科研产出
施氮量对花后高温胁迫下冬小麦籽粒淀粉合成的影响
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明氮肥对花后高温胁迫下小麦籽粒淀粉合成的响应机制,明确氮肥缓解高温胁迫危害的生理机理及适宜运筹措施,本研究于2018-2019年和2019-2020年在山东济南、济阳试验基地进行,以不同耐热性小麦品种济麦44(耐热型)和新麦26(敏感型)为材料,设2个温度水平(对照:CK;花后10~16 d高温:H)和3个施氮量(N1:180 kg hm-2;N2:240 kg hm-2;N3:300 kg hm-2),研究了施氮量对花后高温胁迫后粒重、灌浆特性、蔗糖与淀粉合成及其相关酶活性影响.结果表明,花后高温显著缩短2个品种各施氮处理的灌浆天数,显著降低了籽粒最大灌浆速率、支链淀粉含量、总淀粉含量及支/直比值.花后高温胁迫下,与180 kg hm-2和300 kg hm-2处理相比,240 kg hm-2处理2个品种旗叶中蔗糖含量最高;同时籽粒中直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量和粒重最高;籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(SBE)活性最高.花后高温胁迫和240 kg hm-2施氮量处理下,济麦44旗叶中蔗糖合成酶合成方向(SS-II)和籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)活性均显著高于新麦26;济麦44旗叶中蔗糖含量、籽粒中淀粉含量和粒重显著高于新麦26.研究表明耐热性不同品种在适宜施氮量(240 kg hm-2)下能保持高温胁迫后较高的旗叶合成蔗糖能力和籽粒分解蔗糖能力,维持高温胁迫下籽粒较高的淀粉合成底物供给能力,适宜施氮量可以缓解高温胁迫对籽粒淀粉合成的抑制作用.合理施氮和选择耐热性强的品种是提高冬小麦花后高温胁迫后籽粒淀粉含量和缓解高温胁迫危害的一项应对措施.
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灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用效率的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为明确灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用特征的影响,以协同提升黄淮海平原冬小麦产量和水分利用效率(WUE),本试验以高肥水冬小麦品种济麦 22 和耐旱冬小麦品种山农 25 为材料,研究不同灌水处理(W0:全生育期不灌水;W1:拔节期和开花期分别灌水 60 mm;W2:越冬期、返青期、拔节期和开花期分别灌水60 mm)对不同需水型冬小麦干物质积累、灌浆特性、光合特性、产量及水分利用效率的影响,分析不同灌水量与品种间的互作效应.结果表明,适宜灌水量可显著提高不同需水型冬小麦品种的旗叶净光合速率(Pn)、籽粒灌浆活跃期(P)和平均灌浆速率(V),进而提高产量.济麦 22 在W2 处理下两年平均产量比W0 和W1 处理分别显著提高 32.70%和 9.03%;山农 25 在W1 处理下两年平均产量比W0 处理显著提高23.70%,与W2 处理无显著差异.W1 处理下,济麦 22 和山农 25 两年度平均水分利用效率分别比W2 处理显著增加 17.97%和 39.84%.互作效应分析表明,品种和灌水量的交互作用对冬小麦产量建成和水分利用效率影响显著.综上,灌水量、品种及其互作效应通过增加穗数、延长籽粒灌浆活跃期和提高平均灌浆速率来提高冬小麦产量和水分利用效率,优化灌水量与品种匹配可实现冬小麦产量与水分利用效率的协同提升.
关键词： 冬小麦 灌水量 品种 灌浆特性 产量 水分利用效率
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外源γ-氨基丁酸调控小麦灌浆生理机制
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探讨γ-氨基丁酸（GABA）对小麦灌浆期旗叶同化物生产与转运以及产量的影响，以济麦22为材料，采用大田试验在小麦花后叶面喷施GABA,测定小麦灌浆期旗叶中内源激素含量、总抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）含量、碳氮代谢相关酶活性，以及茎秆中蔗糖和游离氨基酸（AA）含量，并分析这些指标变化对成熟期小麦产量的影响。结果表明，与对照（喷施清水）相比，小麦旗叶中脱落酸（ABA）含量于喷施GABA后7 d、赤霉素（GA3）和细胞分裂素（CTK）含量于喷施后21 d、T-AOC于喷施后14和21 d均显著提高，MDA含量于喷施后14和21 d显著降低，α-淀粉酶活性、酸性蛋白酶（ACP）活性于喷施后7 d、β-淀粉酶活性于喷施后7和21 d、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性于喷施后7和14 d、碱性蛋白酶（AKP）活性于喷施后14 d均显著增强，而中性蛋白酶（NP）活性于喷施后21 d显著降低；茎秆中蔗糖含量于喷施后7和14 d显著增加，天冬氨酸（Asp）含量于喷施后7、14和21 d、游离氨基酸（AA）含量于喷施后21 d均显著降低，谷氨酸（Glu）含量在喷施后各时间点与对照差异均不显著。叶面喷施GABA的小麦千粒重和产量均显著增加，增幅分别为6.23%和9.09%。这说明GABA可能通过调节叶片内源激素含量以及增强总抗氧化能力，减少小麦叶片氧化损伤，提高碳氮代谢相关酶活性，促进光合同化物装载以及向籽粒转运，最终提高小麦千粒重和产量。
关键词： 小麦 γ-氨基丁酸 内源激素 碳氮代谢相关酶 蔗糖
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不同类型控释氮肥对冬小麦群体结构、产量和氮效率的影响
《山东农业科学 》 2022
摘要：为探明不同类型控释氮肥在冬小麦上的节肥增产效果，采用田间大区试验法，设置不施氮（CK）、普通氮肥优化施用（OPT）和5个不同类型控释氮肥（编号A～E）共7个处理，研究不同类型控释氮肥对冬小麦群体结构、花后干物质累积、产量和氮效率等的影响。结果表明：（1）施用控释氮肥可以显著增加公顷穗数，控释氮肥各处理较OPT处理增加7.5%～10.4%,但对穗粒数无显著影响。控释氮肥B处理千粒重最高，与控释氮肥C、D、E处理差异显著。（2）施用控释氮肥可以促进小麦冬前分蘖和春季分蘖，增加有效分蘖数，其中控释氮肥A处理冬前分蘖数和分蘖成穗率最高，C、D、E处理春季最大分蘖数和单株分蘖数显著高于其他处理。（3）控释氮肥A、B、D、E处理显著提高花后同化物向籽粒输入比例，增加籽粒干物质积累量，与OPT处理相比，花后同化物输入量提高6.9%～13.3%,控释氮肥C对花前花后干物质的运移无显著影响。（4）控释氮肥B处理小麦产量最高，显著高于其他处理，较OPT增产7.1%;其他控释氮肥处理小麦产量稳定，与OPT无显著差异。（5）与OPT相比，控释氮肥各处理氮肥利用率提高31.9%～89.0%,土壤氮素依存率降低4.6%～12.1%。本试验条件下，控释氮肥B处理节肥增产效果较好，是比较适合本地区冬小麦一次性施用的控释氮肥类型。
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全球小麦遗传育种专利技术分析与研究进展
《农业图书情报学报 》 2022
摘要：[目的 /意义]小麦是世界上最主要的粮食作物之一，遗传育种技术的发展关乎全球粮食安全。深入研究全球小麦遗传育种技术专利，对技术发展具有重要意义。[方法 /过程]基于智慧芽全球专利数据库（Pat Snap），利用专利分析法，对收录的有关小麦遗传育种技术的专利进行统计分析。从专利申请总量及趋势、国家/地区分布、技术构成、热点主题与专利价值等方面，研究全球小麦遗传育种专利的技术现状、研发热点与发展态势。[结果 /结论]全球小麦遗传育种技术研究正在逐步迈向成熟阶段；国外大型跨国公司是该技术领域的活跃机构，国内申请人则以高校和科研机构为主；抗病性基因的研究、耐除草剂和杀虫剂研究、分子标记辅助育种研究、转基因小麦研究等是当前的热点技术主题；高价值专利主要集中在国外大型跨国公司手中；中国的专利技术布局应打破地域局限，主动参与到全球化的技术竞争中去。
关键词： 农业数据分析 专利分析 小麦 遗传育种 知识产权服务
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多粒小麦种质普冰10696的幼穗发育特性分析
《植物遗传资源学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：小麦-冰草远缘杂交后代品系普冰10696具有多粒的遗传特性。为深入了解其多粒性状形成的发育进程,本研究以多粒品系普冰10696和黄淮冬麦区主推品种为供试材料,通过解剖学和统计学方法比较小花分化、退化和结实的动态进程差异,进一步解析冰草多花多粒的特性,为多粒基因型材料在育种中的应用提供理论参考。农艺性状比较结果显示,普冰10696的多粒特性来自小穗粒数的提高,并且未降低千粒重。幼穗发育特性分析表明,普冰10696的幼穗分化具有启动早和持续时间长的发育特性;普冰10696的小花发育具有分化速率快、退化慢的特性,能够进入四分体期并最终结实的小花明显增多。普冰10696的幼穗和小花发育特性是决定普冰10696多粒的基础。
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微喷灌条件下减量施氮对冬小麦光合特性和产量的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：为明确微喷灌条件下冬小麦光合特性和籽粒产量对减量施氮的响应机制,本试验于2019—2021年两个冬小麦生长季以济麦22为供试品种,设置240、216、192、0 kg/hm2共4个施氮(N)量处理,分别对应当地农民常规施氮量(N240)、常规施氮量减氮10%(N216)、常规施氮量减氮20%(N192)和对照(N0),研究不同处理对冬小麦花后旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、瞬时叶片水分利用效率(LWUE)、叶绿素相对含量(SPAD值)和籽粒产量及其构成因素的影响.结果表明:①N216处理花后20天旗叶Pn、LWUE和SPAD值最高,Ci最低,其Tr和Gs均显著高于N0和N192处理.②N192处理花后10天、20天旗叶Pn、Tr、Gs和SPAD值均显著低于N240和N216处理,表明常规施氮量减氮20%对济麦22灌浆阶段的光合特性具有不利影响.③N216处理的穗粒数和千粒重均显著高于N240,籽粒产量在两个生长季分别为8765.42、8910.28 kg/hm2,其与N240处理均显著高于其它处理.本试验条件下,常规施氮量减氮10%有利于济麦22在灌浆中后期保持较高的光合能力,提高穗粒数和千粒重,促进高产高效.
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不同密度对适期晚播冬小麦产量形成与茎秆抗倒性能的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：为明确不同密度对晚播冬小麦产量形成和茎秆抗倒性能的影响，并为小麦高产稳产和抗逆应变栽培提供参考依据，本试验以济麦22为材料，设225、300、375、450、525万/hm2基本苗5个种植密度，研究晚播条件下不同密度对冬小麦的群体变化、干物质分配、穗部性状、产量构成及茎秆重心高度、机械强度及抗倒指数的影响，并分析产量形成与抗倒性能的相关性。结果表明：晚播条件下，冬小麦籽粒产量随种植密度的增加呈先升高后降低趋势，基本苗300万/hm2处理产量最高，但与基本苗225万/hm2和375万/hm2差异不显著；冬小麦群体、穗长、不孕小穗数、株高及重心高随种植密度的增加呈增加趋势，成穗率、总小穗数、结实率、千粒重、穗粒数、茎秆机械强度及抗倒指数则随种植密度的增加而降低。不同密度处理冬小麦产量相关参数与茎秆抗倒性能的相关性分析发现，茎秆的重心高与成穗率、产量、千粒重及穗粒数均呈极显著负相关，与公顷穗数呈极显著正相关；茎秆机械强度及抗倒指数与成穗率、产量、千粒重及穗粒数呈显著或极显著正相关，与重心高及公顷穗数极显著负相关。由此可见，本试验条件下，冬小麦随着种植密度的增加表现出株高、穗长增加而穗粒数减少和茎弱、易倒的特点，晚播条件下该区域选择基本苗225～300万/hm2可有效降低冬小麦倒伏风险，促进抗逆稳产高产。
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山东省小麦新品系高分子量麦谷蛋白亚基组成分析
《中国种业 》 2022
摘要：山东省是我国小麦优势产区,在保障国家粮食安全方面发挥了重要作用.关于山东省近年来新育成小麦新品系的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析研究未见报道.本研究以2017-2020年山东省区域试验高产组和强筋组429份参试小麦新品系为试验材料,分析高分子量麦谷蛋白亚基的分布情况.结果表明,山东省区域试验高产组材料的Glu-Al、Glu-Bl和Glu-Dl位点分别以N、7+8和4+12(频率为33.2%和26.1%)亚基类型为主;强筋组材料分别以1、7+8和5+10(频率为21.9%和23.7%)亚基类型为主.Glu-1总评分显示,高产组小麦材料品质平均得分为6.85分,强筋组小麦材料品质平均得分为8.63分.本研究首次明晰了 2017-2020年山东省区域试验高产组和强筋组参试小麦新品系的高分子量麦谷蛋白亚基组成及主要类型,对于山东省小麦品质改良具有重要指导意义.
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高度特异性小麦ATG8抗体的研制及其在细胞自噬检测中的应用
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：细胞自噬是一种进化上高度保守的溶酶体/液泡降解途径,对机体适应各种生物或非生物胁迫,以及维持自身正常生长发育具有重要的意义。自噬相关蛋白8 （autophagy-related protein 8, ATG8）是检测自噬的金标准。目前由于缺乏特异性好的小麦ATG8抗体,导致小麦细胞自噬研究进展缓慢。本研究通过人工合成小麦ATG8蛋白序列上的一段18个氨基酸的多肽作为抗原去免疫兔子,成功获得了高度特异性的小麦ATG8多克隆抗体。该抗体不仅能够识别小麦根、叶及种子中的ATG8蛋白条带,而且可以在根、叶中检测到细胞自噬结构,并首次在小麦籽粒中实现了细胞自噬结构的检测。本研究研制的小麦ATG8抗体,除了能够检测到小麦中常见的ATG8a-h等8种典型类型外,还能检测到一种非典型的新的ATG8蛋白,为深入开展植物细胞自噬调控机制研究以及优异新基因挖掘提供了最佳方法学基础。
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