不同密度对小麦籽粒灌浆与脱水特性的影响及其与千粒重的关系

以安麦1241和安麦1350为试验材料,设置4个不同密度处理:150 kg/hm^(2)(D1)、225 kg/hm^(2)(D2)、300 kg/hm^(2)(D3)、375 kg/hm^(2)(D4),研究密度对小麦灌浆速率和脱水特性的影响,及其与千粒重的关系。结果表明,随种植密度的增加,小麦穗长、小穗数、结实率和单穗重呈下降趋势,不孕小穗数呈上升趋势。籽粒千粒重随生育进程的推进而逐渐升高,在花后42 d达到最大,最终千粒重在各密度处理间存在差异,2个品种表现一致。千粒重随种植密度的增加呈降低趋势,不同密度处理间千粒重的差异随花后天数的增加而加大,花后42 d,D4处理千粒重较D1降低30.65%,差异显著。籽粒灌浆速率随花后天数的增加呈先升高后降低的趋势,在花后14~21 d达到最大值。随种植密度的增加,花后各阶段籽粒灌浆速率和平均灌浆速率均呈下降趋势,D4处理平均灌浆速率较D1处理降低25.51%。随密度的增加,安麦1241籽粒脱水速率呈先降后升再降的趋势,安麦1350呈先升后降的趋势,但都在D3处理时达到最大;2个品种收获期各处理的籽粒含水率均达到国家安全入库标准级别。相关性分析结果表明,灌浆速率、平均灌浆速率与千粒重之间存在显著或极显著正相关关系;达到最大灌浆速率的时间(T_(m))与千粒重存在显著负相关关系;脱水速率与千粒重呈负相关关系。通径分析结果表明:平均灌浆速率对千粒重的直接作用和间接作用最大,脱水速率对千粒重的直接作用和间接作用均为负向。

不同季秸秆还田对冬小麦不同穗粒位结实粒数和粒重的影响

为探讨安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆连续全量还田对冬小麦穗部结实特性的影响,2021-2022年基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站13年的长期定位试验,比较分析了小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田(T1)、小麦玉米秸秆全量粉碎还田(T2)、玉米秸秆全量粉碎翻埋还田(T3)、小麦玉米秸秆全年不还田(CK)4个不同还田模式下小麦不同小穗位结实粒数及粒重的差异。结果表明,T1、T2、T3处理的主茎穗小穗结实总粒数较CK分别提高了21.21%、7.50%和12.55%;第2粒位(G2)结实粒数分别提高了7.71%、7.71%和5.79%;上部小穗结实粒数分别提高了51.41%、22.79%和31.36%,其G2结实粒数分别提高了30.95%、30.95%和23.09%,其中T1处理对小麦粒数的提升效果最好。不同季秸秆还田处理下小麦主茎穗及其G2粒重、分蘖穗及其第三粒位(G3)粒重均高于CK,T1、T2和T3处理的主茎穗粒重增幅分别为16.06%、4.14%和16.06%,分蘖穗增幅分别为9.86%、0.71%和8.87%;T1、T2和T3处理下主茎穗G2粒重增幅分别为20.69%、10.34%和17.24%,分蘖穗G3粒重4.55%、2.27%和6.82%,其中T1处理对粒重提升效果最好,其次是T3。综合来看,在安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆还田能够提高小麦穗粒数和粒重,进而促进产量提升,其中T1处理对小麦结实粒数和粒重的提升效果最好,是适宜在该地区推广的秸秆还田模式。

河南省小麦品种(系)粒重相关基因等位变异的鉴定与分析

小麦粒重是影响小麦产量的重要因素之一,培育高粒重品种是小麦育种的重要目标之一。本研究以395份河南省小麦品种(系)为材料,结合2021-2023连续两年千粒重测定结果,利用分子标记技术对其粒重相关基因(TaCwi-A1、TaSus2-2B、TaGw8-B1、TaGS-D1)的等位变异进行了鉴定,分析4种粒重基因不同等位变异及其不同组合类型对千粒重的影响。结果表明,TaCwi-A1、TaSus2-2B、TaGw8-B1和TaGS-D1位点在供试材料中均存在2种等位变异,共具有15种不同粒重等位基因组合类型。综合分析不同粒重等位基因及其组合类型与千粒重关系,等位基因TaSus2-2Ba对粒重的正向作用效应显著,而等位基因TaCwi-A1a和TaGS-D1a分别对粒重的正向效应不显著。TaCwi-A1b+TaSus2-2Ba+TaGS-D1b+TaGw8-Bla、TaCwi-A1a+TaSus2-2Ba+TaGS-D1a+TaGw8-B1a、TaCwi-A1b+TaSus2-2Ba+TaGS-D1a+TaGw8-B1a这3种基因组合类型为小麦高粒重优势基因型。

小麦E3泛素连接酶基因TaSINA-3A与多种环境下的株高和千粒重相关

E3泛素连接酶SINA(seven in absentia)家族参与植物的生长发育、免疫共生并响应逆境胁迫。本研究克隆了位于小麦染色体3A上的TaSINA-3A基因,其基因组序列长度为3897 bp,其中启动子区为2001 bp,基因序列为1896 bp,编码244个氨基酸,在50~91位氨基酸处有一个RING(really interesting new gene)保守结构域。RT-qPCR结果显示,TaSINA-3A基因在小麦的各个发育阶段的不同组织中均有表达。序列多态性分析表明,在TaSINA-3A的启动子区存在33个SNP(single nucleotide polymorphism)位点,编码区有4个SNP位点。基于启动子区的变异位点SNP-159、SNP-418和SNP-1286开发分子标记,扫描小麦自然群体,并与表型性状进行关联分析。结果表明,标记CAPS-159与多种环境下的株高和倒二节长显著相关,SNP-159-C是倒二节较短的矮秆等位变异,标记dCAPS-418分别与多种环境下的穗长和千粒重显著关联,SNP-418-A是长穗、高千粒重的优异等位变异;TaSINA-3A负调控穗和籽粒的发育,TaSINA-3A的表达可能受到MYC转录因子的抑制;在我国小麦育种进程中SNP-418-A受到正向选择,在育成品种中的频率逐步增加,但尚未充分利用。研究结果为深入探讨小麦株高、倒二节长及产量的形成机制提供参考,并为培育高产稳产广适新品种提供了基因资源。

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

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。

菜用大豆百粒重与主要品质性状的灰色关联度分析

为探明菜用大豆主要品质性状与百粒重的关系,采用灰色关联度分析法,对全国不同地区的51个菜用大豆品种的主要品质性状及百粒重进行关联分析。结果表明,51个菜用大豆品种中亚油酸含量的变异幅度最大,其次是油酸含量,不同氨基酸含量的变异幅度均比较小;依据12个性状进行聚类分析,可将51份菜用大豆品种分成4个类群,类群Ⅰ为综合性状比较均衡的23个品种,类群Ⅱ为粗脂肪含量和亚油酸含量高的15个品种,类群Ⅲ为油酸含量高的12个品种,类群Ⅳ只有1个品种,具有粗蛋白含量和氨基酸含量高的特点;主要品质性状与百粒重的关联度依次为:天冬氨酸含量>棕榈酸含量>谷氨酸含量>赖氨酸含量>油酸含量>亮氨酸含量>粗蛋白含量>精氨酸含量>粗纤维含量>粗脂肪含量>亚油酸含量。因此,在菜用大豆大粒品种的育种过程中,可以优先对天冬氨酸含量、棕榈酸含量、谷氨酸含量等性状进行选择。

不同栽培模式及生态条件对小麦粒重和粒型的影响

为研究不同栽培模式及生态条件对小麦粒重和粒型的影响,本研究以8个扬麦系列和宁麦系列弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种为材料。测定分析参试小麦品种在不同年份、不同试点及不同栽培模式的粒重和粒型的稳定性及差异性。结果表明,小麦粒重和粒型既受品种的遗传特性控制,也受栽培模式及生态条件的影响。千粒重在栽培模式间的差异不显著,参试品种粒型性状在不同试点、年份及栽培模式的变化趋势基本一致。弱筋小麦品种扬麦15和扬麦24及中筋品种扬麦28不同试点、年份及栽培模式的千粒重均较高、粒型比较理想。综上,要获得理想的小麦粒重和粒型,除选用粒型大的品种外,还应选择适宜小麦生长的生态地区,配以合适的栽培模式,保证小麦灌浆期水肥充足。

玉米新选自交系穗粒重和百粒重的遗传分析

利用江苏省沿江地区农业科学研究所新育成的玉米3个自交系S1、S3和S7组配的2个组合S1×S3和S3×S7的P1、P2、F1、B1、B2、F26个世代,运用主基因+多基因遗传模型和6个世代联合分析的方法,进行了玉米穗粒重和百粒重性状的遗传分析。结果表明:玉米穗粒重性状在2个组合中均表现为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传,以主基因遗传为主。百粒重性状在S1×S3组合中表现为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传,在S3×S7组合中表现为1对加性-显性主基因+加性-显性多基因混合遗传,均以主基因遗传为主。自交系S3在穗粒重性状上含有比S7或S1效应大的主基因,可用于改良江苏省主推品种苏玉19的穗粒重。

黄淮麦区小麦粒重基因等位变异的分子鉴定及育种应用

采用特异性引物PCR扩增方法对183份黄淮海麦区的小麦品种(系)的粒重基因TaCwi-A1、TaGw8-B1和TaGS-D1的等位变异进行分子鉴定,并结合2016—2017和2017—2018年度的千粒重表型数据,分析不同等位变异类型对小麦粒重的影响,从而找出优势基因型组合。结果表明,不同年份间参试品种(系)的千粒重差异达到极显著水平(P<0.01);TaCwi-A1位点上发现TaCwi-A1a和TaCwi-A1b两种等位变异,其分布频率分别为66.7%和33.3%;TaGw8-B1位点上TaGw8-B1a等位变异分布频率较高,为94.5%,而TaGw8-B1b等位变异分布频率极低,仅为5.5%;TaGS-D1位点上发现TaGS-D1a和TaGS-D1b两种等位变异,其分布频率分别为79.8%和20.2%。不同等位变异组合的品种千粒重存在显著差异(P<0.05),其中具有3个高千粒重等位变异组合TaCwi-A1a/TaGS-D1a/TaGw8-B1a品种的平均千粒重最高,与具有TaCwi-A1b/TaGS-D1a/TaGw8-B1a品种的平均千粒重差异不显著,但是显著高于其他组合(P<0.05)。TaCwi-A1a/TaGS-D1a/TaGw8-B1b基因型组合小麦品种(系)的平均千粒重最低。TaCwi-A1、TaGw8-B1和TaGS-D1位点上的不同等位变异均会导致小麦千粒重的显著变化,其中TaGw8-B1和TaGS-D1位点上的等位变异对小麦粒重的影响更为重要。在参试材料中没有发现具有3个低千粒重等位变异组合TaCwi-A1b/TaGS-D1b/TaGw8-B1b的品种,在7种不同等位变异组合中,具有3个高千粒重等位变异组合TaCwi-A1a/TaGS-D1a/TaGw8-B1a品种的平均千粒重最高,是优势基因型组合。

多环境下稻米粒重的QTL定位

以粳稻Asominori为遗传背景的染色体片段置换系（CSSLs）群体为材料，利用基于性状-标记多元回归分析方法对稻谷粒重和精米粒重进行多环境的QTL定位。结果在5个环境共检测到6个粒重相关QTL，分布于第1、6、7和8染色体上，对表型变异的贡献率介于13％～35％；其中控制精米粒重的qMRW-1α和稻谷粒重的qPRW-1在不同环境中均能稳定表达，且均佗于第1染色体RFLP标记XNpb113附近，该基因座还同时控制着粒宽。qMRW-1α和qPRW-1共同对应的置换系AIS8和AIS11与Asominori的粒重差异在不同环境中均显著（P〈0．05），表明该QTL的等位基因在不同环境中效应显著。比较发现该QTL在不同遗传群体中均能被重复检测到，且与蔗糖磷酸合酶基因（SPS）位置一致，推测该QTL与淀粉合成代谢有关。qMRW-1。和qPRW-1在不同环境条件和遗传背景中表达，因此可用于进一步的精细定位研究。

安徽沿淮和淮北地区小麦穗粒重研究

为给重穗型小麦新品种选育及高产育种提供参考依据,以24个小麦品种(系)为材料,对穗粒重与产量、产量三要素及其他18个性状间的关系进行了分析。结果表明,供试品种间穗粒重、收获指数、产量及产量三要素存在着极显著差异;穗粒重与产量呈显著正相关,与穗粒数、收获指数、单茎生物产量、单茎草重呈极显著正相关,与倒三叶的面积呈显著正相关,与穗数、籽粒容重呈极显著负相关。根据穗粒重把小麦品种划分为三大类:重穗型,穗粒重≥1.8g;中穗型,穗粒重为1.4～1.8g;轻穗型,穗粒重≤1.4g。沿淮和淮北地区可通过着重提高穗粒数、同步提高单茎生物产量与收获指数的途径提高穗粒重。

稻米粒重形成规律与结实期温度的关系

多品种，多播期的试验结果表明，粒重形成的动态过程可用二次曲线模型来表征，且齐穗后２０ｄ内是粒重形成及其温度影响的主要时段；温度对粒重有效积累天数及速率的影响存在相互补偿作用，在补偿作用达到平衡时粒重达最大值，此时温度为粒重积累的适宜温度；结实期高（低）温一般要经历９～１２ｄ的连续作用才能看出其效果。

小麦不同粒位、粒重及其种子活力研究

对４个小麦品种各粒位上的粒重及种子活力进行了研究。结果表明：各粒位的粒重差 异显著，其大小在麦穗上的分布具有明显的区域性。穗中下部小穗的第１、２花位籽粒最大（ ４３．９ｍｇ），上部小穗及中部高位小花所结籽粒最小（２６．２ｍｇ），除种子大小影 响种子活力外，粒重相同的种子，位于下部小穗上的籽粒具有较高的种子活力。

小麦穗内芒长与粒重关系的粒位效应

为了探索有芒小麦穗内芒长与粒重的关系,本试验选取两个小麦品种‘煤生0308’和‘煤生5号’,对其不同粒位的芒长和粒重进行了研究。结果表明,芒长与粒重呈显著正相关,相关系数分别为0.373(P=0.0046)和0.267(P=0.0256)。然而,在相同粒位不同小穗位,芒长与粒重的相关程度是不同的。在第一粒位,芒长和粒重相关性不显著;在第二粒位,芒长和粒重呈显著正相关,相关系数分别为0.3814(P=0.0454)和0.4802(P=0.0170);在第三粒位,芒长和粒重呈极显著正相关,相关系数分别为0.8455(P=0.0003)和0.8516(P=0.0001)。

两系法超级杂交稻粒重分布的差异

采用大田栽培方法,对两个大穗型两系超级杂交水稻培两优500和培两优E32稻穗上、中、下3个部位的平均籽粒重进行了研究。结果表明:稻穗上、中、下不同部位的平均粒重分布均呈正态性,不同部位间籽粒平均粒重方差齐性因品种自身充实程度而异,且稻穗上、中、下不同部位平均粒重均存在极显著差异。

根瘤菌共生固氮对大豆百粒重影响的定量分析

本研究的目的在于定量分析根瘤菌共生固氮处理对大豆百粒重变化的影响。我们结合了田间实验和盆栽实验的方式,对过去两年的实验数据进行了深入的分析。研究发现:根瘤菌共生固氮显著促进大豆百粒重的增加,包括根瘤菌种的选择,固氮效率的提高以及土壤肥力的改善均显着影响大豆的产量与质量。这对优化大豆生产,推动农业的可持续发展有很大的价值。研究中也讨论了样本量少的限制,今后的研究可以从更广阔的领域加以证实。

油菜硫代葡萄糖甙含量与千粒重的相关性分析

硫代葡萄糖甙(Glucosinolates,简称硫甙)是十字花科(Cruciferae)特有的一种含硫化合物,由于硫甙在芥子酶的作用下水解产生有毒物质,所以油菜(Brassica napus L.)中的硫甙含量过高就会影响油菜饼粕作为饲料的利用价值,千粒重也是油菜产量的重要因素之一,提高千粒重是油菜改良育种的重点。本文就油菜中含有的硫甙含量与千粒重进行了相关性分析。结果显示油菜中硫甙的含量与千粒重之间有着显著的关系。这为从分子育种角度提高油菜千粒重的同时了解硫甙含量的变化提供了依据。

小麦“粒重保”的研制与应用

河南省小麦生育后期,高温、多雨等主要不利生态因子常常严重影响子粒灌浆与正常成熟过程。粒重产生波动的关键时段是5月26日～5月30日。用激素等化学药物复配而成的“粒重保”于5月20日～5月23日之间喷洒,可有效地防御高温等障碍因素产生的危害,一般可提高千粒重3.40g 左右,提高幅度达11.41%。

黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系

研究粒重与籽粒灌浆特性的关系对提高小麦产量潜力和稳定性具有重要意义。采用Logistic方程,对2012—2015连续3年度种植在河南安阳的14份黄淮麦区主栽品种和苗头品系的粒重及其籽粒灌浆特性研究表明,粒重和灌浆速率参数主要受基因型控制,灌浆持续时间主要受环境影响。不同粒重类型品种间平均灌浆速率、最大灌浆速率和各时期灌浆速率均存在显著差异,表现为高粒重>中等粒重>低粒重,灌浆持续时间则差异不显著。灌浆速率,特别是快增期灌浆速率快慢是造成品种间粒重差异的主要原因。粒重与所有灌浆速率参数均呈显著正相关(P<0.001),与快增期灌浆速率和平均灌浆速率的相关系数分别为0.97和0.90,与灌浆持续时间相关不显著。建议采用平均灌浆速率对相关性状进行基因定位,以进一步改良黄淮麦区小麦品种的粒重。

冬小麦粒重形成与生育中期气象条件关系的研究

本文通过 1 974～ 1 992年对小麦粒重形成与生育中期 (拔节至抽穗 )气象条件关系的研究 ,认为小麦开花后不久其粒重在年际间已有明显差异 ;小麦生育中期气象条件是影响早期粒重的重要因素 ,其中温度是影响的主导因素。每天日照在 6h以上易形成早期高粒重 ;降雨分布在该阶段的两端 ,有利于形成早期高粒重 ,这与生产上重视拔节水与孕穗水是一致的 ;在早期粒重高的年份 ,最终粒重常常也高 ,因此 ,在生产实践中 。