麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2025年第8期

• 小麦-单芒山羊草染色体易位系创制

  宫文萍，汪晓潞，韩冉，刘爱峰，李豪圣，刘建军，徐文竞，刘成

  单芒山羊草1N染色体上含有小麦育种所需的优异基因，为快速准确鉴定小麦背景中的单芒山羊草1N染色质，本研究利用合成的212对引物对单芒山羊草、一套小麦-单芒山羊草附加系和小麦对照进行分析。结果表明，引物TNAC1006、TNAC1017、TNAC1029和TANC1031的扩增产物经Taq Ⅰ酶切后，在单芒山羊草和小麦-单芒山羊草1N附加系中分别获得长度为900、1 200、1 800和400 bp的多态性片段，而在其他供试材料中未获得这些多态性片段，因此它们可作为特异分子标记用于小麦背景中的1N染色质检测。利用建立分子标记筛选小麦-单芒山羊草1N附加系和中国春杂交F2群体，同时用以Oligo-pSc119.2-1和Oligo-pTa535-1为探针的双色FISH鉴定相应单株，结果发现，单株N91和N350含有杂合1NS·1NS等臂染色体，N46含有杂合1N+1NL·1NL染色体，N319含有杂合1BS·1NS易位染色体。进一步对上述4个单株的207个自交后代单株进行分子标记和FISH鉴定，结果仅获得1份小麦-单芒山羊草1NS·1NS纯合易位系。为研究清楚获得纯合易位系比例极低的原因，以1BS·1NS+1B杂合系与济麦38为材料进行测交，结果证实1BS·1NS仅通过雌配子传递。

• 小麦T型雄性不育恢复性的主基因+多基因遗传分析

  吴冰瑞，王诗音，李天宇，庞玉辉，马指挥，李家创，李娇娇，王黎明，董普辉

  为探究小麦T型细胞质雄性不育育性恢复的遗传规律，以恢复系T16-2-1R分别与不育系T9023A和T-Luohan 7A配制杂交组合，并对两个组合的亲本及F1、F2代进行育性调查，采用主基因+多基因混合遗传模型进行T型不育系育性恢复的遗传分析。结果表明，T9023A/T16-2-1R和T-Luohan 7A/T16-2-1R组合恢复性遗传均受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制，且都存在互作效应。T9023A/T16-2-1R组合的主基因遗传率为98.6405%，多基因遗传率为0.2283%；T-Luohan 7A/T16-2-1R组合的主基因遗传率为98.1538%，多基因遗传率为0.1364%。由此说明T16-2-1R恢复性主基因的遗传率很高，可在早代进行有效选择。

• 小麦种子活力相关性状的全基因组关联分析

  董中东，孙丛苇，张舒宇，陈永芳，裴丹，陈锋，赵磊

  种子活力是一个重要的小麦品质相关指标，与小麦种子发芽和穗发芽均有直接关系。为鉴定小麦种子活力相关性状的遗传位点并挖掘其相关候选基因，本研究以163份黄淮麦区小麦品种（系）构成的自然群体为材料，对其发芽率、发芽势和发芽指数3个种子活力相关性状进行调查，并结合90K SNP芯片进行全基因组关联分析。结果表明，供试小麦材料的种子发芽率、发芽势和发芽指数存在丰富的变异，变异系数范围为11.81%~25.58%。利用90K SNP芯片共鉴定到196个与3个种子活力性状相关的显著性SNPs，其中67个SNPs可以同时在3个性状中检测到；进一步通过基因表达模式和单倍型分析，推测TraesCS4B02G359600和TraesCS4A02G494700可能为调控小麦种子活力的重要候选基因。

• 小麦幼胚离体培养的不定芽分化及体细胞胚胎发生特性分析

  楚宗丽，唐明明，孙红双，陈锋，张天海，王付娟，李淑梅，曹永润，李亮杰

  为了揭示小麦幼胚离体再生过程中的特征变化，以周麦18、郑麦004等8个小麦品种的幼胚为材料，进行愈伤组织的诱导和再分化培养，观察和分析了小麦幼胚离体培养过程中胚性愈伤组织的形成、体细胞胚胎发生及器官发生过程中的组织结构及形态特征变化。结果表明,胚性愈伤的再分化可分为直接成芽、先叶后芽及芽叶混生3种类型。3种分化类型的器官发生表现：直接成芽型随着芽的生长幼叶逐渐展开；先叶后芽型在幼叶边缘、叶片之间组织长出新叶片、不定芽及不定根；芽叶混生型同时具有前两者的特点，且多种器官同时发生。体细胞胚胎发生分为三个阶段：胚胎发育早期、分化成芽和分化发育成器官，三个发育阶段的体胚会同时存在同一组织中。生长后期，直接成芽型较其它两种方式芽苗生长整齐一致，且与芽叶混生型两者都与分化率正相关。

• 江苏地区小麦上大麦黄矮病毒种类鉴定及其进化分析

  董岩，李硕，缪倩，靳道然，杨荣明，季英华

  在对江苏小麦病害进行调查时发现疑似感染大麦黄矮病毒（barley yellow dwarf viruses, BYDVs）的病样，病株旗叶由叶尖向叶基扩展变黄，黄化面积占全叶的1/3~1/2。为明确其感染的病毒种类，对田间采集的样品进行检测和鉴定。结果表明，经利用BYDVs通用引物进行检测，采集江苏省8个地点的261份样品中有182份样品扩增到了目的条带。通过序列测定，8个地点样品中的病毒种类均为BYDV-PAV。利用BYDV-PAV外壳蛋白基因（CP）的特异引物对阳性样品进行检测，结果全部为阳性；经对克隆的CP基因序列聚类分析，江苏8个地点的BYDV与韩国的BYDV-PAV株系相对近缘。这是首次发现江苏小麦上的大麦黄矮病毒为PAV株系。

• 不同籽粒氮含量小麦的氮素转运、分配和相关生理特性研究

  彭超军，董海滨，齐学礼，华夏，高崇，赵明忠，胡琳

  为探讨小麦籽粒氮含量的影响因素，以高籽粒氮含量（HGNC）和低籽粒氮含量（LGNC）的小麦品种各2个作为供试材料，比较了灌浆期两类品种的籽粒氮含量变化，分析了氮素转运、分配特性，以及旗叶中Rubisco含量、蛋白水解相关酶活性等生理性状的差异。结果表明，灌浆后期至成熟期，HGNC小麦的籽粒氮含量高于LGNC小麦，HGNC小麦的叶片、茎鞘氮素积累和分配比例低于LGNC小麦，且HGNC小麦的氮素转运强度高于LGNC小麦；在灌浆中后期HGNC小麦的Rubisco及可溶性蛋白的降解速度较快，蛋白水解酶活性也较LGNC小麦活跃。综上，灌浆后期至成熟期，HGNC和LGNC小麦的籽粒氮含量差异显著，其受氮素分配、转运影响。在灌浆中后期，旗叶中的Rubisco和可溶性蛋白质降解强度对小麦成熟期的氮含量产生负效应，而蛋白水解相关的酶活性则具有正向作用。

• 施氮量对冬小麦氮素分配利用和茎秆维管束结构的影响

  卢素豪，吕天宇，韩潇杰，田培培，李双静，王晨阳，马冬云，康国章，马耕，王丽芳

  为探究适宜施氮量对冬小麦产量和氮素利用效率协同提高的作用机制，以强筋小麦品种丰德存麦5号为试验材料，设置施氮量0 kg·hm-2（N0）、180 kg·hm-2（N180）和300 kg·hm-2（N300）3个处理，分析了施氮量对冬小麦茎秆节间形态特征、节间维管束结构、干物质和氮素积累转运及产量和氮利用效率的影响。结果表明，施氮增加了小麦茎秆节间直径、大维管束数目（NBV）（倒三节间除外）、大维管束平均面积（MABV）、大维管束总面积（TABV）、小维管束数目（NSV）、小维管束平均面积（MASV）和小维管束总面积（TASV）。与N0处理相比，N180和N300处理下节间直径增幅分别为14.80%~29.95%和10.80%~29.41%，NBV增幅分别为3.35%~28.39%和1.05%~17.91%，NSV增幅分别为17.32%~41.69%和13.25%~33.31%，MABV增幅分别为4.49%~20.10%和3.75%~9.91%，TABV增幅分别为8.19%~48.87%和5.10%~27.58%，MASV增幅分别为1.94%~20.47%和0.49%~15.53%，TASV增幅分别为41.50%~59.79%和19.76%~50.67%。施氮提高了开花期营养器官干物质和氮素积累量，显著增加了花前干物质转运量、花后干物质积累量、花前氮素转运量及其对籽粒氮素的贡献率，且均以N180处理最高。与N0处理相比，N180和N300处理的产量分别提高271.95%和215.81%，穗数分别增加195.29%和147.38%，穗粒数分别增加40.87%和34.42%。与N300处理相比，N180处理的氮素利用效率、氮素吸收效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均增加。综合来看，本试验条件下，施氮量180 kg·hm-2有利于冬小麦节间增粗和维管束发育，可促进花前干物质和氮素在花后向籽粒的转运，从而实现产量和氮素利用效率协同提高。

• 土壤肥力对不同粒色小麦籽粒抗氧化能力的影响

  董飞，张贤，张敏敏，贾亚琴，申艳婷，李峰，闫双堆，闫秋艳

  为探讨不同粒色小麦在不同肥力土壤下籽粒抗氧化能力差异，选取5个黑粒、2个蓝粒及1个白粒小麦品种（系）为材料，设置高、低两个肥力土壤，分析小麦籽粒花色苷、总酚及类黄酮的含量，并通过测定铁离子还原能力（FRAP值）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）自由基清除率、2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS+·）自由基清除率以及羟基（·OH）自由基清除率等评价籽粒抗氧化能力。结果表明，低肥力土壤有利于籽粒花色苷积累，其含量较高肥力土壤增加33.20%~73.57%，其中蓝粒小麦含量较高，黑粒小麦次之，白粒小麦最低；籽粒总酚和黄酮含量较高肥力土壤分别下降4.12%~56.46%和1.14%~25.87%；肥力、品种、肥力×品种对花色苷、总酚和黄酮含量均具有显著影响。高肥力土壤籽粒FRAP值和ABTS+·清除率均高于低肥力土壤，而DPPH·和·OH清除率总体表现为低肥力土壤高于高肥力土壤；土壤全氮和有机质含量是抗氧化能力的主要调控因子；肥力、品种、肥力×品种对FRAP值及ABTS+·、DPPH·和·OH清除率均具有显著影响。高低肥力土壤综合得分大小均表现为黑粒小麦＞蓝粒小麦＞白粒小麦；高肥力土壤平均得分高于低肥力土壤。综上，高肥力土壤较低肥力土壤种植的小麦具有较高的抗氧化能力，其中黑粒小麦的抗氧化能力高于蓝粒和白粒小麦。

• 保水剂对新疆减灌春小麦光合性能、产量和水分利用效率的影响

  于姗，陈广周，贾永红，李家豪，李祎阳，连世昊，田文强，张金汕，石书兵

  为解决新疆灌溉农业区因水资源时空分布不均而导致光合性能差、水分利用效率低的问题，以新疆北部主栽春小麦品种新春44号为材料，在减灌20%的条件下，采用双因素随机区组试验设计，设置颗粒状高分子吸水聚合物（SAP）、聚丙烯酸钾抗旱保水剂、聚丙烯酸钠抗旱保水剂和粉末状SAP共4种保水剂和3个用量水平(D1：30 kg·hm-2；D2：45 kg·hm-2；D3：60 kg·hm-2），以不施保水剂为对照（CK），研究保水剂对春小麦光合性能、产量和水分利用效率的影响。结果表明，与CK相比，保水剂处理提高了开花期和灌浆期春小麦的光合特性，提升了旗叶PSⅡ反应中心潜在光能转换效率和电子传递链整体功能活性，增强了植株对光能的捕获和传递效率，提高了春小麦的籽粒产量（5.36%~28.90%）和水分利用效率。同一用量下，聚丙烯酸钠抗旱保水剂和粉末状SAP处理间春小麦光合特性、综合性能指数和产量间差异不显著，但较颗粒状SAP处理分别提高5.47%~26.75%、30.76%~51.80%和11.39%~20.60%；聚丙烯酸钠抗旱保水剂和粉末状SAP水分利用效率显著高于聚丙烯酸钾抗旱保水剂和颗粒状SAP。同一类型保水剂处理下，春小麦光合特性、荧光参数、产量和水分利用效率大小依次均为D3＞D2＞D1，且D2、D3处理产量较D1处理分别显著增加1.02%~3.60%和2.66%~9.21%，D2、D3处理的水分利用效率较D1处理分别显著增加1.16%~6.66%和2.12%~8.00%。本试验条件下，新疆春小麦光合特性、产量及水分利用效率均以聚丙烯酸钠抗旱保水剂施用60 kg·hm-2处理下最高，是实现新疆减灌小麦高产和水分高效利用的最佳管理模式。

• 不同秸秆还田模式对早春受冻小麦生长及生理特性的影响

  黄伟祥，王菲菲，唐志伟，刘琴，赵丰俊，郑晓潇，蔡洪梅，翁颖，王睿，郑宝强，李金才，陈翔

  为探讨秸秆还田对早春受冻下小麦幼苗生理特性的影响，基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站15年的长期定位试验，分析2023—2024年小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆不还田（T1）、小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T2）、小麦秸秆不还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T3）和小麦秸秆不还田+玉米秸秆不还田（CK）4种不同秸秆还田模式对早春受冻小麦幼穗发育、干物质积累、抗氧化酶活性、渗透调节物质等的影响，并通过主成分分析综合评价不同秸秆还田模式对早春受冻小麦的影响。结果表明，秸秆还田显著影响早春受冻下小麦幼穗发育及地上部和根系干物质积累。与CK相比，冻害后T1、T2和T3处理的幼穗伸长速率均显著提高，增幅分别为36.19%、40.38%和60.67%；T1和T3处理的地上部和根系干物质均显著提高，其中地上部干物质分别增加15.14%和19.12%，根系干物质分别增加13.05%和10.26%。秸秆还田后早春冻害下小麦叶片和根系的抗氧化酶活性及渗透调节物质的含量均较CK增加，MDA含量均降低。其中，T1处理的叶片和根系SOD、POD活性与CK差异均显著，叶片和根系的SOD活性增幅分别为140.08%和71.47%，POD活性增幅分别为26.69%和35.60%，MDA含量分别下降37.87%和99.57%，可溶性蛋白含量分别提高40.55%和64.44%，脯氨酸含量分别提高55.11%和83.71%。主成分分析发现，不同处理的综合效应大小依次为T1＞T3＞T2＞CK。综合来看，秸秆还田可通过提高返青期小麦体内抗氧化酶活性和渗透调节物质含量，增加植株抗寒能力，进而促进早春受冻小麦幼穗发育及植株干物质积累，以小麦秸秆全量粉碎覆盖还田处理效果最好。

• 基于无人机多时相多特征的冬小麦产量预测模型研究

  赵泽阳,李美玲,徐伟,刘冰雪,黄鹏宇,康迪，张改生，宋瑜龙

  为实现冬小麦产量的准确估算，利用无人机采集266个小麦品种（系）的多时相冠层多光谱数据，提取多个植被指数，分别基于多元线性回归（PLSR）、支持向量机（SVR）、随机森林（RF）、反向传播神经网络（BP）等机器学习算法建立单一生育时期和多生育时期结合的小麦籽粒产量预测模型，并采用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）对所获模型精度进行评价。结果表明，基于植被指数进行单一生育时期的产量预测时，最佳预测时期是灌浆中期，最优模型是RF模型，其预测R2和RMSE 分别为0.655和0.550 kg·m-2；多生育时期结合进行产量预测时，最优模型是基于5个生育时期（扬花期、灌浆中期、灌浆后期、蜡熟期和完熟期）多光谱数据的RF模型，其预测R2和 RMSE分别为0.834和0.381 kg·m-2。在建模特征中加入纹理特征后，冬小麦产量预测模型的精度进一步提高，其中以蜡熟期和完熟期结合的SVR模型最优，其预测R2和 RMSE分别为0.924和0.253 kg·m-2。因此，可基于植被指数加纹理特征对冬小麦产量进行无人机冠层光谱预测，其中以基于多生育时期（蜡熟期、完熟期）的SVR模型预测精度最佳。

• 纳米碳点对小麦苗期生长和产量的影响

  顾家依，吴婉婷，蒲天宇，徐继伟，章岩，朱昌进，黄涵语，李国辉，许轲

  为探讨纳米碳点对小麦出苗、苗期形态和生理特征及产量的影响，以小麦品种扬麦25号为材料，设置纳米碳点水溶液浸种、拌种、出苗后叶面喷施三种施用方式，以及0.02、0.1和0.5 mg·mL-1三种碳点浓度，同时以不施用纳米碳点处理作为对照(CK)，分析了不同处理下小麦出苗率、株高、生物量、抗逆生理及产量的差异。结果表明，碳点水溶液浸种和拌种后小麦田间实际出苗率（播后20 d）分别达到76.8%~78.0%和58.4%~60.5%，较CK分别增加了27.0~28.2和8.6~10.7个百分点。与CK相比，纳米碳点浸种、拌种和叶面喷施处理下小麦幼苗（播后20 d）的株高分别增加了39.8%~52.5%、25.6%~28.1%和23.3%~32.2%，地上部鲜重分别增加95.3%~100.4%、46.9%~53.8%和45.3%~56.5%，最大根长分别增加58.4%~60.7%、28.6%~35.4%和19.2%~34.7%，根鲜重分别增加60.2%~85.8%、45.5%~48.1%和36.2%~39.1%；同时，纳米碳点浸种、拌种和叶面喷施后小麦幼苗α-淀粉酶、β-淀粉酶和抗氧化酶活性及可溶性糖含量均显著提高，丙二醛含量降低，产量分别增加了13.8%~16.0%、9.8%~10.6%和5.4%~7.0%。上述结果说明，利用纳米碳点浸种、拌种和叶面喷施能有效促进小麦出苗和早发壮苗，增强其抗逆性，提高产量，其中以0.02~0.5 mg·mL-1纳米碳点溶液浸种的效果最佳。

• 冬小麦根系发育特征及其与分蘖成穗的相关性

  谢松鑫，贾晓雯，周苏玫，杨健，滕政凯，段剑钊，胡乃月，贺德先，杨习文

  为了解冬小麦根系特征与分蘖成穗的相关性，设置3个施氮水平（0、120和240 kg·hm-2），以冬小麦大穗型品种武农981、郑麦618、濮麦116和多穗型品种西农529、郑麦16、郑麦22为材料，研究冬小麦不同生育时期0~40 cm土层中根系形态性状，0~20 cm根系活力及茎蘖数的动态变化。结果表明，随小麦生育进程的推进，根干重密度、根表面积密度、根长密度、单株次生根数和根系活力均呈先升后降趋势，根系活力峰值出现在拔节期，其余指标峰值出现在开花期。随着最大单株次生根数的增加，根系活力提高了68.56~109.60 μg·g-1·h-1；根干重密度、根长密度和根表面积密度在0~20 cm土层中分别提高了48.67~170.14 g·m-3、0.78~1.04 m·m-3和4.77~7.76 m2·m-3，在20~40 cm土层中分别提高了17.96~65.93 g·m-3、0.13~0.18 m·m-3和0.96~1.55 m2·m-3；最大茎蘖数和分蘖成穗数分别提高了385.60万~816.34万·hm-2和51.65万~84.65万·hm-2，而分蘖成穗率则降低了3.68~3.86个百分点。不同时期的单株次生根数、根系活力、根干重密度、根长密度、根表面积密度以及最大茎蘖数和单位面积成穗数均随施氮量增加而增加，但分蘖成穗率随施氮量的增加而降低，处理间差异显著；大穗型品种的根系活力、根干重密度、根长密度和根表面积密度显著高于多穗型品种，但次生根数、最大茎蘖数和单位面积成穗数均显著低于多穗型品种。经相关性分析，单株次生根数、根系活力、根干重密度、根长密度和根表面积密度与最大茎蘖数均呈显著或极显著正相关，单株次生根数与单位面积成穗数呈显著正相关，而根系活力、根干重密度、根长密度和根表面积密度与单位面积成穗数均呈弱正相关或不相关；单株次生根数、根系活力、根干重密度、根长密度和根表面积密度与分蘖成穗率均呈显著或极显著负相关。这说明，冬小麦单株次生根数增加以及根系活力和根系形态数量性状提高有利于最大茎蘖数和单位面积分蘖成穗数的增加，但降低了分蘖成穗率。

• 小麦穗发育机制及影响因素的研究进展

  韦加固，杨佳庆，冉莉萍，董觐闻，吴雨阳，熊飞，余徐润

  小麦穗发育是一个复杂的形态建成过程，包括生长锥分化、幼穗器官分化、性细胞发育等。该过程不仅受多基因构成的网络调控，还会因外界环境因素（光照、温度、水分和营养供给等）的影响，表现出明显的可塑性。本综述旨在系统梳理和分析当前国内外关于小麦穗发育机制的研究结果，重点探讨小麦小穗分生组织分化和小花发育过程的基因调控特征，以及温度、水分和激素等非生物胁迫对小麦穗发育的影响，以探索小麦穗性状的遗传改良及栽培技术的优化。

• 迟播对小麦生长发育的影响及耐迟播小麦研究进展

  黎文龙，黄欣怡，高健祁，胡天宇，褚毅泽，高德荣，刘大同，熊飞

  近年来，由于全球气候变暖、前茬作物收获期推迟以及极端天气影响等一系列问题，小麦播种推迟，生长期缩短，严重影响小麦的高产稳产和国家粮食安全。迟播已经成为中国长江中下游麦区乃至黄淮麦区小麦产量和品质提升的主要限制因素。本文总结了迟播对小麦生长发育的影响以及耐迟播小麦的选育概况，并认为未来主要应从生理和遗传机制、遗传改良和栽培技术三个方面开展耐迟播小麦研究，以解决小麦迟播减产问题。