小麦灌浆后期雨后青枯逼熟的生理机制

小麦灌浆后期雨后青枯逼熟的生理机制刘兴坦朱启忠（山东菏泽师范专科学校,菏泽２７４０１５）卢皖黄善斌（山东菏泽地区气象局,菏泽２７４０００）ＰＨＹＳＩＯＬＣＧＩＣＡＬＭＥＣＨＡＮＩＳＭＯＦＬＡＴＥＲＷＨＥＡＴ’ＳＷＩＬＴＮＧＡＦＴＥＲＲＡＩＮＬｉｕＸ...     

小麦籽粒灌浆特征及影响因素的研究进展

本文对小麦籽粒灌浆特征及影响因素研究进展进行了综述。小麦籽粒灌浆过程中,粒重的增长进程(即灌浆进程)呈“S”型变化趋势,目前通常用Logistic生长方程、Richards生长方程和三次多项式方程对该“S”型曲线进行模拟。这些方程中的参数,如灌浆持续期、最大灌浆速率、平均灌浆速率、最大粒重等均表征着一定的生物学意义,其中灌浆速率主要由遗传控制,灌浆持续期主要取决于环境因素。从现有文献看,灌浆速率是决定籽粒重量的关键性参数,而灌浆持续期与籽粒重量间的相互关系仍有待进一步研究。小麦开花时有相当数量的贮藏性物质以非结构碳水化合物形式贮藏在叶片、茎鞘和茎秆中,在籽粒灌浆期间分解并向籽粒转移,对籽粒重量的贡献率达1／3以上,描述物质转移的指标包括干物质转移量、干物质转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率等,小麦遗传特性、养分供应水平和气候条件均影响小麦灌浆期间的物质转移,如杂种小麦的干物质转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率均明显高于亲本,适量增施氮肥能够促进开花后营养器官贮存光合产物向籽粒中的运转,提高籽粒可溶性糖含量,灌浆期间受到干旱胁迫时,转移干物质对籽粒的贡献率明显增加;环境温度、光照、土壤水分和养分(特别是氮素)状况对小麦灌浆过程及相关参数有显著影响。过去虽然对小麦灌浆过程进行了大量卓有成效的研究工作,但是,在籽粒灌浆过程中收获指数的动态变化、植物营养调控对根冠关系、灌浆过程和物质转移的影响、田间个体和群体调控及不同高产栽培模式下灌浆过程及物质转移的差异、灌浆过程和物质转移与品质形成的相互关系等方面的研究资料比较缺乏;在灌浆过程中繁殖体大小等级结构的变化、蘖群中优势蘖穗籽粒灌浆特征与非优势蘖穗籽粒灌浆特征和物质转移的差异、不同穗位籽粒灌浆特征间的差异、灌浆过程与植物体氮素气态损失间的关系等领域的研究资料更加缺乏。而这些问题的研究,对进一步深入了解小麦灌浆过程,丰富小麦籽粒和品质形成理论,指导高产优质小麦育种,实现高产优质高效小麦栽培等具有十分重要的理论和实践意义。     

氮肥和底墒对小麦籽灌浆过程的调节效应分析

以氮肥和底墒为决策变量,采用最优二次Ｄ饱和设计,用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程拟合各水肥处理的籽粒充实过程,并推导出一系列次级参数,分别建立了小麦籽粒灌浆强度与持续时间参数的数学模型。结果表明：生长的氮肥或底墒逆境条件下的小麦受精子房的生长潜势（Ｃｏ）较大,并随逆境条件的改善而降低;千粒重（Ｙｏ）与灌浆快增期（Ｔ）的长短、最大灌浆速率（Ｒｍａｘ）和平均灌浆速率（Ｒ）无明显相关性,却与起始生长势、灌浆系数（     

氮肥和底墒对小麦籽粒灌浆过程的调节效应分析

以氮肥和底墒为决策变量,采用最优二次Ｄ饱和设计,用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程拟合各水肥处理的籽粒充实过程,并推导出一系列次级参数,分别建立了小麦籽粒灌浆强度与持续时间参数的数学模型。结果表明：生长在氮肥或底墒逆境条件下的小麦受精子房的生长潜势（Ｃｏ）较大,并随逆境条件的改善而降低;千粒重（Ｙｏ）与灌浆快增期（Ｔ）的长短、最大灌浆速率（Ｒ＿（ｍａｘ））和平均灌浆速率（Ｒ）无明显相关性,却与起始生长势、灌浆系数（Ｔ·Ｒ＿（ｍａｘ））高度正相关,并且千粒重与灌浆系数的相关性明显大于千粒重与起始生长势的相关性;氮肥和底墒对籽粒灌浆特性具有显著的调节作用。同时还阐述了调节这些参数的水肥栽培途径。     

控灌对小麦植株体内激素含量与籽粒灌浆速率的影响

利用防雨棚研究了控灌对小麦植株体内激素含量与籽粒不乐速率的影响。结果表明：随控水加重,小麦旗叶、根系和籽粒中ＡＢＡ含量迅速达到高峰,然后快速降低;控水愈重,ｉ－ＰＡｓ峰值和籽粒灌浆速率峰值出现愈早,尔后下降,从而加速了植株衰老进程,导致产量降低。籽粒灌浆速率变化与旗叶,根主籽粒中激素含量变化呈极显著相关,且上述性状在相对含水量６０％处理下与８０％（对照）相比无显著差异,从而为小麦节水栽培提供了依据     

化学杂交剂对灌浆期小麦源流库的影响

以大穗小麦品种SN05-3和多穗小麦SN02-3为试验材料,研究了化学杂交剂BAU-9403对灌浆期小麦库、源、流的影响.结果表明,BAU-9403诱导的小麦雄性不育率大于95%,异交结实率高于92.5%;BAU-9403能够显著降低旗叶叶绿素含量和提高其净光合速率;喷药处理的干物质日生产量,茎、叶、鞘的干物质转移量及其输出率和转换率均下降;喷药处理籽粒饱满度平均减少0.222,平均灌浆速率降低0.306g/1000 grains·d-1,灌浆持续期平均缩短6.03d.BAU-9403处理的SN05-3净光合速率增加幅度、叶绿素含量及茎中干物质转移量、输出率和转换率下降幅度均高于SN02-3,而叶中干物质转移量下降幅度和鞘中的干物质输出率却低于SN02-3;SN05-3的灌浆持续期缩短幅度明显大于SN02-3,而其灌浆速率下降的程度小于SN02-3.综合分析表明,BAU-9403能够影响灌浆期小麦的光合生理特性,破坏库、源之间的平衡关系,使干物质积累和转运不畅,导致粒重下降,且品种间的反应存在差异.     

小麦花后水分亏缺和复水对同化物转运和籽粒灌浆的影响

为了阐明水分亏缺对小麦花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理机制的相关变化,以盆栽小麦旱作品种‘长旱58’为材料,自花后9 d起,设置正常供水(WW)、中度干旱胁迫后复水(MD)和重度干旱胁迫后复水 (SD)3个水分处理,比较干旱胁迫后复水处理对小麦籽粒产量、产量构成因素及水分利用效率、强弱势粒灌浆动态、旗叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)转运、籽粒形成关键酶活性变化等的影响。结果表明：(1)与WW相比,MD处理显著增加了小麦穗粒数和千粒重,进而提高籽粒产量、水分利用效率和小麦弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,对强势粒则无显著影响,而SD处理则显著降低了穗粒数、千粒重、强弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,但水分利用效率显著高于WW处理。(2)MD处理植株旗叶在小麦灌浆过程中维持了与WW基本相同的净光合速率,同时在小麦花后9~20 d时MD处理下气孔导度和蒸腾速率变化不明显,而在SD处理下气孔导度和蒸腾速率则急剧下降;另外,与WW相比,在整个灌浆期MD处理下旗叶叶绿素含量变化不显著,而SD处理下叶绿素含量呈大幅下降趋势。(3)MD处理提高了小麦弱势粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性;同时使灌浆中后期有较高的果聚糖水解酶(FEH)活性和较低果聚糖含量,显著增强了茎鞘同化物质转运,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。研究发现,中度水分胁迫后复水处理小麦植株具有较好的叶片性能、花后较多的茎鞘同化物向籽粒转运以及较高的弱势粒库活性,从而提高旱作小麦弱势粒灌浆速率,增加穗粒数和粒重, 进而提高籽粒产量。     

灌浆期不同阶段遮光对小麦籽粒蛋白质组分含量和加工品质的影响

选用强筋小麦济麦20、中筋小麦泰山23和弱筋小麦宁麦9号3个小麦品种,设置了灌浆期不同阶段遮光处理:开花后不遮光(S0)、0～11 d遮光(S1)、12 ～23 d遮光(S2)、24～35 d遮光(S3),研究了其对不同小麦品种籽粒蛋白质组分含量和加工品质的影响.结果表明:3个小麦品种的籽粒清蛋白+球蛋白含量遮光处理间无显著差异;遮光均显著提高了济麦20和泰山23的高分子量谷蛋白亚基、低分子量谷蛋白亚基、谷蛋白、醇溶蛋白和总蛋白含量,其中灌浆中期遮光(S2)处理提高幅度高于其他处理;灌浆中期(S2)和后期(S3)遮光处理显著提高了宁麦9号各蛋白质组分含量.遮光显著降低了小麦籽粒产量,提高了籽粒面团形成时间、面团稳定时间和沉降值,其中灌浆中期遮光处理更为显著,表明籽粒品质的形成与灌浆中期的光照条件更为密切.总体上灌浆期遮光对3个小麦品种籽粒产量、蛋白质组分含量及加工品质指标的调节幅度为济麦20＞泰山23＞宁麦9号.     

花后不同时期弱光和高温胁迫对小麦旗叶荧光特性及籽粒灌浆进程的影响

在田间试验条件下研究了花后不同时期弱光和高温胁迫对小麦旗叶荧光特性及籽粒灌浆进程的影响.结果表明,弱光处理3 d后,旗叶PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和光合速率（Pn）显著降低,但PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、荧光光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭（NPQ）与对照相比差异较小;高温处理3 d后,Fv/Fm、Pn、ΦPSⅡ和qP均极显著降低, NPQ升高幅度较小.胁迫解除后,灌浆前期（花后8～10 d）弱光和高温处理后的旗叶荧光参数和光合速率略有恢复,但灌浆中期（花后15～17 d）处理后的各参数始终呈下降趋势, 说明前期处理效应是可逆的,而中期处理加速其衰老进程.用Logistic方程对各处理的籽粒灌浆过程模拟明,弱光和高温处理后籽粒粒重的降低主要是平均灌浆速率、最大灌浆速率和渐增期灌浆速率显著降低所致.灌浆持续期、最大灌浆速率出现时间、缓增持续期和缓增期灌浆速率受弱光和高温影响较小.     

乙酰水杨酸对无灌溉条件下小麦灌浆期活性氧代谢与产量的影响(简报)

叶面喷酒ＡＳＡ及Ｍ增产素,能减轻活性氧伤害,保护膜结构,延缓叶片衰老,促进灌浆,增产效果明显。     

小麦灌浆特性的遗传研究Ⅰ.遗传模型及基因效应

利用8个小麦品种双列杂交的F~1|及其亲本, 按Hayman分析法研究了小麦籽粒灌浆特性的遗传规律。结果表明,小麦籽粒灌浆特性符合加性-显性遗传模型。基因作用以加性效应为主,呈部分显性。籽粒灌浆期的显性方向指向增效,籽粒灌浆速率的显性方向指向减效。所有性状均有较高的狭义遗传力h^2|~N|=0.71-0.93,可在杂种早代选择。     

灌浆期热胁迫对小麦不同绿色器官光合性能的影响

以4个冬小麦（Triticum aestivem L.）品种（“JD8”、“Jing411”、“Centurk”和“Tam202”）为材料,研究灌浆期热胁迫对旗叶叶片、旗叶鞘、穗下节间、护颖、外疑和芒的光合性能和籽粒产量的影响。结果表明：灌浆期对泪科进行热锻炼也能增加其耐热性且各绿色器官间耐热性差异显。耐热性较强的器官为穗下节间、旗叶鞘和护颖;热敏感器官为旗叶叶片、外颖和芒。热胁迫条件下,穗下节间1旗叶鞘和护颖的细胞膜热稳定性强,光系统Ⅱ原初光能转换效率（Fv/Fm）下降速率以及叶绿素和类胡萝卜素降解速率均低于旗叶叶片、外颖和瓦,穗的净光合速率下降幅度小于旗叶。热胁迫过程中,相对耐热品种“JD8”各器官上述光合参数的下降速度均显低于其他3个热敏感品种。     

不同水分条件下小麦灌浆期功能叶片的遗传特性

2005-2007年,以小麦DH群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系及其亲本为材料,研究在灌溉和雨养两种水分条件下,小麦灌浆中期上部3片功能叶的长、宽及基角遗传基础及其与产量性状的关系.结果表明：与灌溉条件下的性状相比,雨养条件下小麦灌浆中期上部3片功能叶的长和宽均显著降低,而叶基角表现复杂.两种水分条件下,DH群体所有性状均表现超亲分离,变异系数在5.1%～45.9%,性状平均值多数介于双亲之间;旗叶基角遗传力均最高(91%和97%),而倒3叶基角均最低 (23%和31%);控制旗叶基角的基因数目均最少,灌溉和雨养条件下均分别为4对和2对,控制倒3叶基角的基因数目2007年均最多,分别为21和25对;两种水分条件下控制上部3叶基角,以及灌溉条件下控制倒3叶长的多基因间存在互补作用.3片功能叶长、宽与穗粒数、穗粒重之间多数为显著正相关, 倒3叶长、旗叶基角、倒2叶基角与千粒重、单株产量呈显著正相关,但相关系数均较小（<0.481）.因此,可以在育种早代对上部3叶长、宽进行比较严格的选择,而对叶基角的选择应在育种高代进行;在小麦上部3片功能叶生长的关键时期保证适宜的土壤水分,能够促进叶片正常生长,提高产量.     

氮、硫肥与灌浆后期高温胁迫对小麦籽粒产量和品质的影响

灌浆期高温胁迫通常导致小麦籽粒产量降低、品质变差.为了探索有效缓解高温胁迫不利影响的有效措施,在大田条件下,以济麦20为试验材料,运用后期高温棚增温的方法,研究了氮、硫肥与灌浆后期高温对小麦籽粒产量和品质的影响.结果表明:高温处理后小麦千粒质量、籽粒产量显著降低(19.7%～28.3%),蛋白质含量升高,蛋白质组分中不溶性谷蛋白含量下降,可溶性谷蛋白含量上升,面团形成时间和稳定时间缩短;氮肥追施比例由50%增加到70%,非高温处理的籽粒产量无显著变化,不溶性谷蛋白质含量和谷蛋白聚合指数(不溶性谷蛋白含量/可溶性谷蛋白含量)升高,面团形成时间和稳定时间延长;高温处理的千粒质量和籽粒产量因氮肥追施比例提高而提高(2.07%～3.58%),面团形成时间和稳定时间缩短;不论高温处理还是非高温处理,与追施硫肥相比,硫肥基施提高籽粒产量、谷蛋白聚合指数,延长面团形成时间和稳定时间;为了有效缓解灌浆后期高温对小麦籽粒产量和品质的不利影响,硫肥基施、氮肥施用基追比50%:50%是较为适宜的施肥模式.     

灌浆期水分亏缺条件下二、四、六倍体小麦收获指数和水分利用效率的演化

为揭示不同倍性小麦生长发育、产量性状及水分利用对灌浆期水分亏缺响应的差异,选用二倍体野生一粒小麦(Triticum boeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum),四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccon),和两个普通六倍体小麦(T.aestivum)品种‘长武134’和‘陕253’6个小麦品种作为供试材料。采用盆栽控水的方法,测定和分析了不同灌浆期土壤水分条件下小麦株高、旗叶叶面积、穗长、根干重、地上生物量、根冠比、千粒重、粒数、产量、收获指数、蒸腾耗水量和水分利用效率等性状的变化。在小麦染色体倍体由二倍体向六倍体进化的过程中,小麦地上生物量、千粒重、穗粒数、产量、收获指数和水分利用效率都显著增加。随着土壤水分从正常→中度亏缺→重度亏缺的减少,收获指数先增大后减小,分别为41.26%、42.48%和38.19%;生物量水分利用效率逐渐增大,分别为2.39、2.43和2.53g·kg–1;产量水分利用效率分别为1.05、1.10和1.04g·kg–1。在灌浆期水分条件是影响收获指数和水分利用效率的关键因素之一。灌浆期的水分亏缺有利于六倍体小麦的收获指数和四倍体的生物量水分利用效率的提高。中度的水分亏缺有利于四倍体和六倍体产量水分利用效率的提高。     

豫南雨养区周年不同耕作模式对小麦花后干物质动态和产量的影响

以玉米-小麦周年耕作模式为研究对象,于2006-2009年进行了连续4年的大田定位试验,设置了传统翻耕、不覆盖/不深松+覆盖/免耕、覆盖/不深松+不覆盖/免耕、不覆盖/深松+不覆盖/免耕、覆盖/深松+覆盖/免耕以及不覆盖/不深松+还田/旋耕6个模式,研究了豫南雨养区玉米-小麦周年不同耕作模式对小麦花后于物质积累转化、籽粒灌浆及产量的影响.结果表明:传统翻耕和覆盖/深松+覆盖/免耕两种模式绿叶持续时间最长,营养器官的干物质积累均比其他模式高且差异达到显著水平(P＜0.05);营养器官花前贮藏物质的运转量也均高于其他模式,营养器官花后同化物运转量和运转率比覆盖/不深松+不覆盖/免耕模式高11.9％、11.7％,比不覆盖/不深松+还田/旋耕模式高11.6％、11.4％,均达到极显著水平(P＜0.01);花后同化物对籽粒产量的贡献率比不覆盖/不深松+还田/旋耕和覆盖/不深松+不覆盖/免耕高8.4％、7.9％和8.8％、8.3％,均达到显著水平(P＜0.05);产量也以这两种模式最高,达到7545.0 kg·hm-2和7480.5 kg·hm-2,比不覆盖/不深松+还田/旋耕模武分别增产14.8％和13.8％,达到极显著水平(P＜0.01).综合来看,覆盖/深松+覆盖/免耕模式具有较好的蓄永保墒和土壤培肥效果,能促使营养器官干物质积累和花后同化物向籽粒的转移,实现高产高效.     

转反义Trx s基因小麦灌浆期间籽粒和成熟后种子萌发期间的过氧化物酶和过氧化氢酶活性变化

检测转反义Trx s基因小麦灌浆期间籽粒和萌发期种子中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及其同工酶变化的结果表明,在籽粒成熟过程中,转基因小麦籽粒中POD和CAT活性均低于非转基因小麦:在小麦种子萌发过程中,转基因小麦种子中的POD和CAT活性也均低于非转基因小麦.