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限水条件下灌水量对强筋小麦旗叶衰老特性和籽粒产量的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 453-461页

作者：毕经鑫李清瑶蔡瑞国王文政杨敏郭振清张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河北昌黎066004

为探究灌水量对强筋小麦花后旗叶衰老和籽粒产量的调控效应,以2个强筋小麦品种(中麦998和中麦1062)为供试材料,设置0 m^(3)·hm^(-2)(W_(0))、450 m^(3)·hm^(-2)(W_(1))和900 m^(3)·hm^(-2)(W_(2))3个灌水量(拔节期和开花期各灌水50%)... 详细信息

为探究灌水量对强筋小麦花后旗叶衰老和籽粒产量的调控效应,以2个强筋小麦品种(中麦998和中麦1062)为供试材料,设置0 m^(3)·hm^(-2)(W_(0))、450 m^(3)·hm^(-2)(W_(1))和900 m^(3)·hm^(-2)(W_(2))3个灌水量(拔节期和开花期各灌水50%),分析了不同处理下小麦旗叶叶绿素含量、同化物含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性、抗衰老激素含量、蛋白质含量和籽粒产量的差异。结果表明,增加灌水量可延缓强筋小麦花后旗叶衰老。灌浆前中期旗叶叶绿素含量在不同处理间无显著差异,灌浆后期叶绿素含量在W_(2)处理下最高。W_(2)处理下小麦旗叶可溶性糖含量显著高于其他处理;旗叶可溶性蛋白含量在花后0~21 d保持较高水平,在花后21~35 d含量逐渐下降,且W_(1)处理下花后21~35 d旗叶可溶性蛋白含量较W_(0)处理显著提高。灌水量对花后0~21 d强筋小麦旗叶中游离氨基酸含量无显著影响,而在灌浆后期以W_(2)处理最高;与W_(0)处理相比,增加灌水量可显著提高旗叶过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和生长素含量,显著降低丙二醛和脱落酸含量,并且显著延长测定酶活性和激素含量峰值出现时间。随灌水量的增加,籽粒蛋白质含量下降,但产量显著升高。总体来看,在本试验条件下,W_(2)处理(拔节水450 m^(3)·hm^(-2)+开花水450 m^(3)·hm^(-2))能够显著延缓强筋小麦旗叶衰老,在维持较高蛋白质含量同时,获得最高籽粒产量。

关键词：强筋小麦旗叶衰老特性籽粒产量

黑麦MIKC型MADS-box家族基因的鉴定和表达分析

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麦类作物学报 2024年第1期44卷 46-55页

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河北秦皇岛066000

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,推测ScMIKC31基因为黑麦中与开花有关的基因。以上结果说明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

水氮运筹对强筋小麦干物质转运与籽粒产量的影响

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麦类作物学报 2024年第6期44卷 770-779页

作者：杨梅李雪萌秦保平许佳成张敏蔡瑞国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河北秦皇岛066004

为探讨冀东麦区水氮运筹对强筋小麦干物质转运与籽粒产量的影响,以强筋小麦品种津农7号为材料,采用裂区试验设计,以追氮春灌时间为主区[返青期追氮灌水(T_(1))、起身期追氮灌水(T_(2))和拔节期追氮灌水(T_(3))],氮肥运筹为副区[基施N 12... 详细信息

为探讨冀东麦区水氮运筹对强筋小麦干物质转运与籽粒产量的影响,以强筋小麦品种津农7号为材料,采用裂区试验设计,以追氮春灌时间为主区[返青期追氮灌水(T_(1))、起身期追氮灌水(T_(2))和拔节期追氮灌水(T_(3))],氮肥运筹为副区[基施N 120 kg·hm^(-2)+追施N 120 kg·hm^(-2)(N1)、基施N 90 kg·hm^(-2)+追施N 120 kg·hm^(-2)(N_(2))和基施N 120 kg·hm^(-2)+追施N 90 kg·hm^(-2)(N_(3))],比较分析不同处理下津农7号籽粒产量、干物质转运和氮肥偏生产力的差异。结果表明,水氮运筹对津农7号的籽粒产量和穗粒数影响显著,不同处理下小麦籽粒产量为8734.82~9763.22 kg·hm^(-2),其中T_(2)N1和T_(2)N_(2)处理的籽粒产量显著高于其他处理;T_(2)的平均氮肥偏生产力较T_(1)和T_(3)分别高4.84%和1.88%,且T_(2)N_(2)处理最高。各处理花后干物质转运对籽粒产量的贡献率为57.35%~89.74%,说明小麦籽粒产量多源于花后干物质积累。T_(2)条件下成熟期小麦营养器官氮素积累量和籽粒氮素积累量均显著高于T_(1)和T_(3),且N_(3)下花前氮素转运效率较N_(2)无显著变化,说明追氮灌水前移至起身期可促进强筋小麦氮素转运及籽粒氮素积累。在本试验条件下,基施N 90 kg·hm^(-2),起身期灌水并追施N 120 kg·hm^(-2)可在协调小麦干物质和氮素的积累、转运和分配的同时稳定产量,提高氮肥利用率,从而实现强筋小麦节氮稳产。

关键词：强筋小麦水氮运筹籽粒产量物质转运

施氮量对强筋小麦光合、产量、蛋白质含量和加工品质的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 462-471页

作者：王文政李亚静张敏毕经鑫杨敏郭振清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昌黎066600

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,以强筋小麦石优20号和中麦998为材料,通过大田试验设置0 kg·hm^(-2)(N_(0))、180 kg·hm^(-2)(N 180)、210 kg·hm^(-2)(N 210)和240 kg·hm^(-2)(N 240)4个施氮水平,分析了施氮量对强筋小麦光合、... 详细信息

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,以强筋小麦石优20号和中麦998为材料,通过大田试验设置0 kg·hm^(-2)(N_(0))、180 kg·hm^(-2)(N 180)、210 kg·hm^(-2)(N 210)和240 kg·hm^(-2)(N 240)4个施氮水平,分析了施氮量对强筋小麦光合、产量、蛋白质含量和加工品质的影响。结果表明,与N_(0)处理相比,施氮后石优20号和中麦998的产量均在N 240处理下增加显著,增幅分别为3.20%和13.95%。随施氮量的增加,小麦旗叶叶绿素含量和光合参数均呈先升后降趋势,且在花后15 d达到最大值。施氮对F v/F m影响较小,对ΦPSⅡ影响较明显。旗叶、籽粒内硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶均随施氮量的增加呈先升后降趋势。增施氮肥后籽粒蛋白组分中清蛋白、球蛋白比例下降,醇溶蛋白、谷蛋白比例上升,各组分含量在N 210处理下均最高。面筋含量、沉降值、形成时间和稳定时间均随施氮量的增加先升后降。这说明增施氮肥可改善強筋小麦植株的光合特性,进而提高产量,同时增加植株体内氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质含量并改变蛋白质组分所占比例,有效改善加工品质。本试验条件下,210 kg·hm^(-2)施氮量下,小麦产量和品质较优,该施氮量可作为冀东平原强筋小麦栽培的最佳施氮量。

关键词：施氮量强筋小麦光合产量蛋白质含量加工品质

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喷施水杨酸对野生大豆草甘膦耐性的影响

核农学报 2024年第7期38卷 1408-1415页

作者：王宇王艳丽李晓明褚佳豪司增志乔亚科张锴河北科技师范学院园艺科技学院河北秦皇岛066004 河北科技师范学院农学与生物科技学院河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004

为进一步提高前期筛选到的高耐草甘膦野生大豆材料的抗性,本研究以喷施清水为对照,先后对野生大豆材料进行外源喷施水杨酸(SA)和草甘膦处理,测定过氧化氢(H_(2)O_(2))、超氧阴离子(O_(2)^(-))、莽草酸含量、脂质过氧化水平(丙二醛含量)... 详细信息

为进一步提高前期筛选到的高耐草甘膦野生大豆材料的抗性,本研究以喷施清水为对照,先后对野生大豆材料进行外源喷施水杨酸(SA)和草甘膦处理,测定过氧化氢(H_(2)O_(2))、超氧阴离子(O_(2)^(-))、莽草酸含量、脂质过氧化水平(丙二醛含量)、叶绿素含量、抗氧化酶活性及5-稀醇式丙酮-莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因表达等指标。结果表明,与仅喷施草甘膦阳性对照相比,喷施0.5 mmol·L^(-1) SA的2个野生大豆材料H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)、莽草酸和丙二醛含量在草甘膦处理后整体显著降低,叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性整体显著升高,EPSPS基因表达整体显著上调。上述结果表明,外源喷施SA可提高野生大豆植株过氧化物清除酶活性,进一步提高植株对草甘膦的耐性水平。本研究为提高栽培大豆草甘膦耐性,降低草甘膦对大豆植株损伤提供了参考。

关键词：野生大豆草甘膦水杨酸基因表达

复合肥和微生物菌剂的后效对土壤理化性质及谷子品质的影响

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作物杂志 2024年

作者：马映辰王佳童冯燕飞马浩雄任学军郭振清李云韩玉翠林小虎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

为探明冀东地区冬小麦后茬作物谷子的减肥增效主要栽培技术，以谷子品种“冀谷42”为试验材料，在前茬冬小麦栽培时设置12个微生物菌剂与复合肥配施处理，研究肥料后效对土壤肥力、土壤酶活性、谷子营养品质和产量的影响，进一步通过对... 详细信息

为探明冀东地区冬小麦后茬作物谷子的减肥增效主要栽培技术，以谷子品种“冀谷42”为试验材料，在前茬冬小麦栽培时设置12个微生物菌剂与复合肥配施处理，研究肥料后效对土壤肥力、土壤酶活性、谷子营养品质和产量的影响，进一步通过对以上指标进行隶属函数分析，对12个处理组合进行综合评价。结果表明：前茬冬小麦施用复合肥与微生物菌剂能够提高谷子产量和营养品质并调节土壤理化性质。通过隶属函数模型分析评价得出，A1M4位列第六，位列前五（高于A1M4）的处理依次为：A3M4、A2M4、A3M2、A3M3和A2M3，其中A3M2、A3M3和A2M3的复合肥施用水平低于常规施肥水平。对A3M2、A3M3和A2M3进行分析发现，三个处理的谷子产量较A1M4分别提高3.7%、10.04%和7.33%，其中A3M3和A2M3显著高与A1M4。A3M2、A3M3和A2M3在谷子营养品质方面与A1M4处理间差异不大；A3M2赖氨酸含量显著高于A1M4；A3M2和A3M3处理蛋氨酸含量显著高于A1M4。A3M2、A3M3和A2M3处理土壤有机质较A1M4处理分别提高8.9%、14%和0.3%，且A3M2与A3M3显著高于A1M4。A3M2、A3M3和A2M3处理的土壤全氮、碱解氮含量显著高于A1M4处理；A3M3全磷含量较A1M4显著提高17.2%。A3M2、A3M3和A2M3土壤脲酶活性较A1M4分别提高20.51%、18.4%和9.74%，且与A1M4存在显著性差异；A3M2和A3M3处理的过氧化氢酶活性显著高于A1M4处理。从谷子产量、品质、土壤理化性质方面综合考虑，推荐冀东地区前茬冬小麦施肥组合A3M2、A3M3和A2M3为减肥增效的合理施肥方式。

关键词：谷子微生物菌剂复合肥品质产量土壤肥力

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模拟海水胁迫对小麦萌发的影响

作物杂志 2024年第4期 96-102页

作者：李菡赵玉雪周小可李云郭振清王健韩玉翠林小虎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河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

为了明确盐碱(模拟海水)胁迫对不同小麦品种萌发相关性状的影响,以4个小麦品种为材料,设0.0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0倍标准盐度模拟海水溶液进行胁迫,分析4个小麦品种萌发期耐盐碱性差异,并确定小麦萌发期模拟海水胁迫的最适筛选... 详细信息

为了明确盐碱(模拟海水)胁迫对不同小麦品种萌发相关性状的影响,以4个小麦品种为材料,设0.0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0倍标准盐度模拟海水溶液进行胁迫,分析4个小麦品种萌发期耐盐碱性差异,并确定小麦萌发期模拟海水胁迫的最适筛选浓度。结果表明,盐碱胁迫对津农7号和中麦998相对发芽势和相对发芽率的抑制小于泰农18和济麦229,4个品种均随盐碱浓度的增加受到的抑制越严重。与CK相比,4个小麦品种的相对芽长、相对最大根长和相对芽鲜重在胁迫下均显著降低,且随浓度的增加受到抑制越严重,其中中麦998受到抑制最小,济麦229受抑制最大,当浓度增加到0.8倍时4个品种均不能发芽。盐碱胁迫对4个品种相对根鲜重的影响存在较大差异,影响最小的为津农7号。与CK相比,津农7号和济麦229的相对根冠比在盐碱胁迫下显著增加,且在0.4倍浓度时津农7号(250.63)高于其他品种。综合分析表明,津农7号和中麦998为耐盐碱型品种,泰农18为中间型品种,济麦229为盐碱敏感型品种,0.4倍浓度为小麦萌发期耐盐碱性筛选的适宜浓度。小麦萌发期7个盐碱相关性状间除相对根冠比与相对发芽势、相对芽长、相对最大根长、相对芽鲜重间相关性不显著外,其余均存在显著或极显著相关性。

关键词：小麦萌发期盐碱胁迫模拟海水

减量施氮对春小麦不同器官氮肥利用及籽粒品质的影响

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作物杂志 2024年第5期 220-227页

作者：路佳慧王爽李云郭振清王健韩玉翠林小虎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河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量,以春小麦“津强11”为材料,设置4个施氮水平,分别为0(N_(0))、80(N_(80))、160(N_(160))、240 kg/hm^(2)(N_(240)),分析了减量施氮对春小麦器官生长、各器官氮素积累与转运、籽粒氮肥利用效率和加工品... 详细信息

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量,以春小麦“津强11”为材料,设置4个施氮水平,分别为0(N_(0))、80(N_(80))、160(N_(160))、240 kg/hm^(2)(N_(240)),分析了减量施氮对春小麦器官生长、各器官氮素积累与转运、籽粒氮肥利用效率和加工品质的影响。结果表明,减氮利于小麦后期氮素积累与转运,N_(80)和N_(160)处理时,花后氮素对籽粒贡献率分别为29.63%和28.53%,显著高于N_(240)处理(18.23%);小麦生育后期N_(80)处理的鞘、秆、籽粒氮素积累量最大,分别为5.04、10.35、143.73 kg/hm^(2)。籽粒的氮肥利用效率、氮肥农学利用效率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力均表现为N_(80)>N_(160)>N_(240);N_(80)处理籽粒含水量、湿面筋含量均达到最大值,N_(160)处理下籽粒蛋白质含量最高,可以提高小麦的后期加工品质。综合考虑,建议冀东地区春小麦种植的最佳施氮量为80~160 kg/hm^(2)。

关键词：春小麦氮素积累与转运氮肥利用率加工品质

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谷子Dirigent家族基因鉴定与分析

核农学报 2024年第9期38卷 1647-1659,I0001页

作者：赵玉雪任学军李云王慧敏周小可林小虎韩玉翠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河北秦皇岛066004 河北科技师范学院分析测试中心河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8... 详细信息

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8条染色体上,根据其在染色体上的位置将其命名为SiDIR1~SiDIR41,根据系统进化树关系将其划分为5个亚家族。共线性分析结果表明,SiDIRs同单子叶植物高粱、玉米和水稻的共线性关系远高于双子叶植物拟南芥、番茄和大豆。顺势作用元件分析结果表明,大多数SiDIRs具有与激素、植物生长、环境胁迫和光相关的元件。利用String软件预测到7个SiDIRs蛋白质的相互作用网络。SiDIRs在根、茎、叶和花中具有组织表达特异性,表明它们在植物生长发育中发挥不同的作用。分析盐碱胁迫下12个SiDIRs基因的表达水平发现,B175(盐碱敏感)和JK3(耐盐碱)较对照均有不同程度的变化,SiDIR17和SiDIR28在JK3中呈上调表达,但在B175中呈下调表达,推测这两个基因可能参与谷子耐盐碱胁迫。本研究结果可为深入解析SiDIRs的耐盐碱分子机制提供理论基础,为今后培育高效耐盐碱谷子新品种提供基因资源。

关键词： Dirigent基因家族盐碱胁迫响应谷子