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晚播对强筋小麦籽粒产量和品质的影响

麦类作物学报 2025年第1期45卷 89-95页

作者：柳明阳张敏王文政毕经鑫张灵鑫蔡瑞国河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066600

为探究冀东地区晚播对强筋小麦植株性状、籽粒产量和品质的影响,选用津农7号和中麦998两个强筋小麦品种为试验材料,设置正常播期(D1)、晚播7 d(D2)、晚播14 d(D3)、晚播21 d(D4)、晚播28 d(D5)共5个播期,分析了晚播后强筋小麦植株性状... 详细信息

为探究冀东地区晚播对强筋小麦植株性状、籽粒产量和品质的影响,选用津农7号和中麦998两个强筋小麦品种为试验材料,设置正常播期(D1)、晚播7 d(D2)、晚播14 d(D3)、晚播21 d(D4)、晚播28 d(D5)共5个播期,分析了晚播后强筋小麦植株性状、干物质积累转运、籽粒产量和面粉加工品质的变化,以及冬前积温与小麦产量和品质的关系。结果表明,晚播增大了强筋小麦旗叶面积和分蘖成穗率,降低了株高、干物质积累量及其向籽粒的转运量,最终导致穗数、千粒重和产量下降,其中津农7号和中麦998的产量开始出现显著下降的播期分别为D2和D3。随着播期的推迟,小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间、最大拉伸阻力均呈先升后降的趋势,其中两个品种的蛋白质含量分别在D3和D4下最大,湿面筋含量、面筋指数均在D3下最大,稳定时间、拉伸面积均在D4下最大,最大拉伸阻力分别在D4和D2下最大。经相关性分析,冬前积温与强筋小麦株高和穗数呈极显著正相关(P<0.01),与千粒重和产量呈显著正相关(P<0.05),而与旗叶面积呈极显著负相关(P<0.01),与面筋指数、稳定时间呈显著负相关(P<0.05)。本试验条件下,津农7号达到高产优质的最佳播期为正常播期,中麦998为晚播7 d。综合来看,晚播不利于强筋小麦高产,但适当推迟播期可以增加小麦籽粒蛋白质和湿面筋含量,进而改善营养和加工品质。

关键词：强筋小麦晚播产量品质冬前积温

强筋小麦物质积累和产量形成对春季滴灌量的响应

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麦类作物学报 2025年第2期 245-252页

作者：张灵鑫李秉昌张敏毕经鑫王文政柳明阳杨敏蔡瑞国河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院农学与生物科技学院秦皇岛市肥料与农业节水技术中心

为筛选冀东地区强筋小麦春季适宜的滴灌量，选用中麦886和中麦998两个强筋小麦品种，在拔节期和开花期进行春季滴灌，设置每次灌水0、300、450、600和750 m3·hm-2共5个处理（分别用W0、W1、W2、W3和W4表示）,比较分析了不同春季滴灌量... 详细信息

为筛选冀东地区强筋小麦春季适宜的滴灌量，选用中麦886和中麦998两个强筋小麦品种，在拔节期和开花期进行春季滴灌，设置每次灌水0、300、450、600和750 m3·hm-2共5个处理（分别用W0、W1、W2、W3和W4表示）,比较分析了不同春季滴灌量下强筋小麦旗叶SPAD值、干物质积累与转运、籽粒灌浆速率、产量及其构成因素的差异。结果表明，强筋小麦花后旗叶SPAD值和籽粒灌浆持续时间均随滴灌量的增大而增加，干物质积累转运量和籽粒产量在0～600 m3·hm-2范围内对灌水量产生正向反应，当灌水量达到750 m3·hm-2时均显著降低。水分利用效率随灌水量的增加而降低。W3处理下，两个强筋小麦品种穗数、穗粒数、千粒重、产量均表现最优。综合考虑籽粒产量和水分利用效率，冀东地区强筋小麦拔节期和开花期滴灌量以每次600 m3·hm-2为最佳。

关键词：强筋小麦灌水量 SPAD 干物质产量

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普通烟草PYL基因家族成员鉴定及干旱胁迫下基因表达分析

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核农学报 2025年第1期39卷 47-58页

作者：扈佳慧徐腾航刘杰王雨果刘红峰王世泽余世洲王丰贵州大学农学院贵州贵阳550025 贵州省烟草科学研究院贵州贵阳550081 河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066004 贵州省烟草公司贵阳市公司贵州贵阳550001

PYR/PYL/RCAR(PYL)蛋白作为脱落酸(ABA)的直接受体,在ABA信号转导途径中发挥着关键调控作用。为探究PYL基因在烟草中的系统发育和表达模式,本研究利用生物信息学手段在普通烟草品种K326全基因组范围内进行了鉴定分析,并利用实时荧光定量... 详细信息

PYR/PYL/RCAR(PYL)蛋白作为脱落酸(ABA)的直接受体,在ABA信号转导途径中发挥着关键调控作用。为探究PYL基因在烟草中的系统发育和表达模式,本研究利用生物信息学手段在普通烟草品种K326全基因组范围内进行了鉴定分析,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测了各基因在遭受干旱胁迫0、1、3、6、12、24、36和48 h的基因表达量。结果共鉴定到26个烟草PYL基因,依据系统发育和结构特点可划分为3个亚家族(Ⅰ~Ⅲ),成员数目分别为9、11和6。蛋白理化性质分析结果表明,所有烟草PYL蛋白都呈亲水性,氨基酸长度在173~586 aa之间,相对分子量在16 763.26~65 709.39 Da之间,等电点(pI)在4.73~9.05之间。顺式作用元件分析结果发现,烟草PYL基因启动子区含有MYB、NAC、WARKY、TCP、ZF-HD等逆境胁迫响应相关元件。基因表达结果显示,烟草PYL基因在遭受干旱胁迫后,除NtPYL8、NtPYL9、NtPYL17和NtPYL21基因外、其余基因表达量整体表现为上调趋势,但各亚家族成员间基因表达具有明显差异。其中亚家族Ⅱ中NtPYL1、NtPYL2、NtPYL4基因和亚家族Ⅲ中NtPYL25基因在遭受干旱胁迫6~12 h后基因表达量达到最高,且相对表达量较0 h上升显著,可作为烟草应答干旱胁迫的重要候选基因。本研究为进一步开展烟草候选抗旱PYL基因功能研究及育种利用奠定了基础。

关键词：烟草 PYL家族干旱胁迫基因表达分析脱落酸

黑麦全基因组GRF基因家族的鉴定和表达分析

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植物生理学报 2023年第10期59卷 1933-1942页

作者：杨静杨赟杰汪凯旋杨燕萍魏莱车永和河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066000

生长调节因子(growth-regulating factor,GRF)已被证实在植物生长发育和响应非生物胁迫中具有重要的调控功能。本研究从黑麦全基因组中鉴定出14个黑麦GRF基因家族成员,并进行了理化参数、基因结构、进化以及表达等分析。结果表明黑麦GR... 详细信息

生长调节因子(growth-regulating factor,GRF)已被证实在植物生长发育和响应非生物胁迫中具有重要的调控功能。本研究从黑麦全基因组中鉴定出14个黑麦GRF基因家族成员,并进行了理化参数、基因结构、进化以及表达等分析。结果表明黑麦GRF基因分布在第2、4、5和6条染色体上;氨基酸序列范围为214~609 aa,等电点范围为4.72~9.77;系统发育分析将黑麦、拟南芥、小麦、大麦和水稻的GRF基因分为6个亚家族;进化分析表明黑麦GRF基因种内有一对串联重复基因对,黑麦与小麦进化关系较水稻更近;磷酸化分析表明,黑麦GRF蛋白中存在大量潜在的磷酸化位点;表达分析表明,ScGRF10和ScGRF14可能在低温以及干旱胁迫的响应中发挥重要作用。该研究为进一步探索黑麦GRF基因在黑麦生长发育、低温和干旱响应中的潜在功能提供依据。

关键词：黑麦 GRF基因家族进化分析表达分析

谷子Ⅲ型PRX基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫下表达分析

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作物学报 2022年第10期48卷 2517-2532页

作者：马鑫磊许瑞琪索晓曼李婧实顾鹏鹏姚锐林小虎高慧河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066004

Ⅲ型过氧化物酶(ClassⅢperoxidase,PRX)是植物中特有的过氧化物酶家族,在植物生长发育以及非生物胁迫中发挥重要作用。谷子作为C4植物是禾本科抗逆研究的模式植物,然而目前对于谷子中Ⅲ型过氧化物酶家族基因功能鲜有报道。为探究谷子... 详细信息

Ⅲ型过氧化物酶(ClassⅢperoxidase,PRX)是植物中特有的过氧化物酶家族,在植物生长发育以及非生物胁迫中发挥重要作用。谷子作为C4植物是禾本科抗逆研究的模式植物,然而目前对于谷子中Ⅲ型过氧化物酶家族基因功能鲜有报道。为探究谷子Ⅲ型过氧化物酶基因家族(SitPRXs)在干旱胁迫和ABA诱导下的表达模式,进行了全基因组表达分析。本研究利用生物信息学方法在谷子全基因组中鉴定出132个Ⅲ型PRX基因家族成员,并根据其在染色体上位置顺序依次命名为SitPRX1~SitPRX132。通过对谷子、拟南芥和水稻的系统进化分析将其分为5个亚家族,基因结构和保守基序分析表明同一亚家族具有较高的保守性。基因复制分析显示,17个SitPRX基因(13%)存在片段复制,78个SitPRX基因(59%)存在串联复制,串联复制事件在SitPRX基因扩增中起重要作用。谷子与拟南芥、水稻和玉米的物种间同源性分析显示谷子中大多数SitPRXs是在双子叶植物和单子叶植物分化后形成的。转录组分析显示,SitPRX基因家族成员在谷子幼苗、根、茎、叶以及圆锥花序中表达存在差异。启动子顺式作用元件分析显示,79个SitPRXs含有与干旱胁迫响应相关的顺式作用元件,进一步qRT-PCR分析显示,SitPRX12、SitPRX41、SitPRX81、SitPRX110和SitPRX126受PEG和ABA诱导表达,表明这些基因可能通过ABA依赖的信号通路来调控和响应干旱胁迫,可作为进一步研究Ⅲ型PRX基因家族抗旱功能的候选基因。研究结果为全面解析SitPRX基因结构与生物学功能、抗旱分子机制以及分子育种提供了新信息,以期为今后培育高效抗逆作物新品种提供思路。

关键词： Ⅲ型过氧化物酶基因家族分析干旱胁迫响应谷子

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海水胁迫下冰草幼苗期耐盐性指标筛选

草业学报 2023年第3期32卷 200-211页

作者：苗涵魏莱杨燕萍车永和河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066000 河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066000

冰草植物为禾本科小麦族多年生牧草,具有耐干旱、抗寒冷、耐盐碱等优点,是盐碱地改良的优良作物。为给冰草种质耐盐性评价提供依据,本试验对2个冰草主栽品种,蒙农1号蒙古冰草和蒙农杂种冰草,通过温室花盆培育在幼苗期进行了5个海水浓度... 详细信息

冰草植物为禾本科小麦族多年生牧草,具有耐干旱、抗寒冷、耐盐碱等优点,是盐碱地改良的优良作物。为给冰草种质耐盐性评价提供依据,本试验对2个冰草主栽品种,蒙农1号蒙古冰草和蒙农杂种冰草,通过温室花盆培育在幼苗期进行了5个海水浓度的梯度胁迫,经30 d胁迫后,对各浓度处理材料的株高(SH)、根长(RL)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和K^(+)等共12项农艺性状和生理指标进行了测定。探究盐胁迫对冰草幼苗的生长特征、K^(+)/Na^(+)、抗氧化酶活性和渗透调节物质等的影响;通过公式计算各项指标在不同浓度海水处理下的耐盐系数,进一步对其采用主成分分析、模糊隶属函数分析和逐步回归方程等方法进行耐盐性系统评价。结果表明:供试材料在不同浓度盐胁迫处理下除苗相对含水量无显著差异外,各指标间均存在显著差异(P<0.05);利用主成分分析法筛选得到了10项可对冰草种质材料幼苗期进行耐盐性鉴定的指标;总结出3个盐胁迫因子,分别为渗透调节因子、株型因子、根系因子;利用逐步回归方程方法得出了可用于冰草种质材料耐盐性预测的回归模型,D=0.833-0.018SOD-0.147SP-0.042SS-0.142Pro-0.004Na^(+)-0.520K^(+)-0.076RL,通过测定超氧化物歧化酶(SOD)、K^(+)、Na^(+)、可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和根长(RL)这7项指标可进行冰草种质资源耐盐性强弱的快速预测;综合分析得出蒙农杂种冰草的耐盐性高于蒙农1号蒙古冰草。研究结果对于冰草在盐渍化地区的推广种植有参考意义。

关键词：冰草幼苗耐盐性指标筛选

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黑麦MIKC型MADS-box基因家族的鉴定和表达分析

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麦类作物学报 2023年

作者：汪凯旋车永和杨赟杰杨静杨燕萍魏莱河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室

MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋... 详细信息

MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋白序列利用TBtools软件进行理化性质、进化关系、保守基序和基因结构、共线性及聚类分析等生物信息学分析。将黑麦47个MIKC基因分为12个亚家族,共线性分析发现黑麦与小麦的共线性基因多于黑麦与水稻间的共线性基因,说明黑麦与小麦的亲缘关系更近。聚类结果结合黑麦物种内共线性分析发现,ScMIKC31基因仅在穗子表达,于其他植物组织器官及发育时期均无表达,选用课题组材料进行RNA-seq验证,结果与生物信息学结果一致,因此,推测ScMIKC31基因为黑麦中与开花有关的基因。研究结果显示MIKC家族基因在黑麦中存在功能分化,为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。

关键词：生长因子黑麦进化分析表达分析 MIKC基因

施氮量和种植密度对强筋小麦冠层光截获特性和籽粒产量的影响

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麦类作物学报 2024年

作者：郝倩倩兰会杰董文楠秦保平张敏蔡瑞国杨晴李昊昱杨敏河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室

为明确施氮量和种植密度对强筋小麦冠层光截获特性和籽粒产量的影响,以强筋小麦品种中麦578为材料,通过田间试验,设置4个施氮水平(0、180、240和300kg·hm-2,分别用N0、N1、N2和N3表示)和3个种植密度(3.0×10～6、4.5×10～6和6.0×10～... 详细信息

为明确施氮量和种植密度对强筋小麦冠层光截获特性和籽粒产量的影响,以强筋小麦品种中麦578为材料,通过田间试验,设置4个施氮水平(0、180、240和300kg·hm-2,分别用N0、N1、N2和N3表示)和3个种植密度(3.0×10～6、4.5×10～6和6.0×10～6株·hm-2,分别用D1、D2和D3表示),分析了不同处理下强筋小麦光合有效辐射（PAR）截获率和透光率、干物质积累与转运、籽粒产量与品质的差异。结果表明,小麦产量及其构成因素受施氮量的影响较种植密度大,小麦在N2和N3条件下能够获得较高的穗数、穗粒数和籽粒产量,其中以N2D2处理的产量最高,达到9957.73kg·hm-2。除N3处理外,随着施氮量或种植密度的增加,冠层PAR截获率均逐渐增大,透光率显著下降。施氮量、种植密度和二者互作显著影响强筋小麦干物质积累与转运;在同一施氮条件下,适度增加种植密度可提高花后干物质积累量及其对籽粒产量贡献率,二者均以N2D2处理下最大。增施氮肥有利于沉降值和面筋指数的增加,面筋指数在N2D2处理下到达最佳。综合考虑强筋小麦冠层光合有效辐的利用、干物质的积累和转运、籽粒产量和品质,240kg N·hm-2的施氮量和4.5×10～6株·hm-2的种植密度是本试验条件下强筋小麦生产中的最优氮密组合。

关键词：强筋小麦施氮量种植密度冠层光截获籽粒产量

黑麦GIF基因家族全基因组鉴定及其表达分析

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麦类作物学报 2023年第6期43卷 696-704页

作者：杨赟杰苗涵魏莱杨燕萍车永和河北省作物逆境生物学重点实验室/河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066600

生长调节互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育过程中起重要作用。为挖掘和利用黑麦GIF家族基因,利用同源比对方法对黑麦GIF基因家族进行了鉴定,并系统分析了黑麦与其他禾本科植物及模式... 详细信息

生长调节互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育过程中起重要作用。为挖掘和利用黑麦GIF家族基因,利用同源比对方法对黑麦GIF基因家族进行了鉴定,并系统分析了黑麦与其他禾本科植物及模式植物拟南芥GIF基因的系统发育关系、蛋白结构域、基因结构和共线性关系。结果显示,在黑麦基因组中共鉴定到3个GIF基因家族成员,分布在4R和5R染色体上;系统进化分析发现,黑麦GIF基因家族成员与小麦和大麦的亲缘关系更近。蛋白结构域和基因结构分析发现,GIF基因家族成员在黑麦及其他禾本科植物中的蛋白结构域和基因结构相对保守,均含有4个外显子。共线性分析发现,黑麦ScGIF1基因与其他禾本科植物GIF基因间均存在共线性关系,其中与小麦间共线基因数最多。Ka/Ks分析发现,黑麦GIF基因家族成员在进化中受到纯化选择。此外,在黑麦穗部鉴定到一个特异性高表达的GIF基因(ScGIF1),其编码的蛋白含有多个磷酸化位点,推测ScGIF1蛋白可能是通过磷酸化来调控黑麦麦穗的发育和粒型的。

关键词：黑麦 GIF基因家族生物信息学分析

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