麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2023年第5期

• 小麦TaMAPK1基因的克隆及其功能研究

  张潇予，吴保为，张思雨，马猛，刘香利，赵惠贤

  丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）在植物生长发育与逆境应答过程中具有重要作用。为探究小麦MAPK基因在植物生长发育中的作用，利用生物信息学分析其编码蛋白的序列和结构，发现该基因编码的蛋白含有一个保守的催化丝氨酸/苏氨酸磷酸化的激酶结构域，属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。系统进化分析结果表明，小麦MAPK基因与拟南芥MAPK1为直系同源基因，故将其命名为TaMAPK1。进一步通过转基因方法创建了以野生型拟南芥Col-0为背景的TaMAPK1过表达株系（TaMAPK1-OE）和以拟南芥AtMAPK1基因功能缺失纯合突变体mapk1为遗传背景的TaMAPK1回补系（TaMAPK1-com），并对其进行表型观察和产量性状调查，结果发现，突变体mapk1的抽薹时间比Col-0提前2.8 d，TaMAPK1-com的抽薹时间与Col-0无显著变化；与Col-0相比，突变体mapk1的株高、总分枝数、种子大小、单株种子重量和单株生物量均显著提高，而TaMAPK1-com和TaMAPK1-OE株系的种子大小、单株和种子重量和单株生物量均显著减少。

• Glu-D1d与Wx-B1b基因聚合在强筋小麦育种中的利用

  杨雪峰，宋维富，刘东军，赵丽娟，宋庆杰，张春利，辛文利，肖志敏，白光宇，孙雪松，王晓楠

  Glu-D1d与Wx-B1b基因遗传效应是面包面条兼用型强筋小麦的主要遗传基础，二者聚合可实现蛋白质（面筋）质量和淀粉特性的同步改良，并拓宽和提升强筋小麦的加工用途和商品价值。本文总结了Glu-D1d与Wx-B1b基因及其聚合对强筋小麦品质的影响，并对两个基因聚合育种策略和注意事项进行探讨，以期为面包面条兼用型强筋小麦育种提供理论依据和实践经验。

• 基于e-PCR的小麦、山羊草属SSR电子指纹图谱的开发

  杨晟，尹誉蓉，王长彪，任永康，牛瑜琦，韩斌，唐朝晖

  电子指纹图谱的绘制可对电泳结果进行规范化、可视化操作，进而提高小麦分子标记的流通性，加速小麦育种进程。本研究用MicroSAtellite (MISA)软件对小麦属、山羊草属共61个叶绿体和13个线粒体的全基因组SSR标记进行搜索，发现SSR位点的出现频率与基因组类型有关，线粒体、叶绿体基因组均以2次重复的五核苷酸和六核苷酸重复基序为主，同一种类型的基序重复次数与SSR数目成反比；基于电子PCR技术 (e-PCR)并结合MapChart软件共筛选出30对引物，其中来源于二倍体和四倍体山羊草属叶绿体全基因组的引物分别有16和2对，来源于四倍体和六倍体小麦属叶绿体全基因组的引物分别有5和2对，来源于六倍体小麦属线粒体全基因组的引物有5对，最后用MapChart软件绘制电子指纹图谱。本研究采用了一种新的SSR引物设计和筛选方法，完成了小麦属、山羊草属叶绿体和线粒体共74个全基因组序列SSR分子标记的初步开发和电子指纹图谱的绘制，为引物开发提供了新思路，有利于提高分子标记的流通性以及小麦种质资源亲缘关系的鉴定。

• 寒地冬小麦TaEXPB12同源基因在拟南芥中的遗传转化及功能分析

  李丽，冯旭，贺付蒙，冯珊珊，李凤兰，胡宝忠，徐永清

  扩展蛋白（Expansin）是一类具有非水解活性的细胞壁松弛蛋白，参与调控植物的生长发育和胁迫抗性。为探究寒地冬小麦扩展蛋白基因TaEXPB12-A/B/D的功能，本研究将克隆自高抗寒冬小麦品种东农冬麦2号的TaEXPB12-A/B/D三个基因转化到拟南芥中，利用抗性筛选、PCR和Western-blot鉴定，分别获得了过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因的转基因拟南芥植株。进一步对转基因拟南芥的生长情况进行观察，并测定低温胁迫下转基因拟南芥的存活率、体内抗氧化酶活性以及丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖的含量。结果显示，过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因可促进拟南芥根的伸长以及根毛和侧根的生长，且转基因拟南芥的叶宽、叶片数目、株高均显著高于野生型；低温处理后转基因拟南芥体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性以及可溶性糖、Pro的含量均维持在较高水平，且MDA的含量较低。以上结果表明，TaEXPB12-A/B/D三个基因的过表达显著促进了转基因拟南芥的生长，并提高了转基因植株在低温胁迫下的存活率。

• 地方小麦品种贵协3号赤霉病抗性QTL的定位与效应鉴定

  郑首航，何员江，陶军，张华，吴舸，邹凤亮，杜小英，欧俊梅，雷加容，闫海生，贾海燕，任勇

  为明确抗填料霉病地方小麦品种贵协3号的赤霉病抗性遗传基础，利用感赤霉病品种绵麦96-5及其构建的含有196个株系的双单倍体(doubled haploid，DH)群体为材料，于2018和2019年分别在江苏南京和四川绵阳对赤霉病严重度进行调查，并利用55K DArT基因芯片技术构建的遗传图谱进行QTL定位。结果表明，所构建的遗传图谱覆盖小麦全基因组，图谱全长15 195.8 cM，平均图距10.6 cM。利用复合区间作图法共检测到3个抗赤霉病QTL（QTL-FHB.GX-2B、QTL-FHB.GX-5B和QTL-FHB.GX-7A），分布在2B、5B和7A染色体上，抗性等位基因均来自于抗病亲本贵协3号，可解释1.2%~1.5%的表型变异，说明贵协3号的赤霉病抗性是多个微效基因/QTLs的累加效应。

• 西藏青稞和小麦品种的条锈病抗性鉴定

  杜志敏，范春捆，康振生，赵杰

  为明确西藏青稞、小麦品种的条锈病抗性水平，以合理利用抗病品种防控条锈病，采用常规接种法，利用当前西藏大麦条锈菌的流行菌系PSH1和PSH2、小麦条锈菌的流行小种CYR33和CYR32，分别对供试的15个青稞、26个小麦品种在温室进行苗期、成株期抗条锈病鉴定，并分析其抗性水平与抗性类型。结果发现，15个供试青稞品种中，仅喜马拉21号对大麦条锈菌菌系PSH1、PSH2兼具苗期和成株期抗性，15个均对小麦条锈菌小种CYR33、CYR32表现抗病。26个供试小麦品种中，19个对小麦条锈菌小种CYR33和CYR32兼具苗期抗性和成株期抗性，所有供试小麦对大麦条锈菌菌系PSH1、PSH2均表现抗病。

• 安徽省春性小麦区试品系主要品质性状分析

  黄晓荣，甘斌杰，夏孝群，赵小庆，张力，刘立龙，马世杰，李世祥，陈阁阁

  为探究安徽省春性小麦品质育种进展，对参加安徽省淮南片2010-2019年春性小麦区试的154个品系（227份）样品进行品质性状分析，并根据不同品质分类标准进行评价。结果表明，供试材料平均容重为788.7±18.4 g·L-1，硬度指数为57.1±8.8，粗蛋白含量（干基）为13.24%±1.07%，湿面筋含量（14%水分基）为28.2%±3.0%，沉淀值（Zeleny法）为35.2±9.7 mL，吸水率为56.3%±3.8%，稳定时间为4.4±3.1 min，最大拉伸阻力为388±147 EU，能量为81.2±32.5 cm2。品质性状之间存在显著相关性，其中，粗蛋白含量与湿面筋含量、吸水率与硬度指数的相关系数均大于0.8，分别为0.898和0.888。各品质性状年份间表现不同的变化趋势，容重、湿面筋含量、沉淀值、稳定时间、最大拉伸阻力年份间波动明显，但没有明显规律；粗蛋白含量和能量呈缓慢下降趋势；而吸水率和硬度指数则比较稳定。根据国家小麦品种品质分类标准，227份样品中，有3.08%、11.01%和0.88%的样品全部指标分别达到中强筋、中筋和弱筋小麦标准，没有样品达到强筋小麦标准，多数品系品质指标之间存在强、中强、中、弱筋交错不协调现象。通过审定的品种中，仅有1个达到弱筋标准。

• 小麦茎基腐病抗性鉴定方法研究进展

  李巧云,郭振峰，郝晓鹏，唐建卫,高艳,殷贵鸿

  小麦茎基腐病是由镰刀菌属多种真菌引起的一种世界性重要病害，严重影响小麦品质与产量。近些年来，该病害频繁发生，对粮食可持续生产和人畜生命健康构成了严重威胁。目前小麦茎基腐病抗性鉴定的接种方法及评价体系比较混乱，严重制约其抗性遗传育种与抗病机理研究的快速发展。本文从苗期与成株期抗性鉴定两个方面，对该病害抗性鉴定常用的接种方法、培养条件及抗性评价体系进行综述。在此基础上，指出苗期抗性鉴定宜采用孢子液浸泡法和天然培养基接种法，以茎基腐病症状分级为指标进行抗性评价；成株期抗性鉴定宜采用天然培养基接种法，以病蘖率结合茎秆症状严重程度作为评价指标比较合适。最后，为建立高效统一的茎基腐病抗性鉴定方法，提出了增强苗期抗性鉴定标准化、注重成株期抗性鉴定研究的建议，以期为小麦茎基腐病抗性的准确鉴定提供有益信息。

• 关中平原小麦粉鲜面条制作适宜性研究

  魏益民，赵博，严军辉，张磊，汪江华，张影全，张波，郭波莉

  针对餐饮业连锁经营和向食品制造转化的背景下，食品生产企业对小麦品种质量特性、原料质量稳定性，特别是面条制作适宜性提出新的要求，对关中平原大面积种植的小麦品种籽粒质量性状进行分析，并通过训练的专业感官评价人员对以其为原料、由面点师实验室制作的鲜面条的烹饪特性进行评价，同时统计分析小麦籽粒性状、面粉理化特性和面条感官评价结果之间的关系。结果表明，关中平原小麦千粒重、容重和硬度较高，面粉湿面筋含量高，面团延展性能良好，优质强筋小麦品种的比例明显提高。面粉的黏度参数，特别是峰值黏度，对面条的感官评价总分，面条质量要素中的色泽、硬度和黏性有较大影响，是评价鲜面条专用粉的重要参考指标。面条感官评价总分与峰值黏度呈显著正相关，与籽粒硬度、破损淀粉含量和面粉吸水率呈显著或极显著负相关。小麦品种（面粉）百农207、F50、F20、中麦578、西农583和郑麦366适宜制作优质鲜面条。

• 施氮量对强筋小麦物质积累与籽粒产量的影响

  李雪萌，杨梅，秦保平，李赛星，郝倩倩，石彩云，张敏，蔡瑞国，杨敏

  为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量，选用2个强筋小麦品种津农7号（氮高效型）和中麦998（氮低效型）为试验材料，设置0 kg·hm-2（N0）、180 kg·hm-2（N1）、210 kg·hm-2（N2）和240 kg·hm-2（N3）4个施氮量处理，研究施氮量对强筋小麦籽粒产量和干物质与氮素积累转运的影响。结果表明，在N0～N2处理范围内，2个强筋小麦品种的籽粒产量、花前干物质转运量和氮素转运量随施肥量增加均显著增加，N3处理下2品种的籽粒产量和花前氮素转运量较N2处理无显著变化，说明适量施氮可促进强筋小麦氮素转运与籽粒产量的提高。增加施氮量可促进花前干物质向籽粒的转运，津农7号的干物质转运率高于中麦998，2个品种的花后干物质对籽粒的贡献率为60.59%～77.16%，说明小麦籽粒产量主要来源于花后干物质积累。2个品种开花期与成熟期的营养器官氮素积累量和成熟期籽粒氮素积累量随施氮量的增加而增加。品种和施氮量互作对氮素收获指数、氮素利用效率和氮肥表观利用率影响显著。花后氮素积累量、氮素收获指数和氮素利用效率与籽粒产量显著相关，津农7号的花前干物质积累量与籽粒产量显著相关。综上，增施氮肥可通过提高强筋小麦穗数而增加籽粒产量，210 kg·hm-2是本试验条件下冀东地区强筋小麦种植的适宜施氮量。

• 渍前和渍后喷施外源调节物质对花期渍水小麦生长和产量减损效应的差异

  谢凯，赵辰颖，宋韵琳，周琴，蔡剑，王笑，姜东

  为明确渍前和渍后施用外源物对长江中下游地区渍水小麦生长和产量减损效应的差异，以当地主栽品种扬辐麦4号为供试材料，对渍前和渍后喷施外源调节物质（DDTC、GA、肥料元素和复配外源物）后花期渍水胁迫下小麦光合与叶绿素荧光特性、干物质积累与转运及籽粒产量进行了比较分析。结果表明，花期渍水胁迫后小麦光合性能减弱，光能利用和电子传递受阻，花后光合同化物积累减少，籽粒灌浆速率降低，粒重和产量下降。渍前和渍后喷施外源调节物质均可提高花期渍水小麦的叶片光合性能，增强叶片光能利用和电子传递能力，促进籽粒中花后光合同化物积累，提升籽粒灌浆速率以及粒重，从而增加籽粒产量。与渍后喷施相比，渍前喷施外源物能够有效提高花期渍水小麦的叶片光合速率、光化学效率和叶绿素含量以及降低热耗散；渍前喷施外源物能够有效促进花期渍水小麦的花后光合同化物积累，降低花前营养器官贮藏物转运；渍前喷施外源物能够有效提升花期渍水小麦的籽粒灌浆速率，促进粒重和籽粒产量增加。综上所述，与渍后喷施相比，渍前喷施外源调节物质能够有效提升花期渍水小麦光合性能，促进干物质积累与转运以及降低籽粒产量损失，从而减少渍水胁迫对小麦生长和产量的不利影响，其中以渍前喷施复配外源物效果最佳。

• 小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系

  马秀云，赵鹏，程明珠，许盛宝，王晓明

  为了解小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系，以60个小麦品种为研究对象，根据千粒重将其分为三种不同粒重类型，分别对种子萌发第4、第7和第14天的幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重和主根长在不同粒重类型小麦间的差异进行分析。结果表明，种子萌发第4和第7天粒重对小麦幼苗的根系生长发育没有显著影响；在种子萌发第14天，幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重均表现为大粒重类型>中粒重类型>小粒重类型，且不同类型间差异均显著，但粒重对主根长、分生区长度与宽度影响均不显著。这说明粒重对小麦幼苗根系生长发育有一定的正向效应。

• HP-SPME-GC-MS结合ROAV分析新疆不同小麦品种面粉主要挥发性成分

  毛红艳，于明，祖力皮牙·买买提，岳丽

  为了解新疆小麦面粉挥发性成分组成，用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术(headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)测定12个小麦品种的挥发性物质构成，结合相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)、主成分分析(principal component analysis,PCA)和聚类分析，分析新疆不同小麦品种面粉中的关键香气成分构成差异。结果表明，12个小麦面粉样品中共鉴定出143种挥发性化合物，其中烷烃类50种，烯烃类8种，醛类13种，醇类28种，酮类16种，酯类7种，酸类4种，苯类9种，其他化合物8种。ROAV分析发现不同小麦品种面粉主要挥发性物质有12种：己醛、壬醛、反-2-辛烯醛、癸醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-正戊基呋喃、正己醇、1-壬醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、3-辛烯-2-酮、γ-壬内脂。主成分和聚类分析表明，春小麦、冬小麦分别聚为一类。

• 耕作方式对灌区春小麦田土壤呼吸的影响

  马忠明，陈娟

  为了从土壤呼吸、水热特征探讨河西灌区耕作方式对春小麦的影响，以连续12年(2005－2016)的保护性耕作长期定位试验为基础，比较分析了垄作固定道(PRB)、平作固定道(ZT)、传统耕作(CT) 3种耕作方式下河西灌区春小麦田土壤水热物理特征、土壤呼吸强度及小麦产量的差异。结果表明，播前与收获后，在0～90 cm土层，PRB处理平均土壤含水量较CT处理分别增加15.06%和18.75%，ZT处理较CT处理平均土壤含水量分别增加7.26%和5.98%；不同耕作方式下，春小麦整个生育期的土壤温度总体表现为先增后降，土壤温度响应气温的变化趋势；秸秆覆盖(PRB与ZT)在春小麦苗期表现出降温效应，而在春小麦苗期至成熟期， PRB处理的0～30 cm土层平均土壤温度较ZT、CT处理分别提高0.56～4.39 ℃和0.05～2.6 ℃；小麦生育期土壤呼吸强度先增后降，且随土层深度增加而减弱，不同耕作方式下呼吸强度表现为CT>PRB>ZT；土壤呼吸强度与温度呈显著的指数关系， Q10(温度每增加10 ℃土壤呼吸所增加的倍数) 随土层深度的增加而逐渐增大，且不同耕作方式下表现为ZT>PRB>CT；2013－2016年，PRB、ZT及CT处理下，春小麦平均产量分别为6 981、6 400及6 138 kg·hm-2，在固定车道占地30%的情况下，PRB处理的产量较ZT、CT处理分别提高了9.08%和13.74%。因此，垄作固定道保护性耕作(PRB)较其他耕作处理具有减排潜力、蓄水保墒及提高土壤温度和增加小麦产量的作用，可在河西灌区推广应用。

• 基于潜在渍害日指数的小麦渍害预报模型研究

  黄钰瑾，熊勤学,胡佩敏，任菲莹

  针对目前作物渍害大范围预报不足的问题，在前人研究基础上，对作物可能渍害预报指标前期累积降雨指数进行改进，提出了考虑气象条件、地形条件、土壤类型等成灾因子影响的小麦潜在渍害日指数概念，并给出了小麦潜在渍害日指数的计算模型；运用监利县12个观测点2014-2016年渍害监测数据计算出公式中的参数，同时对小麦潜在渍害日指数特征进行了分析。结果表明，小麦潜在渍害日指数既是影响渍害成因的综合因子，也是反映土壤水分空间差异的特征量，它和土壤吸力与土壤水分关系相似，有明显的吸湿过程和脱湿过程，即当土壤水分减少时，潜在渍害日指数比较低，而当土壤水分增加到相同的值时，潜在渍害日指数普遍偏高。监利县夏收作物受渍指标：当农田地下水位埋深小于60 cm、小麦潜在渍害日指数5 d 滑动均值高于65 mm的持续期大于5 d时，夏收作物受到轻度渍害；当持续期大于12 d 时受到中度渍害；持续期20 d以上时受到重度渍害；渍害发生后，当小麦潜在渍害日指数小于40 mm时，渍害结束。利用这一预报预警指标对在2017-2019年监利县进行预测验证，22次渍害过程中，有17次准确，3次漏报，2次误报，表明用小麦潜在渍害日指数进行渍害预报预警是比较准确的。