm22影响较弱；SA处理提高了Dn1叶片和分蘖节中EMP途径关键酶（HxK、PFK和PK）的活性及其相应基因（TaHxK、TaPFK、TaPK）的表达量。SA处理可有效调控冬小麦EMP代谢，促进果糖与丙酮酸积累与分解，提高植物的抗寒性。

• 光合菌剂对弱光照生态区小麦光合特性和产量的影响

  易军，符慧娟，李星月，李其勇，张鸿

  为了探究光合菌剂在不同施用方式下对弱光照生态区小麦生长的影响，以四川主栽小麦品种川麦104为材料，采用大田试验，研究了两种光合菌剂（类球红细菌和沼泽红假单胞菌）灌根和喷施、磷酸二氢钾喷施和等量清水喷施处理（对照）对小麦叶片气体交换参数、干物质量和产量性状的影响。结果表明，两种光合菌剂喷施均显著提高小麦旗叶大小和气体交换参数，而灌根处理显著提高小麦植株干物质量。叶面喷施沼泽红假单胞菌，小麦旗叶长、宽和面积最大，较磷酸二氢钾处理分别提高6.9%、2.7%和9.8%；孕穗期和开花期旗叶的各气体交换参数最高，且孕穗期旗叶气孔导度较磷酸二氢钾处理增加14.4%，差异显著；小麦产量也最高，较对照处理增加12.7%，差异显著，与喷施磷酸二氢钾的小麦产量和产量构成间没有显著差异。相关性分析表明，穗数与干物质量呈显著正相关，穗粒数与旗叶的大小和气体交换参数呈显著或极显著正相关，产量与旗叶宽、面积和净光合速率呈显著正相关。以上结果表明，叶面喷施或灌根光合菌剂能有效促进小麦生长，改善叶片光合特性，从而提高小麦产量。