山东省小麦产业技术体系现状及发展建议

山东省是小麦生产和消费大省,然而由于小麦产业涉及多个部门、领域,目前存在条块分割、资源分散、低水平重复、分工不明、协作不力等问题,严重阻碍了山东省小麦产业的发展。本文分析了山东省小麦产业在育种、种植、加工等环节的现状及存在的问题,并提出了构建山东省小麦产业技术体系的建议。

不同水分处理对烟农0428产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了不同水分处理对烟农0428产量、产量构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明:随着干旱程度的加剧,小麦生物产量、经济产量和经济系数降低;当土壤相对含水量低于60%时,烟农0428的生物产量、经济产量大幅度降低,说明土壤相对含水量60%是其获得较高籽粒产量的水分临界点;播种至拔节期,60%的土壤相对含水量是保证公顷穗数在600万以上的水分临界值,拔节至灌浆期它又是保证千粒重在40 g以上的水分临界值;处理6(非需水关键期和需水关键期的土壤相对水分含量下限是60%)经济产量为9 200.4 kg/hm2,水分利用效率高达24.81 kg/(hm2·mm),说明一定范围内,水分利用效率随土壤水分含量的增加而增加,超过一定范围后,水分利用效率呈明显的下降趋势。

山东省区试小麦产量与产量构成因素的相关和通径分析

为了揭示小麦产量构成三因素对产量影响的相对重要性,采用相关和通径分析法,对山东省2008—2009年度小麦高肥组区试165个小麦品种(系)的产量及其构成因素进行统计分析。结果表明:产量构成因素的变异系数大小为:穗数>穗粒数>千粒重;产量构成因素与产量的相关程度为:穗数>穗粒数>千粒重;偏相关分析,穗数和千粒重均与产量呈极显著正相关,穗粒数与产量呈显著正相关,产量构成因素之间的偏相关均呈极显著负相关;3个产量构成因素对产量的直接通径系数都为正值,这与偏相关分析的结果是一致的。根据分析结果和山东省生态条件及目前种植条件特点,小麦高产育种和高产栽培应以选育和选用多穗型大群体品种为主,同时要稳定穗粒数,提高千粒重。

水分胁迫对烟农21根系抗旱特性的影响

此文在盆栽条件下研究了不同程度干旱胁迫对冬小麦根系抗旱特性的影响。结果表明:中度和严重水分胁迫条件下,单株根干重、根冠比和次生根数目增加,但冠干重降低,且烟农21根干重、冠干重、次生根数目均高于鲁麦21,说明烟农21根系形态抗旱性优于鲁麦21。中度水分胁迫和严重水分胁迫条件下,烟农21和鲁麦21根系活力均降低;各生育时期根系活力差异显著,拔节期>挑旗期>开花期>成熟期;烟农21根系活力降低幅度明显低于鲁麦21。中度和严重水分胁迫下,烟农21根系可溶性糖含量分别提高了32.8%、65.6%,脯氨酸含量分别提高了327%和514%。水分胁迫提高了两品种根系的超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量。各生育期根系SOD、POD酶活性比较,开花期>挑旗期>拔节期>成熟期。说明烟农21抗旱性优于鲁麦21。

2006～2012年山东省审定高产小麦品种产量构成因素相关和通径分析

运用相关和通径分析方法,对2006～2012年山东省审定的38个高产小麦品种产量及其构成三因素进行了统计分析,研究了产量三因素对产量的影响及产量三因素之间的相互关系。结果表明:近7年间审定的高产小麦品种产量水平比较稳定;简单相关分析,千粒重与产量呈显著正相关,穗粒数与产量呈不显著正相关,单位面积穗数与产量呈不显著负相关,相关程度为:千粒重>穗粒数>单位面积穗数;偏相关分析,产量三因素均与产量呈显著或极显著正相关,而三因素之间均呈极显著负相关;产量三因素对产量的直接通径系数均为正值,大小顺序为单位面积穗数>千粒重>穗粒数。分析结果表明,在目前的土壤肥力和种植条件下,山东省小麦高产品种选育,应在稳定当前较高单位面积穗数的基础上,注重对粒重的选择,兼顾对穗粒数的选择,但同时一定要注意三因素的相对协调。

高产抗旱小麦新品种烟农836的选育及其特性分析

为选育出适宜黄淮冬麦区种植的高产、抗旱、稳产、广适的小麦新品种,采用航天诱变育种与常规育种技术相结合的方法,选育出小麦新品种烟农836,于2010和2014年分别通过山东省和国家农作物品种审定委员会审定。该品种产量水平高、稳产性好,在山东省小麦旱地区域试验中比对照鲁麦21号增产4.45%~9.74%;国家黄淮冬麦区旱肥地区域试验中比对照洛旱7号增产5.3%~6.7%,抗旱性中等,抗病性好,品质优良。烟农836可作为高产抗旱品种在黄淮麦区旱肥地大面积推广应用。

48份冬小麦主要田间农艺性状的主成分分析及抗旱性综合评价

本试验以48份不同抗旱性的小麦品种(系)为试材,分别调查其在雨养旱地和灌溉水地的旗叶面积、穗长、穗下节长、穗叶距、旗叶相对含水量、旗叶离体失水速率、株高、单位面积穗数、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、水分利用效率等19项指标,计算出各指标的抗旱系数,并将其作为衡量抗旱性的指标,利用主成分分析法,将19个单项指标综合成8个相互独立的综合指标,计算出各品种的综合指标值,再利用隶属函数法,综合评价这48个品种(系)在本地区表现出的抗旱性。比较结果显示,在烟台地区自然降雨(不灌溉)条件下表现高度抗旱的品种有洛旱13号,中度抗旱品种有运旱22-33、洛旱11号、洛旱9号、烟农0428、石4185、运旱618、烟中13、烟1213、沧麦6005、洛旱8号、衡4399、长6359、衡观136、衡优18、洛旱7号、烟农21等。这为抗旱节水品种的田间培育提供了种质资源选择的参考性。

小麦新品种‘烟农5158’生物学特点及灌浆期生理特性研究

为分析小麦新品种‘烟农5158’的光合生理基础,以其亲本之一‘鲁麦14号’为对照,研究了‘烟农5158’与其亲本‘鲁麦14号’之间的生物学特点及灌浆期的光合生理指标。结果表明:‘烟农5158’与‘鲁麦14号’相比,具有更好的株型结构和更大的产量潜力;花后不同时期籽粒的灌浆进程和灌浆速率、旗叶的净光合速率、叶绿素含量、花后旗叶蒸腾速率、旗叶原初光化学效率的日变化、旗叶最大和实际光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、非光化学能量耗散等光合生理指标都优于对照‘鲁麦14号’。这是‘烟农5158’具有高产特性的生理原因之一。

不同施氮量对冬小麦烟农0428产量及氮肥利用效率的影响

以济麦21为对照品种,在大田条件下设置4个施氮量水平(纯N 0、90、180、240 kg/hm^2),研究了不同施氮量对冬小麦烟农0428籽粒产量和氮素利用效率的影响。结果表明:随着氮肥施用量增加,烟农0428籽粒产量增加。同一施氮量条件下,烟农0428籽粒产量明显高于济麦21。随着施氮量的增加,烟农0428氮素养分利用效率、氮肥偏生产力降低。同一施氮量处理相比较,烟农0428氮素养分利用效率、氮肥偏生产力均高于济麦21。本试验条件下,综合考虑施氮量对烟农0428小麦产量、氮肥利用效率的影响,以施氮量为180 kg/hm^2处理较为适宜。

小麦新品种‘烟农999’的特征特性及其选育策略

为全面了解超高产小麦品种‘烟农999’的特征特性,为超高产品种的选育提供借鉴,对‘烟农999’的育种目标、选育过程、特征特性以及选育策略进行了分析。结果表明:‘烟农999’产量表现突出,在小麦高产创建中实打12255.0 kg/hm^2,创山东省小麦单产最高纪录和农业部专家实打验收全国冬小麦单产最高纪录;品质优良,在国家黄淮南片冬水组区域试验中连续2年达到国家强筋小麦标准;适应性广,先后通过山东和国家审定;田间综合抗性好。超高产品种的选育要加强种质创新和多种育种方法的应用,注意高穗粒重的选择,提高生物产量,注重产量与品质的协同提高。

小麦骨干亲本‘鲁麦14’的育种价值分析

为更加科学地开展小麦理论研究和提高育种成效,对‘鲁麦14’的构思设计与创制思路、突出特点和以‘鲁麦14’为亲本选育出的品种进行了系统分析。从2001年到2018年,中国科学院、中国农科院、中国农业大学和山东、江苏、河北、安徽、河南、山西、陕西、新疆、贵州、天津9省1市的89家科研单位和育种企业,以‘鲁麦14’为亲本直接育成品种39个、间接育成品种92个,这些品种通过9省2市166次审(认)定和36次国家审定。‘鲁麦14’作为新一代骨干亲本,为全国的小麦生产和育种工作做出了突出贡献。

山东省小麦区试品系品质性状分析

利用2007～2008年度山东省小麦区域试验62个提升晋级试验的小麦品系品质性状测定结果,分析了山东省小麦区试品系的品质现状。结果表明,山东省小麦区试品系品质性状的平均水平是:千粒重42.1 g,容重784 g/L,籽粒蛋白质含量12.8%,湿面筋含量33.5%,沉淀值31.1 ml,面粉吸水率59.4%,面团形成时间3.6 min,面团稳定时间4.4 min,出粉率67.9%,白度76.7。有3个品系综合品质性状达国家强筋小麦标准,6个品系达到中筋小麦标准,没有弱筋小麦品系。蛋白质含量低和面团稳定时间短是当前山东省小麦区试品系品质的主要问题。

小麦骨干亲本‘鲁麦13’在小麦育种中的应用

为更加有效地进行育种理论研究和提高小麦育种成效,对‘鲁麦13’的培育思路、优异特性和育成品种进行了总结分析。从1996—2018年,以‘鲁麦13’为亲本,共有中国科学院、中国农科院和9省共57家育种单位育成品种77个。这些品种通过国家审定17次,通过山东、河北、江苏、安徽、河南、山西、陕西、新疆、甘肃、湖北、天津、北京审(认)定103次,截至2016年累计推广2512.13万hm2。‘鲁麦13’作为新一代骨干亲本,对山东和全国的小麦育种和生产,做出了重大贡献。

1999—2018年山东省审定小麦品种的品质分析

为全面了解山东省审定小麦品种的构成和品质状况,为优质小麦品种的选用推广和品质改进提供依据,现对1999—2018年山东省审定的125个品种的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水量和稳定时间进行分析。结果表明:湿面筋含量和吸水量的平均值较高,分别为33.68%和61.10%;籽粒粗蛋白含量居中,为13.67%;沉降值和稳定时间的平均值较低,分别为32.16mL和5.40min。5项指标全部达到强筋、接近强筋、全部达到中强筋、中筋和品质介于中筋和弱筋之间品种的比例分别为4.0%、4.0%、9.6%、32.0%和50.4%。沉降值和稳定时间较短、品质性状间不够协调是导致山东省审定小麦品种中筋偏弱、强筋和中强筋品种不足的重要原因。山东小麦品质改良的重点是提高沉降值和稳定时间,加强强筋、中强筋种质资源的有效利用,提高优质亚基比例,促进各品质性状的平衡发展;在综合考虑杂交亲本遗传背景的基础上,应结合优质HMW-GS定向选择和品质筛选,提高育种成效。

不同灌水处理对冬小麦产量品质的影响

本试验在大田条件下研究了不同灌水处理对烟2415产量及品质的影响。结果表明:灌水处理比不灌水处理增产效果明显;灌拔节水和开花水的处理产量高于只灌拔节水的处理,且二者差异显著;灌拔节水和开花水的处理产量构成也优于灌拔节水的处理。拔节水和开花水的处理的千粒重、穗粒数均高于只灌拔节水的的处理,亩穗数二者差异不显著。增加灌水可明显改善小麦品质,烟2415面团形成时间、稳定时间延长。

从2012-2013年度区试中的苗头品系看山东省小麦育种现状

通过对2012-2013年度山东省小麦区域试验苗头品系与对照济麦22产量、农艺性状、抗逆性及品质特性的比较分析,发现山东省小麦育种在穗粒数、千粒重、株高、抗倒性、综合抗病性、品质特性等方面存在着一定的不足。从育种方向上提出了几点供山东省今后小麦育种参考的建议。

建国以来山东省小麦品种及其亲本Glu-1位点的亚基组成和多样性分析

探讨建国以来山东省小麦品种Glu-1的亚基特点及其多样性,并有针对性地筛选含有优质亚基的亲本。用SDS-PAGE法对山东省建国以来推广的主要品种及其亲本的HMW-GS组成和多样性进行了分析。山东省小麦品种及骨干亲本在Glu-A1位点主要为两种等位变异类型"Null"和"1";Glu-B1有"7+8"、"7+9"、"14+15"、"17+18"、"6+8"5个等位变异类型,但主要以"7+8"和"7+9"为主;Glu-D1有"2+12"、"2+10"、"5+10"、"4+10"、"4+12"、"2+11"6个等位变异类型,以"2+12"为主。在3个位点中,Glu-B1位点的多样性最丰富,其次为Glu-D1位点,Glu-A1位点的多样性最差。Glu-1的多态性指数从50年代的高点开始下降,在60年代达到最低点,之后缓慢上升,在90年代达到最高点,当前表现为下降的趋势。山东省小麦品种及其亲本缺少优质亚基组合,这为山东省小麦品种的改良提供了方向。

不同基因型小麦抗旱性比较鉴定

在大田条件下对不同基因型小麦的抗旱性进行了比较鉴定。结果表明,隶属函数法鉴定隶属函数平均值较高的品种是烟农21号、烟2415、烟农5158,分别为0.95、0.73、0.54。抗旱指数法和隶属函数法鉴定小麦品种抗旱性结果基本一致。干旱胁迫促进了根系的发育,根干重增加,根冠比提高,旗叶光合色素、可溶性糖、脯氨酸含量等大幅度增加,抗衰老酶SOD活性迅速提高。

小麦苗期冷驯化相关cDNA的克隆

以中国春小麦幼苗为材料,利用改进的mRNA差异显示方法和银染技术,对不同低温驯化诱导表达的差异基因进行分离,共得到cDNA差异片段60条.经Reverse Northern验证,检出阳性表达片段8条,克隆并测序,分别命名为TIGW1~TIGW8.其中,TIGW2和TIGW3可能与抗冻蛋白积累、低温诱导蛋白的生成或低温信号的感受与传递有关;TIGW1、TIGW6、TIGW8中具有ACGT应答元件,TIGW3含有CAACA应答元件,说明可能获得了冷诱导基因的启动子序列.

烟农21号小麦品种主要优异性状及其遗传特性分析

为充分发挥烟农21号的育种和种质利用价值,对其抗旱节水、高产、优质强筋特性进行了遗传分析。结果表明:该品种含有优质亚基1、17+18和5+10,可作为稀有的优异品质资源和种质创新的优良基因源加以利用;双亲具有丰富的遗传基础,这是其集抗旱节水、高产、优质强筋于一体的内在原因。