科研产出
不同播种方式对冬小麦产量构成和旗叶光合特性的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：探究不同播种方式对冬小麦光合特性以及籽粒产量的影响,为进一步提高冬小麦产量提供理论依据.以'济麦44'为试验材料,于2018-2019年和2019-2020年在潍坊市农业科学院昌邑试验农场和山东省泰安市岱岳区岳洋专业合作社进行,在大田条件下设置了 4种播种方式:冬小麦精播半精播(PS)、冬小麦宽幅精播(WPS)、冬小麦苗带少耕播种(LTS)和冬小麦耙压一体单粒匀播(SUS).分别于小麦苗期、返青期、拔节期、灌浆期和成熟期测定不同播种方式下冬小麦分蘖成穗率、叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、有效光强辐射以及产量,并分析不同播种方式下,冬小麦种群结构和生理特性之间的差异.试验表明,2年2点SUS平均分蘖成穗率相较于PS、WPS和LTS分别提高了 14.94%、29.37%和15.03%;旗叶叶绿素含量于扬花期和灌浆中期分别提高了 7.54%、7.06%、5.79%和8.30%、8.15%、5.50%;叶面积指数于扬花期分别提高了 13.8%、8.88%和6.32%;旗叶净光合速率于扬花期分别提高了 13.15%、11.50%和12.23%;冠层光合有效辐射量于扬花期分别提高了 17.10%、18.96%和10.73%;产量方面,SUS相较于其他3种播种方式,2年2点穗数、千粒重和产量分别增加了 5.17%~8.93%、5.33%~9.52%和6.11%~14.86%.综合来看,SUS相较于PS、WPS和LTS可显著提升小麦的分蘖成穗率和旗叶光合特性,并最终通过穗数和千粒重的增加,实现了籽粒产量的增加.冬小麦耙压一体单粒匀播方式(SUS)可显著改善冬小麦的光合能力,增加冠层截获的有效光辐射量,是实现冬小麦高产较合理的播种模式.
关键词： 冬小麦 播种方式 耙压一体单粒匀播 光合特性 产量
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不同高低畦种植模式对冬小麦干物质积累和产量的影响
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为明确黄淮海流域不同种植模式下冬小麦产量、干物质积累、分配和转运的响应及其生理机制，筛选适宜的种植模式以实现小麦高产稳产。于2020—2022年冬小麦生长季，采用衡观35小麦品种为材料，设置小畦平作(SFP)、两高四低(THFLP)、四高两低(FHTLP)3种种植模式，分析不同种植模式下产量、干物质积累量、干物质转运量和叶面积指数等指标差异，并对其进行相关性分析。结果表明，THFLP处理下小麦产量、穗数和成熟期干物质积累量均最高，较SFP和FHTLP,2020—2021年产量分别提高23.65%、13.20%,穗数分别提高34.78%、18.83%,成熟期干物质总积累量分别提高45.89%、14.66%,叶面积指数分别提高66.69%、16.94%;2021—2022年产量分别提高24.21%、10.13%,穗数分别提高38.55%、21.38%,成熟期干物质总积累量分别提高47.57%、13.64%,叶面积指数分别提高75.30%、14.74%。3种种植模式花后干物质同化量对籽粒贡献率均高于花前营养器官转运量对籽粒贡献率，且2年花后干物质同化量对籽粒贡献率均以THFLP最高，与SFP、 FHTLP的差异均达到显著水平。综上，THFLP通过合理调整农田微地形优化小麦群体结构，达到增大种植密度、叶面积指数和加强花后干物质同化量的目的，以提高小麦干物质积累量，最终显著提高小麦产量，是井灌区较为理想的高产栽培模式。
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小麦大、小粒材料的细胞学鉴定及其粒重相关基因表达研究
《山东农业科学 》 2024
摘要：籽粒大小是影响小麦产量的重要农艺性状，开展控制籽粒大小相关基因的筛选鉴定和表达研究对小麦高产育种具有借鉴意义。本研究利用染色体计数和荧光原位杂交(FISH)的方法对15份大粒材料(千粒重高于50 g)和15份小粒材料(千粒重低于21 g)进行鉴定，结果显示，京5044、京5085、藏1783、黑72-0484、LJ15鉴010共5份大粒材料的染色体条数为28,为四倍体小麦；其余材料染色体条数均为42,为六倍体小麦。选取六倍体的大粒和小粒材料各3份作为试验材料，用水稻和拟南芥的64个粒重相关基因在小麦基因组中筛选同源基因，对其进行qRT-PCR分析，选出6个在大、小粒材料中表达量存在显著差异的基因进行对比分析。结果表明，基因RiGSK2、RiGW8和RiGGC2在大粒材料HR2015-1-1-2-9中表达量较高，RiGS3和RiD11在小粒材料红秃头3中表达量较高，ArTTG2在3份小粒材料中表达量均较高，推测这6个基因可能是控制小麦粒重的关键基因，在后续研究中将进一步验证它们对小麦产量的贡献。
关键词： 小麦 籽粒大小 荧光原位杂交(FISH) 粒重相关基因 表达分析
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小麦ERF亚族转录因子参与逆境胁迫的研究进展
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：小麦是中国三大粮食作物之一,其生长发育过程中会受到多种逆境胁迫的影响.AP2/EREBP是植物特有的一个庞大的转录因子超家族,普遍参与生长发育和逆境胁迫应答等生物学进程.ERF类转录因子是AP2/EREBP转录因子超家族的一个亚族.本研究结合国内外相关研究进展,简要综述了小麦ERF亚族转录因子的结构特征与分布,重点阐述近年来小麦ERF亚族转录因子响应高盐、干旱、低温、重金属、病原菌侵染等逆境胁迫的功能和机制研究进展,最后展望了ERF亚族转录因子的研究方向和应用前景.
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不同品质类型小麦淀粉积累动态及其面包、面条加工品质研究
《中国种业 》 2024
摘要：面食在食品工业中占有重要地位，面包和面条主要由小麦粉制成，因其感官吸引力、适口性、低成本和储存稳定性而在世界各地广受欢迎。淀粉在决定小麦的理化性质和蒸煮品质方面起着非常重要的作用，其含量及积累动态对小麦的加工品质有重要影响。以6类12个不同面包和面条品质的小麦为试验材料，测定不同时期各品种籽粒中的总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量的变化，对11个淀粉合成酶相关基因进行表达量的测定。结果表明，开花24d后优质品种的直链淀粉含量明显低于劣质品种；面条优质小麦花后24d支链淀粉含量迅速增加，开花后36d优质品种的支链淀粉较高；开花24d后面包劣质小麦总淀粉含量最高，面包优质品种最低，其他类型品种的平均总淀粉含量差异不大；面包优质和面包面条兼优小麦的SBEI在灌浆后期表达量较高，面包优质小麦SBEIIb在灌浆中期的表达量较高，与优质小麦支链淀粉含量较高相吻合；直链淀粉含量及直支比低的小麦品种面粉的面包、面条品质较好。在面包、面条加工过程中，通过降低淀粉中直链淀粉的含量能有效提高加工品质，直链淀粉含量/支链淀粉含量比值可以作为评价面包、面条品质的指标，为今后的品质改良提供参考。
关键词： 小麦 面包 面条 品质 淀粉含量 淀粉合成基因 直支比
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NO_3~–缓解小麦根部NH_4~+毒性机理
《植物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：该研究探讨了小麦(Triticum aestivum)根系NH_4~+毒性以及NO_3~–缓解其毒性机理。与7.5 mmol·L~(–1) NO_3~–处理(CK)相比,7.5 mmol·L~(–1) NH_4~+处理(SA)抑制小麦根系生长,添加1 mmol·L~(–1) NO_3~–(AN)后缓解了对根系生长的抑制。转录组分析表明,与CK相比,SA处理下,编码糖酵解途径酶、发酵关键酶、呼吸爆发性氧化酶同源物(Rbohs)、交替氧化酶(AOX)和双加氧酶相关基因显著上调表达;编码TCA循环酶、ATP合酶和水通道蛋白(AQPs)相关基因显著下调表达。与SA相比,AN处理下,糖酵解、发酵途径、Rbohs、AOX和双加氧酶相关基因的表达下调,编码TCA循环酶、ATP合酶和AQPs的基因表达上调。蛋白质组分析表明,SA处理下,糖酵解与发酵相关酶以及AOX相关基因表达上调,而AQPs相关基因表达下调。AN处理下,糖酵解与发酵相关酶以及AOX相关基因表达下调,AQPs相关基因表达上调。综上所述,单独NH_4~+处理促进糖酵解和发酵途径,抑制TCA循环,能量生成减少,最终抑制小麦根系生长,这可能与NH_4~+处理引起根系缺O_2胁迫有关。添加NO_3~–后抑制了糖酵解和发酵途径,促进TCA循环和能量产生,显著缓解了根系缺O_2胁迫以及NH_4~+对根系生长的抑制。
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济麦44/济麦229重组自交系群体籽粒蛋白质含量QTL分析
《山东农业科学 》 2024
摘要：小麦籽粒蛋白质含量与面团流变学特性及加工特性的关系密不可分。本研究在2020—2021年济南试验基地（E1）及2021—2022年济南试验基地（E2）和济阳试验基地（E3）三个环境下，以“济麦44×济麦229”构建的包含285个家系的重组自交系群体(F2∶6 RILs)为材料，利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传连锁图谱，对籽粒蛋白质含量进行QTL分析。结果共筛选到2 344个SNP标记用于构建遗传连锁图谱，图谱总长度3 349.95 cM,平均标记密度为1.43 cM/标记。通过对籽粒蛋白质含量的QTL分析，共检测到18个籽粒蛋白质含量相关QTL,分布在1A、1B、2B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、7A、7B共11条染色体上。Qpc.saas.4B-1在E1、E2和E3三个环境和BLUE（最佳线性无偏估计）值中均被稳定检测到，可以解释3.26%～23.79%的表型变异。Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A在两个环境和BLUE值中被检测到，分别解释2.42%～11.18%和2.48%～5.47%的表型变异，且Qpc.saas.4D与小麦矮秆基因Rht-D1b物理位置重合。本研究中检测到的QTL新位点Qpc.saas.4B-1、Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A是控制籽粒蛋白质含量的主效基因，具有高表型变异解释率。本研究结果可为小麦品质育种提供分子标记及理论参考。
关键词： 小麦 籽粒蛋白质含量 QTL分析 重组自交系 55K SNP芯片
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冠层活性相关性状全基因组关联分析及其对产量性状遗传效应的解析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]冠层活性是反映作物生长发育的重要指标,发掘小麦冠层活性相关基因并分析其与产量性状的关系,为解析产量遗传结构和辅助育种提供理论支撑.[方法]以 166 份国内外小麦品种为材料,将其种植于河南安阳和安徽濉溪,结合已构建的包含326 570个来源于小麦90K和660K SNP芯片标记的高密度整合物理图谱,对苗期和花后10 d归一化植被指数(NDVI-S和NDVI-10)及花后 10 d旗叶叶绿素含量(Chl-10)进行关联分析,并与前期利用相同材料得到的产量相关性状结果进行比较.[结果]NDVI-S、NDVI-10和Chl-10在基因型、环境及基因型×环境互作间变异方差均达极显著(P<0.01)差异,广义遗传力(h2 b)分别为 0.81、0.81 和 0.91.分别检测到 13、12 和 15 个与NDVI-S、NDVI-10 和Chl-10 显著相关的位点,其中,有12、11和12 个为新位点,5个位点与2个以上性状有关.166份小麦品种含有NDVI-S、NDVI-10和Chl-10优异等位基因数变幅分别为4-11、3-11和4-12,且随着优异等位基因数目增加其对应表型值呈递增趋势.NDVI-S与千粒重、粒长和粒宽显著正相关(P<0.01);Chl-10 与产量和旗叶宽显著正相关(P<0.01),与单位面积穗数、株高和穗下节长显著负相关(P<0.01).检测到7个同时与产量和冠层活性相关的多效性位点.[结论]NDVI-S可用于品种产量性状的选择,检测到的稳定位点和多效性位点可在开发标记后用于育种材料的检测.
关键词： 小麦 冠层活性 产量 归一化植被指数 叶绿素含量 关联分析
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山东省典型污灌区土壤-小麦重金属健康风险评估
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨污灌区农田土壤-小麦体系中重金属的富集特征和潜在健康风险，选取山东省龙口市北部平原为典型区，系统采集了小麦籽粒和对应点表层土壤样品各63个，测定Cr、 Cu、 Ni、 Pb、 Zn、 As、 Cd和Hg的含量，对土壤和小麦籽粒的重金属含量水平、富集能力和健康风险进行研究.结果表明，土壤中8种重金属的含量均值超出山东省东部元素背景值，由Cd元素造成的土壤污染比较明显.小麦籽粒中Ni和Pb元素的样品超标率偏高，分别为100%和96.8%.小麦籽粒与土壤重金属含量间的相关性并不显著，总体上小麦籽粒对Zn、 Hg、 Cd和Cu的富集能力较强.以本地小麦面粉为食源时，健康风险评价结果显示，在当前食用量下，成人和儿童摄入的Ni元素分别占日允许摄入量的28.278%和131.980%,潜在威胁性较大.As和Pb的风险指数（HQ）超过1,是威胁研究区成人和儿童健康的主要物质，约占总风险的80%. 8种重金属的HQ总和虽低于安全值，但儿童的总风险值为成人的1.245倍，儿童的食品安全问题应引起足够重视.从空间分布来看，研究区南部的健康风险高于北部，今后应加强对南部地区的重金属污染防治工作力度.
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