麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2026年第2期

• 蓝粒小麦籽粒灌浆期表达谱构建及粒色相关基因分析

  李祖春，黄晨曦，范京蠡，王浩，赵嘉宁，管悦，赵肖琦，王长有，刘新伦，赵继新，李停栋，陈春环，邓平川，吉万全

  蓝粒小麦的籽粒糊粉层中富含大量的花青素，对人类健康具有多种益处。为了解析其糊粉层中花青素的合成与调控的分子机制，利用农艺性状评估、分子标记、液相芯片技术及转录组分析等方法对蓝粒材料E10-2B与白粒材料E10-2W进行了比较。结果表明，相较于E10-2W，E10-2B的株高、穗长、千粒重和粒长分别降低了15.31%、17.93%、5.99%和4.40%。从分子标记和液相芯片分析结果看，E10-2B不仅含有完整的普通小麦染色体组，还附加了十倍体长穗偃麦草的4E染色体。E10-2B籽粒颜色在花后20~25 d间发生转变，花后25 d是花青素积累的关键时间点。通过转录组测序分析，花后20和25 d在E10-2B中分别出现了748和5 246个差异基因。经KEGG富集分析，花后25 d的差异基因富集到苯丙烷、类黄酮、花青素生物合成途径等通路，花青素合成通路此时被激活。通过参考公共数据库中蓝粒小麦材料Blue 1及其白粒对照White 1的转录组数据，两个蓝粒材料（B10-2B和Blue 1）中分别有77和21个花青素合成相关基因上调表达，涉及查尔酮合酶（CHS）、黄烷酮3-羟化酶（F3H）、MYB转录因子等。值得注意的是，两个蓝粒材料中有15个基因共同上调表达，占B10-2B上调基因的19.48%，其中3个F3′5′H基因（类黄酮3′,5′-羟化酶基因）和3个UFGT基因（类黄酮3-O-葡糖基转移酶基因）在两个蓝粒材料中均表现出高表达。这些共同上调的基因可能在蓝粒与白粒小麦的花青素积累差异中起关键作用。

• 小麦E3泛素连接酶基因TaPUB23克隆及功能分析

  李海，路云爽，师一峰，李宇翔，胡小平

  为探究小麦品种小偃6号高温全生育期抗条锈性分子机理，基于前期转录组测序结果，筛选到1个在条锈菌侵染及温度双重诱导下表达量显著上调的E3泛素连接酶基因TaPUB23，其序列全长1 272 bp，编码423个氨基酸，定位于细胞膜、细胞质和细胞核。病毒介导TaPUB23瞬时过表达能显著降低小偃6号植株对条锈病的抗性。利用酵母双杂交筛选到TaPUB23的互作靶标TaDJA7，TaPUB23可对靶标进行泛素化修饰，进一步通过荧光素酶互补（LCA）、双分子荧光互补（BiFC）及Pull-down试验验证了其互作关系。以上结果说明E3泛素连接酶TaPUB23通过泛素化修饰TaDJA7，从而调控小麦的高温抗锈性过程。

• 小麦TaNF-YB基因家族的鉴定及TaNF-YB-2基因的表达

  雷蕊伶1,2，姚立蓉1,3，汪军成1,3，司二静1,3，马小乐1,3，孟亚雄1,3，王化俊1,3，杨轲1,3，张宏1,3，李葆春1,2

  NF-YB作为一类关键的转录因子，在植物正常生长发育和逆境胁迫应答中发挥调控作用。本研究利用Hmmer和Blast鉴定小麦NF-YB家族成员，并对其蛋白理化性质、系统进化及基因结构等进行生物信息分析，以兰天134、陇紫麦1号和长6878等小麦为材料，分析了苗期TaNF-YB-2基因在干旱胁迫和盐胁迫下的表达模式。结果表明,小麦全基因组中共鉴定出10个TaNF-YB家族成员，依次命名为TaNF-YB-1~TaNF-YB-10，编码蛋白均为不稳定的酸性蛋白。普通小麦中的TaNF-YB家族成员与斯卑尔脱小麦中的NF-YB家族成员具有较高的相似性，属于进化保守型。TaNF-YBs基因主要位于第一和第四同源群，且存在5组基因呈现共线性特征。顺式作用元件分析显示TaNF-YB基因家族与胁迫响应有关。干旱和盐胁迫处理后，TaNF-YB-2基因在小麦根系和叶片中表达量均呈上升趋势；干旱处理下，3份抗旱小麦材料（兰天134、陇紫麦1号和长6878）中TaNF-YB-2基因的相对表达量始终显著高于2份干旱敏感型材料（西科麦518和兰航选121）；盐胁迫下处理4 h后的叶片和处理6 h后的根系中，3份耐盐小麦材料（兰天134、陇紫麦1号和长6878）中TaNF-YB-2基因的相对表达量均持续显著高于2份盐敏感型材料（西科麦518和兰航选121）。

• 263份黄淮南片麦区小麦新品种（系）粒重相关基因的等位变异鉴定

  王羽，郭昱潇，孙天一，郭鑫鑫，林鹏威，陈怡萱，郭瑞，李怡姿，陈杰，张亚婕，郑宏远

  千粒重是现代小麦育种中遗传改良取得显著进展的关键产量构成因素之一，深入研究控制小麦粒重的重要基因及其功能至关重要。 本研究利用5个控制小麦粒重的相关基因TaSus2 2B、TaGW8 B1、TaCwi A1、TaGS D1和TaGW2 6A的分子标记对2023—2024年度参加国家黄淮南片麦区试验的263份小麦新品种（系）进行检测。 在263份小麦品种（系）中，各粒重相关基因均以组合形式存在，5个基因的优异单倍型共有9种组合类型，分别为TaGW8 B1a+TaGW2 6A A、TaSus2 2Ba+TaGW8 B1a+TaGW2 6A A、TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaCwi A1a、TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaGW2 6A A、TaGW8 B1a+TaCwi A1a+TaGW2 6A A、TaSus2 2Ba+TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaGW2 6A A、TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaCwi A1a+TaGW2 6A A、TaSus2 2Ba+TaGW8 B1a+TaCwi A1a+TaGW2 6A A、TaSus2 2Ba+TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaCwi A1a+TaGW2 6A A。其中，TaSus2 2Ba+TaGW8 B1a+TaGW2 6A A组合分布频率最低，为1.90%；TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaCwi A1a+TaGW2 6A A组合分布频率最高，为31.56%。进一步对2023年度种植在郑州和驻马店、2024年度种植在新乡的3个环境下各品种（系）籽粒性状进行考察和分析发现，在这9种基因组合类型中，TaGW8 B1a+TaGW2 6A A类型对提高小麦粒重的效应较低,而聚合5个粒重优异基因的组合类型TaSus2 2Ba+TaGW8 B1a+TaGS D1a+TaCwi A1a+TaGW2 6A A对小麦粒重的提升效应较高。这说明增加粒重优异基因(单倍型)数量能有效提高黄淮麦区小麦品种的粒重。

• 小麦品种（系）抗白粉病基因的鉴定

  李峰，蔡岳，赵智勇，任文斌，范建春，张安红

  小麦白粉病是严重危害小麦生产的重要病害。本研究采用分子标记和基因测序技术对40份小麦品种（系）共17个已克隆或常用抗白粉病基因的组成及序列变异进行了分析。供试材料15个基因位点（Pm1、Pm2、Pm3、Pm4、Pm6、Pm8、Pm12、Pm17、Pm21、Pm24、Pm30、Pm38、Pm52、Pm60、Pm69）的标记检测结果显示，在5个位点上检测到已知抗白粉病基因Pm2、Pm6、Pm8、Pm30和Pm52，以单基因或基因聚合形式存在，其中Pm2、Pm6、Pm8、Pm30的阳性率分别达35%、20%、20%和10%。同时携带Pm2和Pm6的材料有5个，分别为运麦2008、济麦22、中麦30、GA20015和良星99；同时携带Pm8和Pm30的材料是运黑1619和晋紫麦33。使用基因全长特异引物对40份小麦材料中的广谱抗病基因Pm46进行高保真扩增后发现，有34份材料能够扩增出稳定单一的目标条带（4 708 bp），其余6个无扩增产物的材料均为特色小麦。经分子标记检测，这6份材料均携带4Ag（4E）染色体，是蓝粒基因Ba1（ThMYC4E）的供体。通过对34份材料的Pm46基因进行基因测序及单倍型分析，共检测到3种单倍型，均为感病等位基因。利用测序和分子标记辅助选择对供试材料中的Pm5基因进行了等位变异分析，只有临糯178携带Pm5的抗病等位基因Pm5b，未检测到抗病等位基因Pm5e。经表型鉴定，携带提莫菲维小麦Pm6和携带蓝粒小麦4Ag染色体的种质对运城本地白粉菌生理小种表现出较好的抗病性，能够进一步用于未来的小麦遗传改良。

• 小麦矮秆突变体豫同194的突变位点鉴定及矮化效应分析

  陈晓杰，赵婉，王宏正，马旭辉，王嘉欢，程仲杰，张建伟，张福彦

  为明确矮秆突变体豫同194的变异位点、矮秆基因组成及矮化效应，以其亲本周麦18为对照，采用外显子捕捉测序验证其突变真实性并挖掘变异位点，开展矮秆基因分子检测、苗期赤霉素(GA3)敏感性试验及株高与产量性状分析。结果表明，豫同194与周麦18遗传一致性为99.63%，差异SNP主要富集于2B（52.62%）、5A（11.49%）和2D（6.25%）染色体，其中2B染色体上96.93%的差异位点（253个）集中分布于4个区段（总长38.42 Mb）。两者均携带Rht2、Rht9和Rht24基因，豫同194另携带Rht8基因。两者均对外源GA3不敏感，符合Rht2+Rht24组合的赤霉素响应特性。在不同种植条件下豫同194株高均显著低于周麦18（点播降低9.83%，小区降低11.98%），矮化主要源于基部3个节间和倒2节间的显著缩短（降幅12.09%~29.08%）；矮化未对穗粒数、千粒重等产量性状产生明显负效应，反而使分蘖成穗率显著提高（点播单株分蘖增加15.5%，小区穗数增加8.63%），增产3.88%。由此可见豫同194作为周麦18矮秆突变体，在协同降低株高与提升产量方面具有潜在应用价值。

• 近20年中国弱筋小麦品种产量和品质变化趋势分析

  王强，吴柳格，张鑫，邓艾兴，宋振伟，张卫建，郑成岩

  为了解近20年中国弱筋小麦品种产量和品质变化趋势及性状之间的相关性，明确弱筋小麦品种更替过程中产量与品质的演变规律，系统收集了2000—2024年中国弱筋小麦主要生产省份和直辖市审定的174个弱筋小麦品种的产量和品质数据，基于冬小麦生产区划将上述品种分为长江中下游冬麦区和西南冬麦区的弱筋小麦，对其产量、产量构成因素和品质指标进行了分析。结果表明，近20年中国弱筋小麦品种审定数量变化呈现波动上升趋势，长江中下游冬麦区和西南冬麦区分别审定弱筋小麦品种71个和103个，平均每年分别审定3.55个和5.15个。产量和品质演变呈现区域异质性，长江中下游冬麦区产量均值较高，但呈降低趋势；西南冬麦区产量呈逐年增加趋势，年增长幅度为0.01 t·hm-2。长江中下游冬麦区弱筋小麦品种蛋白质和湿面筋含量随时间呈下降趋势，每年分别显著降低0.06%和0.20%；西南冬麦区弱筋小麦蛋白质和湿面筋含量呈上升趋势，每年分别提高0.05%和0.06%。经相关性分析，长江中下游冬麦区和西南冬麦区弱筋小麦穗数和千粒重与产量呈显著正相关；弱筋小麦蛋白质与湿面筋含量呈极显著正相关。穗数是长江中下游冬麦区弱筋小麦高产的重要基础，但是要通过育种和栽培技术措施提高穗粒数和千粒重以进一步提升产量；西南冬麦区重点在于增加穗数，同时优化栽培管理措施提高小麦加工品质，可实现产量和品质的协同提升。

• 2010-2024年江苏淮南麦区省审小麦品种表型性状及亲缘关系分析

  宋桂成,张鹏,徐瑶,王化敦,姜朋,何漪

  为给江苏省淮南高产优质绿色小麦新品种选育提供参考，对2010-2024年江苏省审定的116个淮南麦区小麦品种的农艺性状（生育期、株高、穗数、穗粒数、千粒重、抗病性）和品质性状进行了系统分析，追溯品种的系谱信息，利用亲缘关系和聚类分析对其遗传关系进行探讨。结果表明，2010-2024年江苏淮南麦区审定小麦品种的农艺性状和品质性状呈现显著改良趋势，平均生育期207 d，较早期品种缩短3~5 d；株高稳定在80~88 cm之间，平均84.51 cm；产量三要素中，每公顷穗数增加4.31%，千粒重提高9.64%，穗粒数保持相对稳定；品质改良向中强筋方向发展，中强筋小麦品种明显增多。抗病性方面，保持中抗赤霉病，白粉病和黄花叶病毒病抗性增强，但抗纹枯病的品种仍较为缺乏。经遗传关系分析，116个品种的6 670对组合的遗传相似系数（COP）变化范围为0~0.66，平均COP为0.32。基于亲缘关系的聚类分析将供试小麦品种划分为4个类群，其中宁麦9号、宁麦13、扬麦158、镇麦9号和镇麦168等骨干亲本及其衍生品种构成三大核心群，含86.21%的审定品种。综合来看，江苏省淮南麦区品种的产量和品质性状有显著提升，但遗传基础相对狭窄，宁麦9号、扬麦158、镇麦9号等骨干亲本被反复利用，新的外源亲本引入较少，致江苏省淮南育成品种的遗传多样性不足。

• 太谷核不育DsRed/RUBY双色报告系统的尝试

  徐宁瑶，郑科，周晓楠，王海庆

  太谷核不育小麦作为中国特有的重要种质资源，在小麦育种中做出了重要贡献。为进一步挖掘其潜能，利用分子生物学技术，以编码红色荧光蛋白的DsRed和色素合成相关的RUBY基因为报告系统，对太谷核不育性状（Ms2）在种子时期进行鉴别，同时引入单拷贝Rht-D1b半矮秆基因，获得半矮化的种子可视化鉴定的雄性不育小麦。结果表明，通过对获得的转基因小麦植株及其后代的鉴定，红色荧光蛋白在小麦胚中高效表达且稳定遗传，虽然未能观察到RUBY报告基因的表达，但仍可通过红色荧光蛋白实现对雄性不育性状的有效鉴别，具有红色荧光的不育种子与无荧光的可育种子符合1∶1分离比，红色荧光籽粒所获得的T1植株均为矮秆不育株，无荧光籽粒的都为非矮秆可育植株，说明DsRed、Ms2和Rht-D1b紧密连锁。由此可见，本实验所构建的报告系统不仅可以在种子阶段通过对籽粒荧光进行育性分选，同时引入半矮秆基因克服了目前常用的矮败小麦植株过低的问题，可为杂种小麦生产和轮回选择育种提供新工具。

• 病小穗率及镰刀菌相对丰度与小麦赤霉病DON毒素累积相关性研究

  丁芮，周佳，王楚义，任宇航，王强，胡小平，商文静

  为明确病小穗率、镰刀菌相对丰度与小麦赤霉病DON毒素累积的关系，2023年从江苏、湖北、安徽、河南和陕西5省份11个环境中自然发病麦田采集128个小麦穗样本，统计了样本病小穗率，划分病害严重度等级，同时利用高通量测序和LC/MS技术测定了镰刀菌相对丰度和DON毒素含量，并对三者的相关性进行了分析。结果表明，病小穗率、镰刀菌相对丰度与DON毒素含量间均呈极显著正相关（P＜0.001）；严重度为4级的样本中镰刀菌相对丰度显著高于0级和1级（P＜0.05），严重度为4级的样本DON毒素平均含量显著高于其他等级，且在严重度为1、2、3级样本间，镰刀菌相对丰度和DON毒素平均含量均无显著差异，病小穗率比严重度等级更适合用于评估小麦穗中的镰刀菌相对丰度和DON毒素含量。经多元线性回归分析，病小穗率和镰刀菌相对丰度对DON毒素累积的共同影响大于单一因子（R2=0.364），二者可能同时在DON毒素含量预测模型的构建中发挥重要作用。

• 小麦MYB转录因子挖掘及功能研究进展

  高玉姣，夏伟羿，戴梦清，王永刚，马海港，戴毅，马鸿翔

  小麦是重要的粮食作物之一，重要基因挖掘和功能解析对小麦品种改良和分子育种具有重要意义。MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一，在植物生长发育、代谢以及生物与非生物胁迫的抗性等方面具有重要调控作用。MYB转录因子功能与作用研究是小麦基因功能研究热点之一，但与拟南芥、水稻等植物相比，小麦MYB研究仍较为有限。随着高通量测序技术的发展，小麦基因组数据的完善，目前已经在小麦基因组中鉴定出719个MYB转录因子，其中R2R3型MYB占主导地位。MYB转录因子家族成员在小麦生育期各个阶段发挥重要作用，调控了干旱、盐碱、营养元素缺乏、病虫等逆境胁迫抗性基因表达，多数MYB基因对抗性表现为正向调控，部分存在负向调控效应，表明MYB家族成员在小麦的逆境适应机制中具有复杂的调控模式。本文综述了小麦MYB转录因子的发掘、分类和生物学功能最新进展，同时提出了今后应进一步完善MYB家族进化分类、挖掘其调控的目的基因、明确其功能和作用机制，为MYB转录因子在小麦分子育种中的应用提供帮助。

• 天然/化学抑制剂对小麦生长、养分吸收及产量的影响

  康丽霞，胡丹，罗维贵，唐嘉俊，李彬立，易姚文，刘涛

  为探明天然/化学抑制剂对滴灌麦田的增效作用，设置不施氮(CK)、单施氮肥(U)、氮肥配施化学硝化抑制剂(U+CP)、氮肥配施天然硝化抑制剂(U+MHPP)、氮肥配施化学硝化抑制剂与脲酶抑制剂(U+CP+NBPT)、氮肥配施天然硝化抑制剂与脲酶抑制剂(U+MHPP+DATS)6个处理，分析其对小麦光合性能、生物量积累、养分吸收及产量的影响。结果表明，与U处理相比，各抑制剂处理均提高了小麦叶片SPAD值、各器官生物量以及氮、磷和钾的吸收量，尤其是穗轴+颖壳+籽粒的养分积累更为显著。2022年和2023年，各抑制剂处理下小麦成熟期穗轴+颖壳+籽粒氮素吸收量较U处理分别提高13.17%~19.38%和11.59%~15.68%，磷素吸收量分别提高14.26%~21.95%和9.84%~18.74%，钾素吸收量分别提高12.92%~24.61%和9.91%~22.41%。各抑制剂处理的小麦产量较U处理虽有提高但变化不显著，氮肥利用效率提高20.10%~36.14%。天然抑制剂处理(U+MHPP和U+MHPP+DATS)的光合能力、生物量、养分吸收及产量略低于化学抑制剂处理(U+CP和U+CP+NBPT)，但差异不显著。综合来看，氮肥配施天然/化学抑制剂均可促进小麦光合产物的积累和养分吸收，显著提高麦田氮肥利用效率，天然抑制剂的应用效果弱于化学抑制剂但差异不显著，且抑制剂的联合施用效果优于单一施用。

• 基于无人机视频流的小麦穗数精准监测研究

  韩桐鹤，张博涵，费帅鹏，李雷，孙海艳，王多霞，孟亚雄，肖永贵

  为了解利用深度学习技术实现小麦穗数高效精准测定的可行性，选取黄淮冬麦区10个小麦主栽品种（泛麦8号、周麦36、中麦895、马兰1号、新麦26、豫麦49、济麦22、中麦578、郑麦1860和中麦255），设置120 万、240万和360万株·hm-2三个种植密度，采用YOLO v5、YOLO v6、YOLO v8和YOLO v10四种深度学习算法，构建通过视频流实时识别计数小麦穗数的模型，并以小麦品种中麦578的生产田群体（300万株·hm-2）进行预测精度验证。结果表明，不同模型损失函数起点和下降幅度均存在差异，各模型对麦穗的检测性能均随迭代次数的增加而提升。在训练时间和检测效率方面，YOLO v6和YOLO v10模型速度较快，但检测性能和准确率均低于YOLO v5和YOLO v8。YOLO v5和YOLO v8模型耗时相对较长，但YOLO v8模型的召回率、F1分数、平均精度及准确率表现最佳，分别为90.90%、93.00%、97.20%和88.00%。YOLO v8模型识别穗数与真实计数的相关性随种植密度增加而降低，在三个种植密度下r2分别为0.92、0.81和0.79。经生产田群体验证，综合考虑r2、RMSE和MAE值，YOLO v8模型相对其他模型在小麦灌浆各阶段的穗数识别中表现最稳定，识别穗数精度最高；在视频流中YOLO v8模型检测穗数的r2最高，达到0.90。这说明YOLO v8模型在小麦群体穗数识别方面具有较高的可靠性，受种植密度、品种和穗数发育阶段影响较小，在复杂田间环境下同样表现出较好的鲁棒性和高效性，适用于产量预测、育种研究、栽培管理等场景。