麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2026年第5期

• 小麦 黑麦1BL·1RS易位品种（系）中的1RS结构变异探析

  郭婧琦，熊自颖，符书兰，张怀渝，唐宗祥

  为了探究小麦 黑麦1BL·1RS易位品种（系）中的1RS结构差异，以1BL·1RS易位品种南麦618为亲本，分别与矮抗58、川农17、兰考矮早8等13个1BL·1RS易位品种（系）和1个7DL·1RS易位品种鲁麦8号杂交，获得14组F1植株。使用根据串联重复序列pSc119.2、pSc200和pSc250设计的高GC含量寡核苷酸探针Oligo-119.2-2、200G、250G和高AT含量寡核苷酸探针Oligo-119.2-3、200T、250T，对F1植株根尖中期染色体进行ND-FISH分析。结果表明，除Oligo-119.2-3无信号外，其余5个探针都在不同来源的1RS上产生不同强弱信号。探针200G和200T在1RS上产生的信号呈现一致的强弱变化，而250G和250T体现的变异不一致。250T在不同来源1RS上的信号强弱不同，而250G在相应1RS上的信号强度相似。这说明不同品种中1RS的pSc250家族串联重复序列的GC和AT碱基含量存在差异。根据探针在1RS上的信号强弱变化，可以将这15个小麦品种（系）中的1RS分为4种结构类型。本研究结果显示了1RS的结构多样性，丰富了对中国小麦品种（系）中1BL·1RS易位染色体的认识。

• 小麦和偃麦草TIR基因家族的系统鉴定与表达分析

  秦子怡，刘姣姣，凌宏清，马省伟

  含toll/白介素-1受体（TIR）结构域的基因是植物免疫系统的重要组分。然而，小麦和偃麦草中TIR基因家族迄今尚缺乏系统研究。本研究基于基因组和转录组数据，对普通小麦、二倍体长穗偃麦草、中间偃麦草及十倍体长穗偃麦草中的TIR基因进行了系统鉴定，并分析了它们的进化关系与表达模式。结果表明，普通小麦、二倍体及中间偃麦草的TIR基因在数量和结构上高度保守，每个亚基因组均包含4个成员（TIR1、TNP1、TNP2和TNP3）。十倍体长穗偃麦草基因组中，TIR基因发生了显著扩张，共鉴定出54个，其中尤以TpTIR1类基因发生了大量扩张。经表达谱分析，TNP1基因在多种组织中呈高丰度组成型表达，说明该类基因可能参与调控植物生长发育；TIR1基因在接种白粉菌和条锈菌时几乎不表达，而在禾谷镰刀菌侵染后表达显著上调。研究结果揭示了小麦和偃麦草TIR基因家族的组成和进化特征，为进一步研究TIR基因家族的功能分化提供了重要线索。

• 小麦谷氨酸脱羧酶基因家族鉴定和表达特征分析

  罗序俊,苏畅,吕欣倩,黄亮,李成云,胡洋山

  谷氨酸脱羧酶（GAD）是催化谷氨酸脱羧的裂解酶，在植物减轻活性氧积累、应对逆境胁迫等方面发挥重要作用。本研究对小麦TaGAD基因家族成员进行全基因组鉴定，并分析其结构特征、miRNA靶向关系、外源激素IAA、MeJA、ABA、SA和H2O2处理的响应情况，以及生物胁迫条锈菌侵染下诱导GAD基因家族的表达特征。结果表明，小麦基因组中共有19个TaGAD基因，分布于7条染色体上；该家族多数含有吡哆醛（Pyridoxal_deC）保守结构域；通过miRNA靶基因预测，TaGAD的表达可能受到miRNA的翻译水平调控。经转录组分析，TaGAD9-3B、TaGAD11-3D、TaGAD4-2B和TaGAD2-2A基因在小麦不同发育阶段和组织中呈现相对较高的表达，且在干旱和高温胁迫下显著变化。通过实时荧光定量PCR分析发现，小麦TaGAD基因表达量在外源物质处理和条锈菌侵染诱导下存在差异，其中TaGAD4-2B在IAA诱导下表达量上调最明显，超过300倍，TaGAD7-3A在SA诱导下表达量变化最高，上调24倍；在条锈菌生理小种CYR32侵染诱导下，TaGAD15-4A、TaGAD19-4D的表达量上调相对较高，分别上调13倍和12倍，显著高于其他家族成员。本研究通过对小麦TaGAD基因家族的系统鉴定、特征分析、表达谱分析和胁迫响应定量检测等，为后续深入研究小麦TaGAD家族成员的功能奠定基础。

• 小麦耐低温相关NAC转录因子分析与表达

  马艳，王化俊，杜佛力，汪军成，张宏，司二静，杨轲，孟亚雄，马小乐，姚立蓉，李葆春

  为探究小麦耐低温相关NAC转录因子的功能特性，选用耐低温品种蚂蚱麦和低温敏感品种济麦22进行转录组测序，筛选出31个可能与耐低温相关的NAC转录因子基因家族成员。生物信息学分析显示,31个TaNAC蛋白中12个为碱性蛋白（pI>7），其余均为酸性蛋白（pI<7）；所有蛋白均呈亲水性，主要定位于细胞核，二级结构以无规则卷曲为主。共线性分析表明，小麦与水稻的NAC转录因子基因之间具有较多的共线性关系。启动子分析发现，这些NAC转录因子基因的启动子区含有多种参与逆境胁迫及激素响应的顺式作用元件，其中TaNAC048-A1基因所含此类调控元件数量最为丰富。低温胁迫下，蚂蚱麦中TaNAC048-D1、TaNAC048-A1、TaNAC015-B4、TaNAC039-D1、TaNAC104-D2、TaNAC048-B1、TaNAC001-B1和TaNAC001-A1均显著上调表达；济麦22中，TaNAC048-D1、TaNAC039-D1和TaNAC104-D2基因表达显著上调，TaNAC048-B1基因表达显著下调，其余4个基因的表达无显著变化。采用qRT-PCR验证转录组测序数据，这些TaNAC转录因子基因可能在小麦低温胁迫响应中发挥重要作用。

• 小麦TaDGAT基因克隆及其在花药发育中的潜在功能分析

  陈昌静，英圣凯，徐盈盈，翟诺，刘子涵，刘永杰，张立平，廖祥政，孙清鹏，白建芳

  为探究二酰甘油酰基转移酶（diacylglycerol acyltransferase, DGAT） 在小麦光温敏雄性不育系花药发育中的潜在功能，以小麦光温敏核雄性不育系BS366为材料，根据前期转录组测序结果筛选出TaDGAT（TraesCS1A02G125300）基因，在BS366中克隆获得拷贝序列，利用生物信息学分析预测TaDGAT基因及其编码蛋白质的结构与功能特征。结果表明，该基因开放阅读框（ORF）为1 542 bp，共编码513个氨基酸，根据蛋白质结构推测该蛋白为O 酰基转移酶。经过多序列比对与系统发育树分析，该基因（蛋白）在小麦与大麦中亲缘关系最近，且miR398、miR169等miRNAs可能与TaDGAT互作参与脂代谢过程，进而调控花药发育；该蛋白主要与O 酰基转移酶等脂质代谢途径中的关键蛋白互作。亚细胞定位预测TaDGAT位于细胞膜和高尔基体，参与生物膜的形成。经表达模式分析，TaDGAT在各组织均有表达；其在可育环境下的花药中表达不高，但在不育环境下则高表达，说明该基因与花粉形成密切相关。本试验结果为研究DGAT基因在小麦中的功能提供一定的参考。

• 二系杂交小麦光合特性研究及杂种优势分析

  孙辉，侯起岭，苑少华，岳洁茹，郝小聪，陈津赛，白秀成，秦志列，张风廷

  为了探索不同二系杂交小麦组合及其亲本光合特性与杂种优势表现，以4个小麦光温敏不育系、4个恢复系及其对应的16个杂交小麦组合和常规小麦品种中麦175（对照）为研究材料，在大田种植条件下测定小麦叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、叶绿素荧光参数（Fv/Fm）等光合特性指标，调查成熟期农艺性状，分析杂交小麦光合特性、农艺性状的杂种优势和相关性。结果表明，不育系、恢复系、杂交组合和对照间Tr和Ci存在极显著差异，Pn、Gs和Fv/Fm差异不显著。不育系和杂交组合光合特性从孕穗到花后20 d的变化趋势比较接近，不育系、恢复系、杂交组合的Pn、Tr、Gs和Ci均在抽穗期出现最高值。光合特性超中亲优势组合比例为56.25%~93.75%，超高亲优势组合比例为31.25%~81.25%，超对照优势组合比例为12.50%~93.75%，Tr和Gs超高亲和超对照优势最显著。农艺性状超中亲优势组合比例为50.00%~100.00%，超高亲优势组合比例为18.75%~75.00%，超对照优势组合比例为18.75%~100.00%，每平方米穗数和产量超高亲和超对照优势最显著。杂交小麦Gs与Ci呈极显著正相关，Pn与Gs呈显著正相关；杂交小麦与恢复系Tr 、Gs和Ci呈显著负相关，与中亲值Tr、Gs和Fv/Fm呈显著负相关；杂交小麦穗长与旗叶面积、穗粒数与旗叶面积、穗粒数与穗长、产量与千粒重均呈显著正相关；杂交小麦Pn、Gs和Ci与千粒重呈显著正相关，Gs和Ci与产量呈显著正相关，Tr与旗叶面积呈显著正相关，Fv/Fm与穗长呈极显著负相关。由此说明，二系杂交小麦光合特性和农艺性状均表现出显著的杂种优势，部分光合特性指标与产量性状呈正相关，可用于指导高产高光效杂交小麦组合的选育。

• 禾谷镰刀菌木聚糖酶FGSG_03624互作蛋白筛选及其与小麦通用应激蛋白TaUSP-1A的互作分析

  刘洋，白裔凡，陈孝月，司红起，蔡华

  禾谷镰刀菌木聚糖酶FGSG_03624在侵染小麦过程中具有破坏细胞壁并诱导细胞坏死激活免疫反应的双重功能。为进一步解析FGSG_03624激发免疫的分子机制，通过生物信息学预测和烟草叶片瞬时表达对FGSG_03624进行了亚细胞定位分析；以FGSG_03624为诱饵蛋白进行酵母双杂交，从禾谷镰刀菌侵染的小麦安农1589穗部cDNA文库中筛选互作蛋白，经回转实验、荧光素酶互补实验和双分子荧光互补实验进一步验证蛋白互作关系；利用qRT-PCR分析候选互作蛋白响应基因TaUSP-1A的表达，并鉴定转TaUSP-1A基因拟南芥的抗病性。结果表明，FGSG_03624为位于细胞壁和/或细胞间隙的分泌蛋白，后续需采用分裂泛素系统膜体系酵母双杂交技术筛选其互作蛋白。以pBT3STE-FGSG_03624为诱饵载体，在添加12 mmol·L-1 3-AT的条件下筛选小麦cDNA文库，共获得40个可能与FGSG_03624互作的蛋白，功能涉及转录调控、信号传导、胁迫响应、膜运输和植物-病原菌互作等方面。其中，与胁迫响应相关的小麦通用应激蛋白TaUSP-1A被证实与FGSG_03624互作。TaUSP-1A基因在禾谷镰刀菌侵染后上调表达，在拟南芥中过表达TaUSP-1A基因能增强植株对病原菌的抗性。以上结果说明，FGSG_03624可能通过与TaUSP-1A等寄主蛋白互作激发小麦免疫反应。

• 小麦花青素合成调控机制与育种研究进展

  马旭辉，赵婉，王嘉欢，程仲杰，陈晓杰，张福彦

  花青素是赋予小麦紫色/蓝色籽粒的重要生物活性成分，其强抗氧化活性在提升小麦营养品质和功能价值方面具有重要意义。本文概述了花青素的化学特性及其对人体健康的潜在功效，系统阐述了花青素的生物合成过程中关键结构基因的功能，以及由MYB、bHLH、WD40等转录因子构成的复杂调控网络，总结了中国传统育种技术和基因工程技术在花青素小麦育种的应用，展望了融合全基因组选择、多组学大数据挖掘与人工智能预测模型的智能分子设计育种新策略。本文旨在为实现小麦高产稳产与高营养价值协同改良的功能型新品种培育提供理论基础与技术支持。

• 干旱胁迫对滴灌春小麦抗倒伏能力及产量的影响

  赫芳芳，王荣荣，张耀元，蒋桂英，柳林君，李彦德，徐红军

  为明确生育期干旱胁迫对滴灌春小麦抗倒伏能力及产量形成的影响，采用裂区设计，以水分不敏感型品种新春6号（XC6）和水分敏感型品种新春22号（XC22）为主区，以生育期间干旱胁迫处理为副区，设置正常灌溉（CK，75%～80% FC，FC为田间持水量）、分蘖期和拔节期轻度干旱（T1、J1，60%～65% FC）以及分蘖期和拔节期中度干旱（T2、J2，45%～50% FC）5个处理。通过分析5个伸长节间（I1、I2、I3、I4、I5）形态特征及基部第二节间解剖结构，探讨干旱胁迫对滴灌春小麦抗倒伏能力和产量形成的调控效应。结果表明，J1处理显著改善了两品种的抗倒伏相关性状（P＜0.05）。与CK相比，J1处理下两品种5个伸长节间的茎粗、壁厚、茎秆充实度和抗折力分别提高1.89%～10.90%、15.38%～56.41%、47.84%～175.70%和18.98%～58.74%；基部第二节间大维管束和小维管束数目分别提高28.00%～34.62%和28.57%～38.10%，大维管束和小维管束面积分别提高92.88%～98.79%和45.60%～74.89%，机械组织厚度提高45.56%～59.11%，各节间抗倒伏指数提高26.67%～75.00%。壁厚、抗折力、茎秆充实度和抗倒伏指数均表现为自I1至I5依次下降。两品种比较，XC6在形态性状、维管束及机械组织方面具有优势，其各节间抗倒伏指数较XC22提高10.34%～80.00%，且对轻度干旱响应更积极。T1处理下两品种产量最高，其中XC6较XC22高5.74%。经相关分析与通径分析，穗长和I5节间壁厚对产量形成具有较大促进作用；在抗倒伏指数形成中，I1节间抗折力和壁厚起正向作用，而I2节间长度过长不利于抗倒伏。以上结果说明在新疆绿洲农业区，拔节期轻度干旱（J1）有助于提高滴灌春小麦茎秆抗倒伏能力，分蘖期轻度干旱（T1）有助于提高产量。

• 种植密度对不同品种春小麦产量形成的影响

  倪行健，徐静茹，周婵婵，吴周周，刘佳欣，黄元财，王术，丰明，王英杰

  为明确种植密度对不同春小麦品种产量形成的影响，以辽春18、辽春43和沈麦155为材料，设置5个种植密度处理，分别为375万、525万、675万、825万和975万株·hm-2（记为D1、D2、D3、D4和D5），比较分析了不同种植密度对春小麦产量及其构成因素、SPAD值、干物质积累与分配、叶面积指数（LAI）、粒叶比及光合特性的影响。结果表明，种植密度对春小麦产量及其构成因素具有显著调控作用，且品种与密度间存在显著互作效应。随着种植密度增加，3个春小麦品种单位面积有效穗数呈显著增加趋势；而穗粒数和千粒重总体呈下降趋势；产量总体呈先增后降趋势，辽春18和沈麦155均在D4下产量最高，分别为8 206.62和5 057.74 kg·hm-2，辽春43在D2下产量最高，为7 191.61 kg·hm-2；花前干物质转运量、花前干物质转运效率、花前干物质对籽粒产量贡献率、花后干物质积累量、花后干物质对籽粒产量贡献率和旗叶SPAD值总体均呈先升高后降低趋势,且均在D3或D4下达最大；LAI、粒数叶比、粒重叶比、旗叶胞间CO2浓度、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈先升高后降低趋势。综合来看，辽春18和沈麦155的适宜种植密度为825万株·hm-2，辽春43的适宜种植密度为525万株·hm-2。

• 化学氮肥减施优化对砂姜黑土麦田土壤氮平衡的影响

  潘秀燕，王春兰，张歆玥，丁静丽，任志杰，许纪东，郑念，王辉，刘高远

  为明确不同比例氮肥优化减施下砂姜黑土麦田土壤氮平衡特征，以小麦为研究对象，设置无氮（NN）、常规施氮（CN）、化学氮肥减施10%和20%（R1N、R2N）以及有机肥替代20%和30%化学氮肥（R2NM、R3NM）6个处理，通过2022—2023年和2023—2024年连续两季小麦田间试验，分析小麦产量、氮素表观利用率和0~100 cm土层无机氮（Nmin）残留的变化，并对麦田土壤氮平衡进行了系统评价。结果表明，与CN处理相比，不同年份R1N处理小麦产量均无显著变化，而2023—2024年R2N处理产量显著降低8.36%；2022—2023年R2NM和R3NM处理产量与CN处理差异不显著，而2023—2024年分别显著提高7.56%和6.74%。与CN处理相比，不同年份R1N和R2N处理氮素表观利用率均无显著变化，而R2NM和R3NM处理均显著提高，其中2022—2023年分别增加8.8和7.0个百分点，2023—2024年分别增加11.7和9.1个百分点。在土层Nmin残留方面，与CN处理相比，不同年份R1N和R2N处理均无显著变化，而R2NM和R3NM处理均显著提高了0~20 cm土层Nmin残留量，并在2023—2024年显著提高了20~40 cm土层Nmin残留量；不同处理（除NN外）在40~100 cm土层Nmin残留量之间均无显著差异。基于连续两季麦田土壤氮平衡评价结果，R2NM和R3NM处理氮素表观利用率较CK处理分别显著提高10.2和8.0个百分点，氮素表观损失率显著降低15.9和15.1个百分点，但氮素表观残留率无显著变化。本研究条件下，有机肥替代20%或30%化学氮肥能够在实现小麦稳产增产的基础上，提高砂姜黑土麦田氮素表观利用率并降低氮素表观损失率，对维持和改善土壤氮平衡具有积极作用。

• 基于APSIM模型的晋北饲用燕麦产草量与季后气候资源对未来气候情景下早播的响应

  何世佳，贾晓怡，刘鹏，成华强，杨轩

  为探讨未来气候变化条件下燕麦稳产和获取更多主栽作物季后气候资源的途径，基于APSIM（agricultural production systems simulator）作物模型，通过将晋北地区6个地点播期提前0、10、20、30 d，模拟评估在不同气候情景下饲用燕麦的产草量及季后气候资源对早播的响应。结果表明，在未来气候变暖背景下，适度早播（提前10 d）可在燕麦产草量无显著损失的前提下，增加收获后至霜冻前的气候资源（季后积温1 200~1 800 ℃、降水55~188 mm和辐射量861~1 523 MJ·m-2），从而提高气候资源利用效率。早播对燕麦产草量的直接影响较小，但有助于燕麦生产的稳定性与资源增效，因而适时早播可作为晋北地区应对气候变暖、提升资源利用效率的有效田间管理措施。

• 1994-2023年度河北沧州滨海旱碱麦生长季气候资源变化特征

  魏秀梅,秦俊灵,任妙春,魏瑞江，李琛,牟凤军,邹林林

  基于河北沧州滨海旱碱麦主要种植区1994—2023年度逐日气象资料及农业气象试验站旱碱麦生育期资料，采用线性倾向估计、Mann-Kendall（M-K）趋势检验和突变检验、Pearson相关分析等方法，系统分析旱碱麦全生育期及关键生育阶段降水、日照、热量资源变化特征，并明确影响旱碱麦产量的关键气象因子。结果表明，河北沧州滨海旱碱麦全生育期降水呈增加趋势，结合播种年夏季及播前降水量，全部年份自然降水均能够满足旱碱麦需水要求，但各生育阶段差异显著，播种—越冬期、越冬—返青期、返青—抽穗期和抽穗—成熟期降水能够满足需水要求的年份占比分别为76.7%、66.7%、1.4%和26.7%。全生育期及灌浆期日照时数呈增加趋势，灌浆期日照时数在2009年发生突变，突变前后年日照时数相差358 h，灌浆期日照时数历年平均为9.1 h·d-1，光照充足。生长季>0 ℃积温呈极显著增加趋势，76.7%的年份在2 000 ℃以上，＜0 ℃负积温有50%的年份在200 ℃以内，但冬季最低气温呈显著下降趋势，有43.3%的年份低于-15 ℃；灌浆期日较差90%的年份在11.5~13.5 ℃之间，其中2010—2016年度减少显著。灌浆期日最高气温>32 ℃日数显著增加而日最高气温>35 ℃日数减少。旱碱麦产量与全生育期降水、播种年夏季降水、播前降水、返青—抽穗期降水、全生育期及灌浆期日照时数均呈显著正相关。水分是限制河北沧州滨海旱碱麦的主要因子，需通过精准灌溉与雨水富集技术提升水分利用效率，搭配抗寒、耐旱早熟品种降低气候风险。

• 1984-2020年贵州铜仁冬小麦物候期与农业气候变化特征

  旷雅琼，陈夏盟，程凯，张李娟，刘迎霞，陈彦希，吕春艳

  基于贵州省铜仁市国家农业气象观测站连续37年(1984-2020年)冬小麦物候期观测资料，结合同期气象观测数据，采用核密度估计、气候趋势分析、相关性分析和多元线性回归模型，系统分析铜仁市冬小麦物候期及农业气候因子的变化特征及其响应关系。结果表明，1984-2020年铜仁市冬小麦物候期总体呈阶段性推迟趋势，其中分蘖期推迟幅度最大［10.9 d·(10 a)-1］。关键生育阶段持续时间表现为前期延长［营养生长期延长5.6 d·(10 a)-1］、中期缩短［营养与生殖生长并进期缩短-10.8 d·(10 a)-1］，后期基本稳定（生殖生长期为0.2 d·(10 a)-1）。冬小麦生育期间农业气候要素总体表现为气温升高、日照减少及水热条件波动增强。相关分析显示，≥10 ℃积温和地面温度与播种、出苗及三叶期物候期日序数呈显著正相关（P<0.001），而相对湿度和日照时数与孕穗、开花及乳熟期日序数呈显著负相关（P<0.05或P<0.01），成熟期与各气候因子相关不显著。多元回归分析表明，冬小麦物候期对≥10 ℃积温和地面温度的敏感性最强，其次为气温日较差、降水量和相对湿度，对日照时数的敏感性相对较弱。本研究揭示了黔东北地区冬小麦物候期对气候变化的响应特征，可为区域冬小麦品种选育和栽培管理提供农业气象依据。