麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2024年第6期

• 江苏淮北地区小麦穗发芽抗性鉴定及其等位基因检测

  朱雪成，马红勃，张娜，刘静，王静，冯国华，张会云，易媛，刘立伟，刘浩，刘东涛

  为了解江苏淮北地区小麦品种穗发芽抗性以及相关基因的分布，以该地区近20年通过审定的44份小麦品种作为材料，采用整穗发芽和籽粒发芽两种方法鉴定其穗发芽抗性；利用分子标记对主要穗发芽抗性相关基因TaVp-1B、TaMFT-3A、TaMKK3-A、TaPM19-A1、Tamyb10-D1和TaDFR-B进行检测，并结合其表型分析不同抗性基因的效应。结果显示，44份品种的SGR（整穗发芽率）均值为52.5%，变化范围为10.5%~88.8%；GI（发芽指数）均值为53.9%，变化范围为12.4%~96.7%；有7份品种的SGR和GI值达到了中抗水平，可以作为抗穗发芽种质资源；未发现高抗品种。在6个与穗发芽抗性相关的基因中，TaDFR-Bb分布频率最高，达到95.5%，其余基因依次为TaMFT-3Aa（68.2%）、TaVp-1Bc（50.0%）、TaMKK3-Ac（25.0%）、TaPM19-A1a（13.6%）、Tamyb10-D1b（0）。与表型结合分析发现，只有TaMFT-3Aa和TaMKK3-Ac与穗发芽抗性显著相关，TaVp-1Bc和TaPM19-A1a与表型相关性不显著。因此，在抗穗发芽育种过程中，可以结合分子标记对TaMFT-3Aa和TaMKK3-Ac基因进行筛选并加以利用。

• 小麦TaPYL8基因的克隆与抗旱功能分析

  魏傲松，李立群，彭德，刘明柳，王冰心，李学军

  脱落酸(ABA)信号通路在植物对干旱胁迫的响应中扮演着至关重要的角色；作为ABA受体，PYL家族蛋白在ABA信号转导中发挥核心作用。小麦TaPYL8是PYL家族的成员。为了明确TaPYL8是否参与小麦干旱胁迫响应，本研究分析了TaPYL8的表达模式，创建过表达TaPYL8拟南芥，并探讨了干旱对拟南芥生理生化及胁迫相关基因表达的影响。结果表明，TaPYL8表达量在干旱胁迫、外源ABA及PEG6000处理后上调。干旱胁迫下，过表达TaPYL8增强了拟南芥的存活率，降低了叶片失水率和MDA含量，提高了SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性及AtSOD、AtP5CS1、AtABF3等胁迫相关基因的表达量。推测TaPYL8通过促进胁迫相关基因表达增强植物抗旱能力。

• 小麦茎部镉积累性状全基因组关联分析及优异位点挖掘

  者理，周全，符笑歌，赵玉娇，宋全昊，陈晓杰，贾汉忠，陈继平，廖晓勇，胡银岗，陈亮

  小麦镉（Cd）污染日益加重，严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料，种植于陕西省镉中度污染农田，对灌浆初期小麦茎部镉含量、镉富集系数和转运系数进行聚类分析，筛选出10个低镉积累特性种质。同时利用小麦660K单核苷酸多态性（SNP）芯片，通过3种模型对茎部镉含量、生物富集系数和转运系数进行全基因组关联分析，共鉴定到33个相关遗传位点，其中28个是新的SNP位点。针对茎部镉含量和转运系数3A上的2个主效QTL，开发了KASP标记，并在验证群体中明确了其准确性和实用性。基于基因注释和同源基因比对，预测了10个基因可能直接参与小麦镉积累转运相关生物过程；其中TraesCS3A02G289200基因是一个热休克转录因子，它在水稻中的同源基因（OsHsfA4a）被验证能够提高水稻对镉的耐受性。10个低镉积累特性种质及相关基因可用于小麦耐镉污染育种及有效分子标记开发。

• 彩色小麦株高与籽粒性状的全基因组关联分析

  李浩阳，顾晶晶，赵文莎，宋鹏博，赵慧玲，张傲琰，张传量，王琪琳，孙道杰

  彩色小麦的产量通常低于普通白粒和红粒小麦，籽粒偏小是原因之一。为解析控制彩色小麦产量性状的遗传基础，分析了239份彩色小麦品种（系）在4个环境下的表型特性和16 K SNP芯片基因型数据，对株高和籽粒性状（千粒重、籽粒长、籽粒宽和籽粒长宽比）的QTL进行了全基因组关联分析（genome-wide-association-study, GWAS）。结果显示，各表型性状的变异系数为5.11%~32.91%，广义遗传力为71.88%~97.00%，多数性状之间具有显著相关性。通过GWAS共筛选出26 728个多态性SNP标记，定位到了17个与目标性状显著相关的稳定QTL位点，分布在1A、1B、1D、2B等12条染色体上，单个QTL解释5.26%~11.66%的表型变异，其中在3个环境下均被检测到的QTL有5个，分别为QPh.nwafu-4B.1、QKlwr.nwafu-1D、QKlwr.nwafu-4D、QKlwr.nwafu-5B.1和QKlwr.nwafu-6A.2；共发现10个未见报道的新QTL位点，分别为与株高相关的QPh.nwafu-4B.3，与千粒重相关的QTkw.nwafu-3B和QTkw.nwafu-6A，与籽粒长宽比相关的QKlwr.nwafu-1A、QKlwr.nwafu-1B、QKlwr.nwafu-4A、QKlwr.nwafu-5B.2、QKlwr.nwafu-6A.1和QKlwr.nwafu-6A.2。这些QTL位点初步表明了彩色小麦株高与籽粒性状基因位点的分布、组成，可为彩色小麦产量遗传改良提高参考。

• 大麦耐盐相关性状的全基因组关联分析

  栾海业，孟炜，张英虎，李钰，朱琳洁，王裕，刘雨倩，徐肖，刘方方，沈会权

  为挖掘控制大麦耐盐相关性状的重要位点及候选基因，以国内外不同遗传背景的164份大麦品种为材料，在大麦萌发期，用200 mmol·L-1NaCl处理种子，测定大麦相对发芽率、生根数、根长、芽长、鲜重5个指标并分析其相关性。结果发现，200 mmol·L-1NaCl处理显著影响了大麦的生长，5个被测指标的变异系数为20.29%~63.00%。除相对发芽率外，其他性状间均呈显著正相关，相关系数为0.41~0.68。通过全基因组关联分析，发现148个SNP位点与大麦耐盐性显著关联；筛选出5个可靠SNP位点，分别分布在1号、 2号、3号、6号、7号染色体上。通过比较大麦基因组，挖掘出26个可能与大麦耐盐性状密切相关的候选基因，包括HORVU7Hr1G097370和HORVU7Hr1G097390编码碱性亮氨酸拉链域转录因子家族蛋白、HORVU7Hr1G096920编码高亲和K+转运体、多个基因家族编码过氧化物酶超家族蛋白等。这些候选基因可为大麦耐盐品种选育提供参考。

• 小麦矮腥黑粉菌效应蛋白g4418的毒性验证及亚细胞定位

  马骏豪，文智伟，郭笑维，王昕，刘琦，高利

  为探究由小麦矮腥黑粉菌基因g4418编码的蛋白的生物学功能，根据小麦矮腥黑粉病菌转录组测序结果，筛选出由基因g4418编码的蛋白，通过提取小麦矮腥黑粉菌总RNA并合成cDNA，然后以cDNA为模板利用PCR技术扩增出g4418目的基因，对其编码蛋白进行了生物信息学分析，通过构建pGR107-g4418融合载体和pBin-GFP-g4418表达载体进行毒性验证和亚细胞定位。结果表明， g4418基因全长432 bp，共编码143个氨基酸；烟草毒性验证表明,该蛋白无毒性；共聚焦显微镜观察亚细胞定位结果显示，该效应蛋白g4418可定位在细胞膜和细胞核。

• 7OE+8*亚基对东北强筋小麦品种品质性状影响研究

  宋维富，杨雪峰，赵丽娟，刘东军，仇琳，宋庆杰，白光宇，张春利，辛文利

  小麦品质改良是东北春麦区强筋小麦育种的主要目标之一。Glu-B1位点7OE+8*亚基为超强筋小麦品种必备基因。为了明确该亚基在东北春麦区强筋小麦遗传背景下的品质遗传效应，本研究利用分子标记和选择回交相结合的手段，将7OE+8*亚基定向导入到强筋小麦品种龙麦26和龙麦35（Glu-B1位点均为7+9亚基）的遗传背景之中，对BC5F1、BC6F1群体和自交BC6F2鉴定获得的纯合品系进行7OE+8*亚基遗传效应评价。结果表明，在强筋小麦品种龙麦26(7+9)和龙麦35(7+9)遗传背景下转入7OE+8*亚基后，其干面筋、面筋指数、形成时间、稳定时间、断裂时间、拉伸面积、延伸性和最大抗延阻力等品质指标3年平均分别提高1.3%(P=0.82)和1.8%(P=0.49)、6.6%(P=0.59)和4.7%(P=0.37)、55.0%(P=0.24)和35.8%(P=0.56)、44.5%(P=0.43)和32.8%(P=0.73)、41.4%(P=0.31)和30.0%(P=0.66)、28.0%(P=0.05)和23.4%(P=0.37)、6.5%(P=0.47)和5.8%(P=0.42)、19.5%(P=0.31)和18.0%(P=0.38)；Zeleny沉降值2年平均分别提高6.8%和11.4%。以上结果表明，在2个强筋小麦品种遗传背景下，Glu-B1位点转入7OE+8*亚基较7+9亚基对各项品质指标改良均存在正向效应，但提高幅度存在差异，对形成时间、稳定时间、断裂时间、最大抗延阻力、拉伸面积等衡量面筋质量的指标提高幅度更大，表明该亚基对面筋质量改良效应显著。综上所述，7OE+8*亚基可作为东北春麦区强筋小麦遗传背景下品质性状进一步改良的优选基因，为超强筋小麦育种的重要基因资源。

• 宁夏春小麦品种资源种子耐老化性综合评价

  陶媛,李召锋,何亚玲,迟永伟,李前荣

  为筛选出耐老化小麦品种，采用高温高湿（41 ℃，95% RH）人工老化法对64份宁夏引黄灌区春小麦品种资源进行老化处理，测定老化前后种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、种子蛋白质含量及湿面筋含量，根据各指标的耐老化系数，运用主成分分析、隶属函数和聚类分析法对参试材料的耐老化性进行综合评价。结果表明，老化后种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和湿面筋含量显著降低，而蛋白质含量无明显变化。通过主成分分析将6个单项指标转换为3个相互独立的综合指标，其贡献率分别为59.760%、18.160%和15.260%，代表了全部数据93.190%的信息量。运用隶属函数法计算综合耐老化值（D值），并对其进行聚类分析，按照耐老化性强弱，将64份材料划分为3类。第一类高耐老化型材料10份；第二类普通耐老化型材料37份；第三类老化敏感型材料17份。宁春4号、宁春10号、宁春11号、宁春20号、宁春26号、宁春29号、宁春34号、宁春43号、宁春53号、宁春68号为耐老化品种。

• 缓释肥类型及其运筹方式对弱筋小麦产量及品质的影响

  李丽，贾文欣，徐昊，李春燕，丁锦峰，朱敏，郭文善，朱新开

  为探究缓释肥类型及施用模式对小麦产量和品质的调控作用及机制，以弱筋小麦扬麦33为供试材料，选取3种类型（8种品牌）的缓释肥\[包膜型缓释肥（S1~S5）、合成型微溶性缓释肥（S6）、化学抑制剂型缓释肥（S7、S8）\]作为供试氮源，设置缓释肥一次性基施（M1）和基施60%+返青期追施40%（M2）两种施肥模式，常规尿素施肥（基肥∶壮蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥为5∶1∶2∶2）为对照（CK），分析了相同施氮水平下缓释肥类型及其运筹方式对小麦产量、氮素积累转运、氮效率、品质和效益的影响。结果表明，与CK相比，同一品牌缓释肥在不同施肥模式下小麦产量、开花期和成熟期氮素积累、籽粒氮素积累、花前氮素转运量及转运效率、花后氮素积累及其对籽粒的贡献率和氮利用效率均表现为M2>CK>M1。其中，M2模式下小麦显著增产的缓释肥依次为S6>S1>S2>S3>S8。M1模式下各处理小麦籽粒品质指标均符合弱筋小麦国家标准；M2模式下除S2、S6外，其余缓释肥的小麦籽粒品质指标均符合弱筋品质要求。除M2S5外，其余处理产值及净效益均表现为M2>CK>M1。综合认为，本试验条件下，S1（硫包膜型）、S3（树脂包膜型）、S8（抑制型）缓释肥基施60%+返青期追施40%可实现弱筋小麦产量、品质、氮效率和经济效益的协同提升。

• 水氮运筹对强筋小麦干物质转运与籽粒产量的影响

  杨梅，李雪萌，秦保平，许佳成，张敏，蔡瑞国，杨敏

  为探讨冀东麦区水氮运筹对强筋小麦干物质转运与籽粒产量的影响，以强筋小麦品种津农7号为材料，采用裂区试验设计，以追氮春灌时间为主区［返青期追氮灌水（T1）、起身期追氮灌水（T2）和拔节期追氮灌水（T3）］，氮肥运筹为副区［基施N 120 kg·hm-2+追施N 120 kg·hm-2（N1）、基施N 90 kg·hm-2+追施N 120 kg·hm-2（N2）和基施N 120 kg·hm-2+追施N 90 kg·hm-2（N3）］，比较分析不同处理下津农7号籽粒产量、干物质转运和氮肥偏生产力的差异。结果表明，水氮运筹对津农7号的籽粒产量和穗粒数影响显著，不同处理下小麦籽粒产量为8 734.82～9 763.22 kg·hm-2，其中T2N1和T2N2处理的籽粒产量显著高于其他处理；T2的平均氮肥偏生产力较T1和T3分别高4.84%和1.88%，且T2N2处理最高。各处理花后干物质转运对籽粒产量的贡献率为57.35%～89.74%，说明小麦籽粒产量多源于花后干物质积累。T2条件下成熟期小麦营养器官氮素积累量和籽粒氮素积累量均显著高于T1和T3，且N3下花前氮素转运效率较N2无显著变化，说明追氮灌水前移至起身期可促进强筋小麦氮素转运及籽粒氮素积累。在本试验条件下，基施N 90 kg·hm-2，起身期灌水并追施N 120 kg·hm-2可在协调小麦干物质和氮素的积累、转运和分配的同时稳定产量，提高氮肥利用率，从而实现强筋小麦节氮稳产。

• 生物炭对滨海盐土区麦田N2O排放和小麦产量的影响

  孙丽英，韩莹

  为了解氮肥配施生物炭对滨海盐土区麦田N2O排放和小麦产量的影响，设置不施氮（N0）、农民常规施氮（N1）、氮肥配施20 t·hm-2生物炭（N1B1)和氮肥配施40 t·hm-2生物炭（N1B2) 4个处理，采用静态暗箱 气相色谱法对滨海盐土区麦田不同处理间N2O排放通量进行观测和比较。结果表明，施用氮肥（N1）后滨海盐土区麦田N2O累积排放量和小麦产量较N0处理分别增加了70.4%和50.5%（P0.05）。与N0处理相比，N1B1、N1B2处理下土壤硝化潜势（PNR）分别降低了16.9%（P<0.05）和19.9%（P<0.05）。在所有施氮处理中，生物炭的N2O减排作用较明显，但是没有显著增加小麦产量。与N1处理相比，N1B1处理下土壤N2O累积排放量、PNR、DEA分别降低了17.4%、17.6%（P<0.05）和29.4%（P<0.05），N1B2处理下分别降低了28.8%（P<0.05）、20.5%（P<0.05）和3.4%。N1B1与N1B2处理间土壤N2O累积排放量、PNR、DEA和小麦产量均无显著差异。因此，滨海盐土区实行氮肥配施生物炭在保证小麦稳产的同时有助于减少N2O排放。

• 施氮水平对青稞氮素吸收利用率、根系形态和产量的影响

  郭案铭，吴昆仑，姚晓华，姚有华

  为探讨青稞氮素吸收利用、根系发育及产量对氮素营养的响应规律，以青稞籽粒高产型品种昆仑15号为供试材料，通过2年大田试验，设置3个施氮水平（0、37.5和75 kg·hm-2），探讨施氮对青稞氮素吸收利用率、根系形态、光合特性和产量的影响。结果表明，青稞氮素吸收利用率随施氮水平的增加而显著提高，低氮和高氮处理（37.5和75 kg·hm-2）的氮素农学效率和氮素偏生产力较不施氮处理均显著增加；两施氮处理的根干重在分蘖、开花和成熟期较不施氮处理均呈增加趋势，根长表现为在分蘖期显著增加、在开花期显著降低、在成熟期呈增加趋势，根表面积、根体积、根尖数和根直径在低氮处理下与不施氮处理差异均不显著，但在高氮处理下呈降低趋势；籽粒产量和秸秆产量的较不施氮处理均随着施氮量的增加而显著增加；净光合速率随施氮量的增加而增加，低氮处理下气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均显著高于其他处理。通过隶属函数分析法综合评价，得出最佳施氮量为37.5 kg·hm-2。

• 宽幅条播对燕麦间作箭筈豌豆产量及种间关系的影响

  王英，李立军，韩雪，赵鑫瑶，韩冬雨，张宏杰，李嘉琪

  为明确宽幅条播对燕麦‖箭筈豌豆间作系统生产力的影响，在常规条播和宽幅条播两种播种方式下设置燕麦单作、箭筈豌豆单作及燕麦‖箭筈豌豆间作三种种植方式，比较分析了不同处理间作物产量、种间关系及燕麦产量构成因素的差异。结果表明，与单作相比，间作燕麦的饲草及籽粒产量显著提高，增幅分别为24.25%~32.77%和27.44%~32.69%，而间作箭筈豌豆的饲草及籽粒产量降低为7.16%~8.08%和2.80%~5.48%。宽幅条播可提高燕麦及箭筈豌豆产量，宽幅条播间作饲草和籽粒产量的土地当量比较常规条播间作分别提高0.03和0.06。在间作中，燕麦的侵占力大于0，实际产量损失大于1，竞争比率大于1，且燕麦的相对拥挤系数大于箭筈豌豆，说明燕麦在间作系统中处于竞争优势。间作燕麦穗数、穗粒数和穗重较单作显著提高，平均增幅分别为24.23%、14.84%和17.43%，其中宽幅条播间作处理的穗粒数、公顷穗数和穗重均显著高于其他处理。由此可见，宽幅条播下通过与箭筈豌豆间作，可提高燕麦生产力和土地资源利用效率。

• 不同季秸秆还田对冬小麦不同穗粒位结实粒数和粒重的影响

  陈翔，蔡洪梅，吴宇，唐志伟，许波，刘绿洲，于敏，王捧娜，代雯慈，翁颖，郑宝强，李金才

  为探讨安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆连续全量还田对冬小麦穗部结实特性的影响，2021-2022年基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站13年的长期定位试验，比较分析了小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田（T1）、小麦玉米秸秆全量粉碎还田（T2）、玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T3）、小麦玉米秸秆全年不还田（CK）4个不同还田模式下小麦不同小穗位结实粒数及粒重的差异。结果表明，T1、T2、T3处理的主茎穗小穗结实总粒数较CK分别提高了21.21%、7.50%和12.55%；第2粒位（G2）结实粒数分别提高了7.71%、7.71%和5.79%；上部小穗结实粒数分别提高了51.41%、22.79%和31.36%，其G2结实粒数分别提高了30.95%、30.95%和23.09%，其中T1处理对小麦粒数的提升效果最好。不同季秸秆还田处理下小麦主茎穗及其G2粒重、分蘖穗及其第三粒位（G3）粒重均高于CK，T1、T2和T3处理的主茎穗粒重增幅分别为16.06%、4.14%和16.06%，分蘖穗增幅分别为9.86%、0.71%和8.87%；T1、T2和T3处理下主茎穗G2粒重增幅分别为20.69%、10.34%和17.24%，分蘖穗G3粒重4.55%、2.27%和6.82%，其中T1处理对粒重提升效果最好，其次是T3。综合来看，在安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆还田能够提高小麦穗粒数和粒重，进而促进产量提升，其中T1处理对小麦结实粒数和粒重的提升效果最好，是适宜在该地区推广的秸秆还田模式。

• 生物降解渗水地膜覆盖对旱作燕麦土壤酶活性及产量的影响

  胡可欣，米俊珍，刘景辉，赵宝平，王忠祥，张兰英，崔雪梅

  为探讨生物降解渗水地膜覆盖对黄土高原旱作区穴播燕麦土壤酶活性及产量的影响，于2021年开展了普通地膜、渗水地膜、生物降解渗水地膜3种类型地膜覆盖穴播燕麦研究，以不覆膜为对照（CK），分析不同类型地膜覆盖对旱作燕麦田间水热效应、土壤酶活性及产量的影响。结果表明，与CK相比，覆膜处理苗期地表土壤温度提高了0.04~4.98 ℃，显著(P＜0.05)提高了0~40 cm土层土壤含水量；生物降解渗水地膜显著提高苗期土壤过氧化氢酶、脲酶活性以及成熟期蔗糖酶、脲酶活性，增幅11.03%~39.37%；在抽穗期，上述三种酶活性均达最大，生物降解渗水地膜覆盖处理0~20 cm土层土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著提高(增幅分别为0.82%和55.88%)。与CK相比，覆膜处理显著增加了燕麦籽粒产量和生物产量，总体表现为渗水地膜＞普通地膜＞生物降解渗水地膜＞不覆膜，生物降解渗水地膜与普通地膜间无显著差异；生物降解渗水地膜较普通地膜覆盖节约成本1 800元·hm-2。综合考虑生态效益和经济效益，推荐在黄土高原旱作区应用生物降解渗水地膜穴播燕麦技术。