麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2024年第5期

• 337份小麦品种籽粒相关性状的全基因组关联分析

  席甜甜，吴倩，杨建光，马新，陈彦竹，李煜，王军卫，马守才

  小麦籽粒大小和形态是决定产量的主要因素之一，挖掘籽粒相关性状的关联位点，筛选相关候选基因为提高小麦产量奠定了重要基础。本研究以337份小麦品种作为研究对象，利用Q+K混合线性模型（MLM）在3个环境（E1:2020年陕西杨凌；E2:2020年陕西斗口；E3：2021年陕西杨凌）下对小麦的千粒重、粒长、粒宽以及籽粒长宽比4个性状进行了全基因组关联分析（GWAS）。在3种环境中，不同小麦品种的4个籽粒性状都表现出了广泛的表型差异，变异系数为5.31%~14.76%，其中粒长的变异幅度最小，千粒重的变异幅度最大。GWAS结果表明，49个显著SNP位点至少在2个环境中被检测到，分布在除1B、4A和7D外的染色体上，解释了3.36%~12.73%的表型变异。检测到一因多效位点31个，在5A染色体上检测到3个环境下与3个籽粒性状（千粒重、粒长、粒宽）稳定相关的位点，表型贡献率为3.51%~7.74%。对稳定关联的SNP位点上下游各200 kb的物理区间内进行候选基因挖掘，筛选到5个（TraesCS2B01G225400、TraesCS4D01G016900、TraesCS5A01G454100、TraesCS5B01G459500、TraesCS6B01G064000）可能与小麦籽粒性状相关的基因，分布在2B、4D、5A、5B和6B染色体上。

• 外源茉莉酸甲酯对BNS366雄性育性的影响

  刘海英，陈芸，茹振钢，陈向东，孔陈源，黄康兴，冯必得，马峥鸣，杨轩林

  为探究外源茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）对小麦温敏雄性不育系BNS366雄性育性的影响，以BNS366及其近等基因系郑麦366为试验材料，在正常秋季播种（2020年10月12日）和晚播（2020年12月2日）条件下，分别于2021年3月22日和3月31日开始至开花期前，设置0（清水，对照）、50、100、200、300、400 和500 μmol·L-1 MeJA（水溶液，喷施）7个处理，比较分析了不同处理间花粉可育率和自交结实率的差异。结果表明：在正常秋季播种条件下，郑麦366花粉可育率、国内法自交结实率和国际法自交结实率分别为86.31%、70.36%和112.22%，在晚播条件下分别为82.53%、92.53%和166.18%，均正常可育；在正常秋季播种条件下，200 μmol·L-1MeJA处理的国际法自交结实率为70.15%，比对照显著降低了42.07个百分点；在晚播条件下，200、300和500 μmol·L-1 MeJA处理的国内法自交结实率分别为74.71%、74.01%和73.45%，比对照显著降低了17.82、18.52和19.08个百分点；在两个播期下，郑麦366其他浓度MeJA处理的上述3个指标与对照差异均不显著。在正常秋季播种条件下，BNS366花粉可育率为零，达到全不育水平，国内法自交结实率和国际法自交结实率均为0.24%，100 μmol·L-1MeJA处理的花粉可育率为88.25%，达到正常可育水平，国内法自交结实率和国际法自交结实率分别为56.41%和94.01%，能正常结实，与对照差异达到显著水平；在晚播条件下，BNS366的上述3个指标分别为51.72%、41.23%和93.08%，正常可育，100 μmol·L-1MeJA处理的国际法自交结实率为39.72%，比对照显著降低了53.36个百分点；在两个播期下，BNS366其他浓度MeJA处理的上述3个指标与对照差异均不显著。由此说明，在2020-2021年，外源MeJA对郑麦366和BNS366可育植株的雄性育性可能具有降低效应，对BNS366不育植株的雄性不育性具有较强恢复效应。

• 小麦新品系赤霉病抗性鉴定及基因效应分析

  张琪琪，刘方方，万映秀，曹文昕，李炎，李耀，张平治

  为创制黄淮麦区小麦新品系、提高小麦抗赤霉病育种效率，2022年在小麦扬花期利用喷洒孢子液的方法对81份抗赤霉病高代品系和4份对照品种在濉溪柳湖试验基地开展了赤霉病抗性鉴定，并利用与4个抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的6个标记对供试小麦材料进行了基因型检测。结果表明，供试81份材料的赤霉病抗性整体较好，平均病小穗率为27.95%，其中13份自育品系平均病小穗率低于扬麦20；携带单个或多个赤霉病抗性基因的品系共有60份，Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5 检出频率分别为64.20%、12.35%、20.99%、34.57%；携带单个抗病基因Fhb1、Fhb4、Fhb5的小麦品系分别为18份、3份、2份；有45.68%品系同时携带2~3个赤霉病抗性基因。携带抗性基因的品系平均病小穗率低于不含抗性基因的品系；聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高小麦品种的抗赤霉病水平。

• 基于BSR Seq分析筛选Y1499条锈病抗性相关基因

  蒋雯婷，王光浩，郭欢，黄晨曦，张宏，吉万全

  条锈病是危害小麦生产安全的重要病害之一，而携带不同抗病基因小麦品种的利用与合理布局是降低病害威胁最经济可靠的途径。为挖掘和丰富小麦条锈病抗性相关基因资源，本研究以筛选到的抗条锈病硬粒小麦种质Y1499和感病材料Gaza为亲本构建遗传群体，在室内对其进行苗期抗性鉴定和统计分析；利用衍生后代中选择的F3∶4群体构建混池，进行RNA测序，对测序数据进行相关分析。结果表明，Y1499对CYR32的抗性由两个主效基因互补遗传控制。利用BSR-Seq关联分析在鉴定到3个小麦材料Y1499中条锈病抗性基因候选区间。GO富集结果显示，F3∶4抗感池间差异表达基因涉及多个过氧化物酶等抗氧化反应相关基因。KEGG富集结果表明，显著差异表达基因主要富集于谷胱甘肽代谢和苯丙烷类生物合成等代谢通路。

• 裸燕麦小花形态表型鉴定方法与落粒的形态学机制研究

  张冰雪，李星岩，韩冰，杨燕

  落粒性是影响裸燕麦产量与品质的关键性状。本研究对228份具有代表性的裸燕麦材料的落粒性及小花的形态等15个性状进行田间多点鉴定，并建立了裸燕麦小花形态表型的鉴定方法。结果表明，15个性状在3个试验地点之间均表现出了不同程度的差异；裸燕麦的落粒性同内稃宽度（相关系数r=-0.36）、内稃面积（r=-0.30）、外稃宽度（r=-0.26）等9个性状呈显著或极显著负相关，与种子同内稃宽度的比值（r=0.37）及种子同外稃宽度的比值（r=0.20）呈极显著正相关，说明内外稃的宽度影响小花中种子的包裹程度，外稃厚度影响小花抵抗外力的能力，从而影响裸燕麦的落粒性。K-means聚类分析将参试材料分为两大类，Ⅰ类占整个群体的48%（110个），内稃和外稃整体上更加窄小，落粒性较高；Ⅱ类占群体的52%（118个）,内稃和外稃整体上更加宽大，落粒性较低。对3个地点参试材料落粒性的密度分布进行了分析，提出了裸燕麦落粒性评价的等级划分标准：0~0.03为低落粒性，0.03~0.08为中落粒性，0.08~0.16为较高落粒性，0.16~0.23为高落粒性，大于0.23为极高落粒性。

• 美国硬红冬和硬红春小麦籽粒品质比较及与中国强筋小麦标准对标分析

  蒋佳丽，刘丰，谢凯，周琴，蔡剑，王笑，黄梅，仲迎鑫，戴廷波，曹卫星，姜东

  随着人们消费结构的改变，面包市场发展迅速，但中国优质强筋小麦生产供应不足，质量差异较大，而美国硬麦有良好的加工性能和稳定的品质，制粉和烘焙特性优异。研究美国硬红冬小麦和硬红春小麦籽粒品质年度间变化特点及品质指标间相关性，可为中国强筋小麦籽粒品质研究与发展提供参考。本文汇总了美国小麦协会1999—2021年间发布的硬红冬小麦、硬红春小麦品质相关性状数据，分析了两类小麦品质指标间相互关系，并探讨了美国硬麦品质对中国现有强筋小麦标准的适配度。结果表明，与硬红冬小麦相比，硬红春小麦蛋白含量高，筋力强，形成时间、稳定时间等面团品质更高，烘焙品质更优，且籽粒、面粉品质稳定性高。对标中国强筋小麦标准可以发现，硬红春小麦对标中国强筋小麦标准的达标率高于硬红冬小麦，蛋白含量、湿面筋达标率差距尤为明显。综合考虑中国强筋小麦生产现状，并结合美国硬麦对中国强筋小麦标准达标率，中国强筋小麦标准可将蛋白含量调整为>14.5%，湿面筋含量为>32.0%，稳定时间>10 min，容重、硬度分别大于760 g·L-1和65。硬红春小麦品质指标的相关性分析显示，拉伸面积与面包烘焙吸水率显著负相关，与面包体积显著正相关，可用于预测强筋小麦面包品质;中国标准可设置拉伸面积为105 cm2。

• 不同裸燕麦品种抗倒能力及产量差异分析

  杨志雪，米俊珍，刘景辉，赵宝平，朱珊珊，李英浩

  为筛选抗倒伏能力强的高产裸燕麦品种，对16个裸燕麦品种的抗倒伏能力和产量进行比较，利用主成分分析和通径分析对与抗倒伏相关的7个性状进行分析。结果表明，裸燕麦品种间地上部生物量构成、主要农艺性状、茎秆基部第二节间形态及倒伏指数、产量及其构成因素均存在差异。通过主成分分析和通径分析，株高和穗位高是评价裸燕麦抗倒伏能力的关键。产量较高的白燕2号、白燕18号、花早2号的株高、穗位高较低，倒伏指数较小且田间未发现倒伏；坝莜14号、晋燕17号虽具有较高产量，但其株高、穗位高较高，倒伏指数较大，且田间分别表现为7级易倒伏和5级中抗倒伏。白燕2号、白燕18号、花早2号抗倒伏综合表现良好，产量高，适宜在内蒙古乌兰察布地区及类似地区推广种植。

• 拔节期和花后渍水对不同品种小麦产量及相关农艺性状的影响

  蒋文月，葛雨洋，李亦辰，李春燕，朱敏，朱新开，郭文善，丁锦峰

  为给小麦抗逆高产栽培提供参考，以22个小麦品种为材料，于2018—2019和2019—2020年度分别开展拔节期和花后渍水处理，以自然生长条件为对照，分析渍水对籽粒产量及其相关农艺性状的影响，筛选耐渍高产品种并明确其耐渍高产机制。结果表明，拔节期和花后渍水处理造成小麦籽粒产量分别下降29.6%~59.1%和7.9%~49.1%，均显著降低穗粒数、千粒重、花后干物质积累量和乳熟期LAI。根据两年度不同水分处理下平均籽粒产量和渍后产量的降幅，筛选出相对高产耐渍品种扬麦25及耐渍性较突出品种宁麦22和生选6号。相关性分析表明，不同水分处理下穗粒数、乳熟期LAI、旗叶RuBPCase活性以及花后和成熟期干物质积累量与籽粒产量均呈显著正相关。渍水处理下穗粒数降幅、千粒重降幅、花后干物质积累量降幅、乳熟期LAI降幅与产量降幅均呈显著正相关。花后光合面积大、光合速率高的品种，通过多生产光合物质以供应籽粒灌浆，促进产量形成；渍水导致的光合面积减少和物质生产能力降低是制约高产稳产的关键因素。因此，渍水胁迫下改善小麦生育中后期叶片光合生产能力，尤其是绿叶面积，有助于降低穗粒数和千粒重的渍后降幅；渍水条件下高叶片光合生产能力和穗产量可作为高效筛选高产耐渍品种的依据。

• 夜间增温对灌浆期高温胁迫下小麦干物质及灌浆特性的影响

  张月，贺威，崔国际，王鸣燕，秦博雅，曹金婷，陶景雯，汪林洁，黄正来，张文静，马尚宇，樊永惠

  为了解灌浆期高温胁迫下小麦生产力对不同阶段夜间增温的反应，以对温度敏感性不同的两个小麦品种扬麦18（春性品种）和烟农19（半冬性品种）为试验材料，采用可移动塑料增温棚，于2021-2022年对小麦进行不同阶段夜间增温［分蘖期-拔节期增温（WT-JN）、拔节期-孕穗期增温（WJ-BN）和孕穗期-开花期增温（WB-AN）］及灌浆期高温胁迫处理，比较分析了不同处理下小麦干物质积累及灌浆特性的差异。结果表明，WT-JN和WJ-BN处理主要通过缩短小麦播种-开花的时长，延长灌浆期天数，增加花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累贡献率，进而提高了开花期和成熟期干物质积累量；促进了干物质在成熟期穗轴+颖壳和籽粒中的积累，降低了小麦茎鞘+叶片中的积累量，增产3.08%~7.62%。灌浆期高温胁迫显著降低了两个品种的产量，而与灌浆期高温胁迫处理（NH）相比，WT-JH和WJ-BH处理增产1.21%~6.05%。与不增温处理（NN）相比，在WT-JN和WJ-BN处理下两个小麦品种的灌浆期粒重及灌浆速率均提高，WB-AN和NH处理则降低了小麦灌浆参数。这说明分蘖期-拔节期和拔节期-孕穗期夜间增温可提高小麦开花期和成熟期的干物质积累量，促进小麦籽粒灌浆，缓解灌浆期高温胁迫对小麦生产力的不利影响，有助于小麦产量形成。

• 播种模式对新疆小麦干物质积累和产量及水分利用效率的影响

  赵鑫琳，邢俊刚，薛丽华，孙诗仁，章建新，毛智民

  为确定北疆小麦适宜的播种模式，以北疆主栽冬小麦品种新冬18号和新冬41号及春小麦品种新春44号和新春48号为材料，设置晚播冬小麦（10月8日播种，用B1表示）、极晚播冬小麦和冬播春小麦（10月28日播种，用B2表示）以及春播春小麦（4月4日播种，用B3表示）三种播种模式，比较分析了播种模式间小麦的生育进程、总茎数、叶面积指数、光合势、干物质积累量、经济系数、产量及水分利用效率的差异。结果表明，B2处理的冬小麦较B1处理晚熟约7 d，生育期缩短162 d，出苗率、最高总茎数、LAI、总光合势、干物质积累量及总耗水量分别降低27.6个百分点、17.1%、11.5%、9.6%、3.7%和15.9%，而水分利用效率提高15.7%，平均经济系数和产量与B1处理无显著差异；B2处理的春小麦较B3处理早熟7 d，生育期延长约4 d，出苗率、最高总茎数、LAI和总耗水量分别降低28.1个百分点、7.6%、5.2%和12.3%，总光合势、成熟期干物质积累量、经济系数、水分利用效率和产量分别提高6.3%、4.0%、4.5%、24.0%和8.7%；B2处理下冬小麦较春小麦晚熟约4 d，生育期延长约3 d，出苗率和最高总茎数的平均值分别降低7.9个百分点和7.6%，产量和水分利用效率均无显著差异。极晚播冬小麦和冬播春小麦的平均产量和水分利用效率均较高，其中产量与晚播冬小麦差异均不显著，熟期接近。综合考虑高产和节水及早熟的需求。本试验条件下，冬小麦极晚播和春小麦冬播是北疆地区小麦的适宜播种模式。

• 不同钝化剂对镉污染小麦镉富集及产量的影响

  贾彪，赵宝平，张茹，鲁瑞英，王永宁，郭晓宇，陈淼，雷雪峰，刘景辉

  为实现河套灌区轻中度Cd污染农田的修复与安全利用，在河套灌区轻中度Cd污染农田开展了为期两年不同钝化剂处理的大田试验，7种钝化剂分别为生物炭(BC)、海泡石(SEP)、膨润土(BE)、坡缕石(PA)、腐植酸(HA)、硅酸钠(SS)、硫酸锰(MN)，以不施用钝化剂为对照(CK)，分析了不同处理下小麦产量、生物量、各器官Cd富集系数和转运系数，比较了不同钝化剂的钝化效果。结果表明，2020-2021年， SEP和SS处理较CK增产显著，增幅为11.09%~81.49%，各器官生物量均有不同程度的增加，其中籽粒及根增加显著；SS处理显著降低叶部Cd含量，降幅为26.75%，SEP处理显著降低籽粒Cd含量，降幅达47.62%。钝化剂处理下，各部位Cd富集系数均＜1，根部到叶部Cd最高。小麦籽粒Cd含量与茎中Cd富集系数呈极显著的正相关，与茎向叶部、根向穗部的Cd转运系数呈显著的正相关；2年茎的Cd富集系数对籽粒Cd富集系数均有显著正效应，穗到籽粒、茎到叶的Cd转运系数对籽粒Cd富集系数影响最大。海泡石和硅酸钠处理增加了小麦产量，降低了植株Cd含量，抑制了Cd在植株体内的转运富集；内蒙古河套灌区轻中度Cd污染农田，推荐施用硅酸钠和海泡石进行小麦安全生产。

• 生物炭用量与灌水量对北疆灌区春小麦籽粒产量和品质综合评价

  郭颂，杨卫君，李廷宇，杨梅，陈雨欣，宋世龙，惠超，耿洪伟

  为探讨生物炭与灌水对春小麦产量和品质的综合效应，以北疆灌区春小麦为研究对象，通过随机区组试验，设置3个灌水量［4 500 m3·hm-2（W0）、4 050 m3·hm-2（W1）和3 600 m3·hm-2（W2）］和3个生物炭施用量［0 t·hm-2（B0）、10 t·hm-2（B1）和20 t·hm-2（B2）］水平，比较分析了不同生物炭用量与灌水量组合条件下春小麦干物质累积、产量和籽粒蛋白质含量等品质指标的差异，并运用基于熵值的DTOPSIS法进行综合效应评价。结果表明，不同灌水量条件下施用生物炭对春小麦干物质累积量影响均不显著，但可提升籽粒品质，灌水量和生物炭的交互作用对春小麦籽粒品质与产量的影响显著。在W0条件下春小麦籽粒蛋白含量随生物炭用量增加呈先升高后降低趋势，且所有施加生物炭处理的籽粒蛋白质含量均低于B0W0处理；W1条件下施加生物炭处理的籽粒蛋白质含量变化趋势与W0条件下一致；在W2条件下，籽粒蛋白含量（干基）、面筋含量（湿基）和Zeleny沉降值均随生物炭施加量的增加而升高，其中B2W2处理下三个指标均最高。在W0和W1条件下春小麦产量随生物炭施加量的增加呈先升高后降低趋势，其中B1W0处理产量最高，较B0W0处理高16.2%。采用基于熵值的DTOPSIS法分析表明，接近度f值前三名依次为B1W2、B2W2和B2W0处理。因此，生物炭施用量在10~20 t·hm-2、灌水量在3 600~4 050 m3·hm-2时可实现北疆灌区春小麦节水生产，具有较高的提质增产潜力。

• 2022年河南省小麦茎基腐病和赤霉病病原种群分离鉴定

  闫书味，白尼玛，潘鑫，刘超洁，代君丽，李洪连，高飞，张晓婷

  近年来，茎基腐病和赤霉病在中国黄淮麦区发生严重，对小麦产量及品质造成较大影响。各地报道小麦茎基腐病和赤霉病病原菌种类有所差异。为明确当前中国小麦主产区河南小麦茎基腐病和赤霉病病原菌种类变化情况，本研究对2022年采自河南省安阳、漯河、周口、南阳等8个不同生态区的小麦茎基腐病病株和赤霉病病穗进行了分离纯化，分别得到257和88株分离物。形态学及分子生物学鉴定结果表明，小麦茎基腐病样品分离物中，假禾谷镰孢菌（Fusarium pseudograminearum）231株，占比89.88%；禾谷镰孢菌（F. graminearum）23株，占比8.95%。赤霉病样品的分离物中，禾谷镰孢菌76株，占比86.36%；假禾谷镰孢菌10株，占比11.36%。2022年河南省所有采样地区的茎基腐病的优势病原菌均为假禾谷镰孢菌，赤霉病的优势病原菌仍为禾谷镰孢菌，但赤霉病样品分离物中假禾谷镰孢菌的占比有所增长，特别是在安阳、平顶山和漯河市的赤霉病样品中假禾谷镰孢菌的分离频率达到了10%以上。

• 种衣剂减量下增施菌剂和肥料对小麦光合、产量、蚜虫及白粉病防控的影响

  易军，符慧娟，李星月，李其勇，张鸿??

  为探究拌种药剂减量下增施不同类型肥料对麦田蚜虫和白粉病防控及光合和产量的影响，以小麦蚜虫低感品种川麦104和高感品种内麦836为试验材料，采用大田试验，对种衣剂减量20%下，配合施用光合菌剂、微生物菌剂、硅肥或磷酸二氢钾后麦田土壤酶活性、小麦植株光合特性、病虫防治情况和产量性状的变化进行了比较分析。结果表明，拌种药剂减量20%条件下增施微生物菌剂较种衣剂常规用量处理能显著提高孕穗期川麦104的根际土壤的脲酶活性，以及内麦836的根际土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性。在孕穗期和抽穗期，低感品种川麦104的麦蚜数量均显著低于内麦836；增施微生物菌剂和硅肥均能显著降低麦蚜和白粉病发生，对蚜虫防效和白粉病防效较常规药剂拌种用量处理分别提高8.0和10.2个百分点。拌种药剂减量20%配合施用光合菌剂、微生物菌剂、硅肥和磷酸二氢钾均能有效提高小麦旗叶氮素含量和SPAD值，改善叶片光合效率。增施硅肥下川麦104和内麦836的产量最高，较常规种衣剂用量处理分别增加16.0%和18.2%，差异均显著。以上结果说明，小麦种子种衣剂减量配合施用硅肥或微生物菌剂可有效提高麦田土壤酶活性，减少蚜虫和白粉病发生，改善小麦叶片光合特性，提高产量。