超高产单季粳稻抽穗期群体构成研究

调查了武进农业科学研究所超高产攻关试验田单季粳稻泰粳394和武运粳23的群体状况,分析了产量大于12.0 t.hm-2、10.5～12.0 t.hm-2和小于10.5 t.hm-2这3种群体抽穗期的个体构成。结果表明:产量大于12.0 t.hm-2的超高产群体抽穗期茎蘖数、颖花数、干重和叶面积等数量指标的构成中,大分蘖(分蘖干重/主茎干重大于0.8)所占的比例大于30%,小分蘖(分蘖干重/主茎干重小于0.6)所占的比例小于11%。因此,群体合理的茎蘖组成是形成超高产的基础。

三唑酮预处理对花期大豆干旱胁迫及复水后生理特性及产量的影响

为探明三唑酮预处理对增强大豆抗旱性的影响,以南农99-6为材料,通过盆栽试验,研究了三唑酮预处理对花期干旱条件和复水后大豆叶片抗氧化系统、内源激素、光合性能及农艺性状的影响。结果表明:三唑酮预处理显著提高了不同水分条件下大豆叶片的SOD、POD酶活性及GSH含量,但降低了AsA含量;同时三唑酮预处理降低了胁迫期间和复水以后叶片H2O2、MDA含量和O2-的产生速率以及EL的值,但对正常水分条件下影响不显著;此外三唑酮预处理显著提高了干旱胁迫下及复水后大豆叶片Pn、Ci、Gs、Tr的值和IAA的含量,但降低了GA和ABA的含量。干旱条件下,三唑酮预处理显著提高了单株荚数、单株粒数、百粒重,增加了单株产量。

大豆对渍水的生理响应Ⅰ:光合特性和糖代谢

以大豆品种南农99-6为材料,研究了渍水对大豆生长的影响及大豆对渍水的适应性。结果表明:长期渍水抑制了大豆的生长,植株的生物量、叶面积、叶片中的色素含量、净光合速率等均显著低于对照,H2O2含量一直高于对照。但苗期短期渍水在一定程度上刺激了大豆的生长,生物量、气孔导度、蒸腾速率均有所上升。大豆通过增大茎粗,提高叶片中蔗糖、可溶性糖含量,提高可溶性糖/可溶性蛋白的比值,从而使其在形态上、生理上产生适应性变化来适应渍水环境。

施氮水平对啤酒大麦植株氮素吸收与利用及籽粒蛋白质积累和产量的影响

2004—2006年连续两个生长季,以苏啤3和单2两个啤酒大麦品种为材料,探讨施纯氮0、75、150、225和300kghm-2条件下,啤酒大麦氮素积累和转运、氮素利用及籽粒产量和蛋白质积累的特性。在0～225kghm-2施氮量范围内,啤酒大麦花前植株氮素积累量和转运量均随施氮水平的提高呈上升趋势,但施氮量提高至300kghm-2后,提高幅度变小;而花前氮素转运效率及其对籽粒氮的贡献率则均随施氮水平提高呈单峰曲线变化。籽粒谷氨酰胺合成酶和谷-丙转氨酶活性也随着施氮水平的提高而上升,促进蛋白质积累,提高籽粒蛋白质含量,而当施氮量低于197kghm-2时籽粒蛋白质含量才低于12%,符合啤酒大麦酿造要求。经回归分析,在施氮量为241kghm-2时产量最高。此外,氮肥回收效率以225kghm-2施氮处理为最高,氮素生理利用效率和氮收获指数随施氮量增加而显著降低。综合考虑各项指标,建议在类似本试验条件的啤酒大麦生产区,施氮量以150～197kghm-2为宜。

小麦籽粒A-型和B-型淀粉粒的理化特性

以小麦面粉中分离纯化出的A-、B-型淀粉粒为材料,研究其形态及理化特性。淀粉粒扫描电镜形态观察显示,小麦全淀粉中A-、B-型淀粉粒形态差异显著,分离出的A-、B-型淀粉粒无混杂。分离纯化出的A-型和B-型淀粉粒粒径范围分别为4.45～44.46μm和0.47～11.16μm,单位质量数量分别为1.23×1010g-1和6.70×1010g-1,直链淀粉含量分别为27.70%和22.62%。B-型淀粉粒的膨胀势较大,但糊化值明显小于A-型淀粉粒。重组淀粉中B-型淀粉粒的重量比例小于30%时对淀粉糊化特性影响很大,超过30%后,淀粉粒粒级分布对糊化特性的影响变小。

花后盐与渍水逆境对小麦植株钾钠吸收和籽粒淀粉积累的影响

以扬麦12和淮麦17为材料,研究花后渍水、盐胁迫及盐渍逆境条件对离子平衡、小麦籽粒淀粉及营养器官碳氮代谢的影响。结果表明,盐胁迫和盐渍处理下,小麦叶片和茎鞘Na+含量快速上升,K+含量相对下降,K+/Na+比快速下降,导致离子平衡失调和Na+离子毒害;花后渍水、盐胁迫及盐渍处理降低了籽粒总糖、蔗糖、游离氨基酸含量及花前营养器官可溶性总糖转运量和转运率,从而抑制籽粒灌浆,导致籽粒干物质积累下降,淀粉含量降低,尤以盐胁迫和盐渍处理更为严重;盐胁迫和盐渍处理对淮麦17的抑制作用大于扬麦12,其中盐胁迫和盐渍处理导致成熟期淮麦17籽粒重分别下降60.3%和61.1%,而扬麦12下降46.6%和43.7%;此外,盐胁迫对扬麦12影响大于盐渍处理,而盐渍处理对淮麦17影响大于盐胁迫处理。

花后不同时期模拟酸雨对小麦叶片光合作用和抗氧化系统的影响

为了探索喷施酸雨后不同敏感型小麦品种的生理特性,以2个小麦品种（宁麦15、济宁12）为材料,分别于花后不同时期喷施酸雨,研究期间模拟酸雨对小麦光合作用和抗氧化系统的影响。结果表明,酸雨处理后的各时期,小麦品种宁麦15旗叶SOD、APX活性下降,POD活性上升,超氧阴离子产生速率上升,H2O2先下降后来大幅上升,MDA含量上升,叶绿素含量、净光合速率下降,并且酸雨处理使灌浆高峰提前出现（T3除外）,地上部干重、产量及产量构成因素下降。酸雨处理停止后仍具有明显后效,表现为花后0-4d〉15-19d〉5-9d处理。酸雨处理后,小麦品种济宁12 SOD、POD、APX活性升高,超氧阴离子产生速率下降,H2O2含量上升,MDA含量下降,叶绿素含量上升,光合速率下降,但酸雨停止一段时间后有明显补偿效应,使灌浆中后期仍保持较高的灌浆速率,地上部干重上升,产量和千粒重升高（T2除外）。后效表现为花后0-4d〉15-19d〉5-9d处理。所以,不同品种对酸雨胁迫敏感性不同,表现为酸雨对宁麦15伤害更严重,且以花后0-4d喷施酸雨后效影响持续时间最长、最严重。研究揭示了酸雨胁迫下不同敏感型小麦品种的生理差异,为小麦逆境栽培提供理论依据。

棉株果枝部位、温光复合因子及施氮量对纤维伸长的影响

以杂交棉(科棉1号)和常规棉(美棉33B)品种为材料,设置异地分期播种和施氮量试验,使棉株不同果枝部位棉铃处于相同环境条件下或相同果枝部位棉铃处于不同环境条件下,研究棉株果枝部位、温光复合因子及施氮量对纤维伸长的影响。结果表明,在相同环境条件下,棉株中部果枝铃的纤维长度虽稍高于其他部位,但纤维伸长动态变化及最终纤维长度在不同果枝部位间的差异均未达显著水平。棉纤维伸长发育期的累积辐热积PTP可综合温光复合因子的效应,其与棉纤维最大伸长速率Vmax呈极显著线性正相关,与纤维快速伸长持续期T呈极显著线性负相关,与棉纤维长度理论最大值Lenm呈二次曲线函数关系,可以作为表征棉纤维伸长发育温光复合因子的指标。当棉纤维伸长发育期内PTP在335MJ m-2左右时,Lenm最大(科棉1号、美棉33B分别为30.94、30.31mm),Vmax在1.3mm d-1左右,T在16d左右。氮素水平与温光复合因子对纤维长度的影响存在补偿效应,随施氮量的增加,棉纤维长度达到最大值时对应的PTP减小。当棉纤维伸长发育期内PTP达到240MJ m-2时(科棉1号、美棉33B分别为237.6、241.6MJ m-2),240kg N hm-2施氮量下的棉铃对位叶叶氮浓度(NA)更适宜棉纤维伸长;PTP低于此值时,增加施氮量(480kg N hm-2)可减小因累积辐热积降低而造成的棉纤维长度缩短的幅度。

棉籽蛋白质和油分形成的模拟模型

基于不同熟性棉花品种的异地分期播种和施氮量试验,综合量化品种特性、主要气象条件(温度、太阳辐射)和栽培措施(施氮量)对棉籽蛋白质和油分的影响,基于棉籽氮素积累和油分合成的"库限制"假设,结合棉花铃期与棉籽干物质积累模型,建立基于过程的棉籽蛋白质和油分形成模拟模型。利用不同生态点不同品种、播期和施氮量的田间试验资料对模型进行检验的结果表明,供试品种科棉1号和美棉33B棉籽的蛋白质含量模拟值与实测值的根均方差(RMSE)分别为2.05%和2.33%,其油分含量模拟值与实测值的RMSE分别为2.45%和2.95%。模型以主要气象资料(日平均温度、日太阳辐射量)和栽培措施(施氮量)作为模型输入,以棉花铃期与棉籽干物质积累模拟模型为基础,实现了较广泛生态条件下对不同品种棉花棉籽蛋白质和油分形成过程的模拟及其含量的动态预测。模型预测精度高,广适性强。

弱光对冬小麦茎中果聚糖代谢的影响

以耐弱光性不同的冬小麦品种‘扬麦158’(耐弱光品种)和‘扬麦11’(不耐弱光品种)为材料,研究了拔节至成熟期遮光对小麦籽粒淀粉积累量、茎中花前贮存果聚糖转运以及果聚糖代谢关键酶活性的影响。结果表明:拔节至成熟期遮光降低了小麦茎中花前贮存果聚糖的转运量,提高了贮存果聚糖对小麦淀粉产量的贡献率。遮光降低了小麦灌浆前中期茎中蔗糖∶蔗糖果糖基转移酶(SST)和果聚糖∶果聚糖果糖基转移酶(FFT)活性,不利于果聚糖积累,从而导致茎中可溶性碳水化合物积累量下降。遮光条件下灌浆中后期小麦茎中果聚糖外水解酶(FEH)活性下降,分解果聚糖向外转运的能力降低,故向籽粒中转运的量下降,最终导致小麦籽粒淀粉积累量显著降低。遮光33%时小麦籽粒淀粉积累量的下降幅度大于遮光22%,且‘扬麦11’的下降幅度大于‘扬麦158’。

长江中下游麦区小麦地方品种幼苗耐镉性的差异

为了明确不同小麦地方品种耐镉(Cd)性的差异,采用水培方法,测定了长江中下游麦区32个小麦地方品种的苗期生长指标、叶绿素含量、荧光参数和光合参数,并对参试品种的Cd耐性进行了比较和聚类分析。结果表明,32个小麦地方品种镉耐性指数变异系数为10.4%～49.4%,耐Cd性差异较大。根据耐性指数可将参试品种分成耐镉型(7个)、较耐镉型(4个)、中间型(6个)、镉较敏感型(8个)、镉敏感型(7个)5组。

花后酸雨和渍水胁迫对小麦氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质组成的影响

[目的]探讨花后酸雨和渍水胁迫对小麦氮代谢关键酶活性和籽粒蛋白质组成的影响,为小麦抗逆调优栽培提供理论依据。[方法]以小麦品种‘汶农17’和‘扬麦16’为材料,采用盆栽的方式,于开花期进行酸雨和渍水处理,试验设6个处理,以喷施p H5.6酸雨处理为对照,研究了花后酸雨、渍水及其复合胁迫对小麦氮代谢关键酶活性和籽粒中蛋白质及其各组分含量的影响。[结果]与对照相比,花后酸雨、渍水和酸雨渍水复合胁迫均降低了‘汶农17’旗叶中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性和籽粒中谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶活性,灌浆前期提高了内肽酶活性而灌浆后期降低了此酶活性,最终导致籽粒中蛋白质及其组分含量和谷/醇比显著降低。花后酸雨提高了‘扬麦16’旗叶中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和内肽酶活性及籽粒中谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶活性,显著提高了籽粒中总蛋白含量和醇溶蛋白含量,但是显著降低了其谷/醇比。渍水处理和酸雨渍水复合胁迫均降低了‘扬麦16’旗叶中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及籽粒中谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶活性,提高了灌浆前期内肽酶的活性而降低了灌浆后期此酶的活性,籽粒中蛋白质及其组分含量和谷/醇比显著降低。[结论]酸雨对不同小麦品种影响不同,酸雨抑制了‘汶农17’的氮代谢,降低了成熟期籽粒中蛋白质及各组分含量,促进了‘扬麦16’的氮代谢,提高了成熟期籽粒中蛋白质及各组分含量。渍水和酸雨渍水复合胁迫均抑制了小麦氮代谢过程导致最终籽粒中总蛋白含量降低。

模拟酸雨对小麦产量及籽粒蛋白质和淀粉含量及组分的影响

以宁麦13和徐麦31两种小麦(Triticum aestivum)品种为材料,通过盆栽试验研究了不同pH值酸雨对小麦产量和籽粒品质的影响。结果表明:模拟酸雨抑制了小麦的生长,减少了生物量的积累。pH值2.0酸雨处理后宁麦13的单穗粒数和单茎产量分别较对照下降了48.6%和56.7%,徐麦31则分别下降了31.2%和39.7%,差异显著。小麦籽粒主要营养成分对酸雨胁迫响应不同,酸雨处理提高了籽粒氨基酸、蛋白质含量,pH值2.0酸雨处理后,宁麦13和徐麦31小麦籽粒中氨基酸含量分别比对照高36.6%和30.9%,总蛋白含量分别比对照高20.6%和15.1%,均与对照差异显著。而小麦可溶性糖、淀粉和脂肪含量较对照降低,且总体表现为酸度增强变化幅度增大。不同蛋白组分也对酸雨胁迫反应不同,酸雨处理提高了籽粒中清蛋白和球蛋白含量,而降低了谷蛋白含量和谷/醇。pH值2.0的酸雨处理后,宁麦13和徐麦31的清蛋白含量较对照分别增加了13.1%和23.9%,但与对照差异不显著。酸雨胁迫降低了总淀粉和支链淀粉含量,宁麦13和徐麦31的pH值2.0酸雨处理总淀粉含量分别较对照下降了11.8%和20.2%,与对照差异显著,但对直链淀粉含量影响不明显。可见酸雨不仅影响小麦的产量,而且对品质也有明显影响。酸雨处理尽管提高了籽粒总蛋白含量,但降低了谷蛋白和谷/醇,降低了其加工品质。

T6VS·6AL染色体易位与小麦籽粒HMW-GS和GMP积累的关系

从一套由92R137(普通小麦-簇毛麦T6VS·6AL染色体易位系)和辉县红(地方小麦品种)杂交及以单粒传方法构建的F8重组近交家系(RIL)群体中,筛选出4个HMW-GS亚基组合相同而蛋白质含量差异较大的代表性家系(含和不含染色体易位片段的家系各一组),采用SDS-PAGE电泳和切胶比色的亚基定量方法,研究了不同家系小麦籽粒灌浆期间HMW-GS和GMP含量动态。结果表明,小麦籽粒各亚基在花后13d均已形成,但不同亚基起始形成时间不同;各亚基含量随灌浆进程呈上升趋势,花后23d到成熟期为快速积累期。染色体易位片段对籽粒HMW-GS和GMP含量与积累量无显著作用,而籽粒HMW-GS含量以蛋白含量高的家系高于对应的低蛋白家系。

大气CO_2浓度和氮肥水平对小麦籽粒产量和品质的影响

应用FACE平台,研究了不同氮肥水平下大气CO2浓度升高对小麦籽粒产量和品质的影响.结果表明:大气CO2浓度升高(FACE)和增施氮肥显著提高了小麦籽粒产量、穗数、穗粒数和生物量.但FACE处理对收获指数无显著影响.FACE处理显著降低了籽粒蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白、面筋含量和沉降值,显著提高了小麦籽粒淀粉及其组分含量,而氮肥处理具有相反的效应.面团稳定时间及峰值黏度、最终黏度、反弹值等黏度特征参数在FACE和高氮水平下显著增加.此外,CO2浓度与氮肥水平互作对小麦籽粒产量和生物量有显著的正效应,但对籽粒品质无显著影响.在未来大气CO2浓度升高的情况下,维持较高的施氮量有利于提高小麦籽粒产量,改善淀粉糊化特性,缓解小麦品质特性的下降.

不同渍水时间对苗期和花期大豆生长及碳氮代谢的影响

以大豆品种南农99-6为材料,通过盆栽试验研究了苗期和花期渍水对大豆生长及碳氮代谢的影响.结果表明:渍水显著抑制了大豆的生长,植株生物量、叶面积、叶片色素含量和光合速率均显著下降,而丙二醛(MDA)含量显著升高;随着渍水时间的延长,各生理指标的变化幅度增大;渍水胁迫解除后有一定的恢复,渍水10d处理后恢复能力较渍水20d处理强.可溶性碳、氮物质及关键酶对渍水反应不同,可溶性糖含量以及叶片谷氨酰胺合成酶和蔗糖合成酶的活性上升,而可溶性蛋白含量下降.渍水对苗期大豆植株生物量、叶面积和MDA含量的影响比花期小.苗期和花期渍水时间越短,大豆受到的伤害越小,其恢复能力也越强.渍水时间在10d内,大豆植株能够通过自身的调节逐渐恢复.

遮光对小麦植株氮素转运及品质的影响

以耐弱光性不同的冬小麦品种扬麦158(耐弱光品种)和扬麦11(不耐弱光品种)为材料,研究了拔节至成熟期遮光对小麦籽粒产量、植株氮素代谢及籽粒和面团品质的影响.结果表明:拔节至成熟期遮光22%和33%时,扬麦158和扬麦11籽粒产量分别比对照下降4.1%～9.9%和15.3%～25.8%;而小麦籽粒蛋白质产量分别下降3.0%～8.3%和10.4%～14.1%,且随着遮光程度的加重,小麦籽粒氮素积累对花后氮素积累的依赖性增强.遮光条件下各营养器官中花前贮存氮素转运量均下降,但叶片氮素转运效率(RENP)上升,从而补偿了茎鞘、穗壳中RENP的下降,因此营养器官总RENP未受遮光条件的显著影响.拔节至成熟期遮光提高了小麦籽粒蛋白质含量,这与弱光下籽粒蛋白质积累量下降幅度小于产量下降幅度所形成的"浓缩效应"有关.弱光对成熟期小麦籽粒清蛋白和球蛋白含量无显著影响,但显著提高了醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,导致小麦湿面筋含量、面团形成时间和稳定时间提高,面团弱化度降低.

花后盐与渍水逆境对小麦籽粒产量及蛋白质和淀粉积累的影响

采用盆栽试验,研究了花后渍水、盐胁迫和盐渍处理对2个小麦品种(扬麦12和淮麦17)籽粒产量及蛋白质和淀粉积累与组分的影响.结果表明:与对照相比,花后渍水、盐胁迫和盐渍处理显著降低了小麦花前贮藏氮素(花前贮藏干物质)转运量和花后同化氮素(花后同化物)输入籽粒量,从而导致小麦籽粒产量、蛋白质和淀粉产量显著降低,其中盐胁迫和盐渍处理表现更为明显.与对照和渍水处理相比,盐胁迫和盐渍处理显著降低了小麦籽粒蛋白质积累量及谷/醇蛋白比,显著提高了蛋白质组分含量;同时降低了小麦籽粒淀粉积累量、淀粉组分含量及直/支链淀粉比;盐胁迫处理对扬麦12的影响较盐渍处理明显,而盐渍处理对淮麦17的影响较盐胁迫处理明显.渍水条件下小麦籽粒蛋白质和淀粉积累量均下降,除淮麦17谷蛋白和清蛋白含量有所提高外,淮麦17其他蛋白组分含量和扬麦12各蛋白组分含量均下降.