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集雨种植模式下种植密度与行距配置对小麦茎秆糖积累及倒伏性能的影响

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中国农业科学 2024年第1期57卷 65-79页

作者：覃凤汪小飞吴臻胡一波王小琴张家伟蔡铁西北农林科技大学农学院

【目的】分析沟垄集雨种植模式下不同种植密度和行距配置对小麦茎秆碳水化合物积累和抗倒伏性能的影响，明确适应于小麦沟垄集雨种植合理的密度及行距，为进一步稳定和提升小麦产量提供理论依据。【方法】以北方旱区主栽小麦品种西农97... 详细信息

【目的】分析沟垄集雨种植模式下不同种植密度和行距配置对小麦茎秆碳水化合物积累和抗倒伏性能的影响，明确适应于小麦沟垄集雨种植合理的密度及行距，为进一步稳定和提升小麦产量提供理论依据。【方法】以北方旱区主栽小麦品种西农979为试验材料，于2019—2021年在集雨种植模式下设置两个密度(低密度：180万株/hm2；高密度：225万株/hm2)和两种行距处理(等行距：20 cm；非等行距：12.5 cm﹕35 cm﹕12.5 cm)，分析不同密度和行距对小麦植株中下部叶片的净光合速率、茎秆非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物含量、茎秆折断弯矩和倒伏指数以及籽粒产量的影响。【结果】集雨种植模式下提高种植密度，小麦植株中下部叶片(倒三叶、倒四叶、倒五叶)的净光合速率(Pn)、茎秆基部第二节间非结构性碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖)和结构性碳水化合物(半纤维素、纤维素)含量、茎秆折断弯矩均明显降低，茎秆倒伏指数显著增高；而高密度种植条件下非等行距处理可改变植株各指标，其中，相较于高种植密度+等行距处理，植株倒三叶、倒四叶、倒五叶Pn明显提高，增幅分别为7.7%—16.5%、5.3%—37.7%、11.9%—24.9%，茎秆葡萄糖、果糖、蔗糖含量分别提高了9.8%—15.0%、8.8%—27.4%、8.2%—41.1%，半纤维素、纤维素含量分别增加4.5%—19.8%、5.9%—31.2%，茎秆折断弯矩提高4.8%—17.3%，茎秆倒伏指数降低10.9%—25.9%，小麦产量亦显著提高了13.5%—15.2%。相关分析表明，小麦茎秆基部节间葡萄糖、果糖、蔗糖含量与半纤维素、纤维素含量呈极显著正相关；小麦茎秆非结构性碳水化合物、结构性碳水化合物与小麦植株中下部叶片Pn及茎秆折断弯矩呈显著正相关，而与倒伏指数呈极显著负相关。【结论】集雨种植模式下，通过非等行距种植调节群体空间分布，可有效提升小麦植株中下部叶片光合速率，促进茎秆糖类物质合成积累，增强小麦茎秆抗倒伏性能，进而降低小麦倒伏发生率，提高籽粒产量。

关键词：小麦集雨种植种植密度行距配置倒伏光合速率产量

异源表达油菜DGAT1基因对亚麻荠种子含油量及油脂合成相关基因表达的影响

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西北农业学报 2024年

作者：邢明关文启黄曼婷韦怡柴文洋赵翠珠西北农林科技大学农学院

为了提升亚麻荠的产量及含油量,本研究通过农杆菌侵染转化法,将油菜中DGAT基因的4个拷贝分别转入亚麻荠中,得到亚麻荠过表达材料。与野生型种子相比,转基因系种子更加圆润饱满,更平滑有光泽感,种子体积变大,同时种子的质量也增加。种子... 详细信息

为了提升亚麻荠的产量及含油量,本研究通过农杆菌侵染转化法,将油菜中DGAT基因的4个拷贝分别转入亚麻荠中,得到亚麻荠过表达材料。与野生型种子相比,转基因系种子更加圆润饱满,更平滑有光泽感,种子体积变大,同时种子的质量也增加。种子含油量测定结果显示,过表达系Bna DGAT1-1 OE、Bna DGAT1-2 OE、Bna DGAT1-3 OE和Bna DGAT1-4 OE种子含油量均高于野生型,其中Bna DGAT1-3 OE含油量最高。通过q RT-PCR测定与油脂相关基因的表达量,结果显示Bna DGAT1-1 OE、Bna DGAT1-2 OE、Bna DGAT1-3 OE和Bna DGAT1-4 OE的Cs FAE1、Cs FATA、Cs FATB的表达量均高于野生型,而Cs SAD则不变。

关键词：亚麻荠二酰甘油酰基转移酶种子含油量异源表达油脂合成

灌浆期干旱胁迫对小麦西农106部分生理指标、产量及品质的影响

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西北农业学报 2024年

作者：张礼宁于子雯郭金良南瑞姚雅鑫李嵩孙风丽张超奚亚军西北农林科技大学农学院

为了解小麦品种‘西农106’灌浆期的抗旱性,以小麦品种‘周麦18’为对照,通过盆栽称重控水模拟干旱环境,比较分析正常供水、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下小麦的旗叶面积、SPAD值、荧光、抗氧化酶活性等抗旱生理指标及产量和品质的... 详细信息

为了解小麦品种‘西农106’灌浆期的抗旱性,以小麦品种‘周麦18’为对照,通过盆栽称重控水模拟干旱环境,比较分析正常供水、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下小麦的旗叶面积、SPAD值、荧光、抗氧化酶活性等抗旱生理指标及产量和品质的差异。结果表明,与正常供水处理相比,在重度干旱处理下两个品种的旗叶面积、SPAD值、荧光参数(Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP)均显著降低,其中‘西农106’的ΦPSⅡ和qP降低幅度更小;在重度干旱处理下,两个品种旗叶MDA含量、抗氧化酶活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均显著升高。重度干旱胁迫后,‘周麦18’和‘西农106’的千粒质量和产量均显著下降,其中千粒质量降幅分别为41.96%和35.33%,产量降幅分别为40.43%和42.53%。重度干旱胁迫显著降低小麦籽粒淀粉含量和吸水率,显著提高籽粒蛋白含量、湿面筋含量、体积质量、稳定时间和沉降值。中度干旱胁迫对两个品种生理、产量和品质的影响较小,以上指标变化基本上表现不显著。综合来看,在荧光特性和产量性状方面‘西农106’品种表现出较好的抗旱性。

关键词：小麦(Triticum aestivum L.) ‘西农106’ 干旱胁迫灌浆期生理指标产量品质

氮肥和秸秆还田对夏玉米土壤氧化亚氮排放及活性氮组分的影响

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年 1-12页

作者：张志浩黄禹铭白雨欣彭豪黄超龙郝潇逸任广鑫西北农林科技大学农学院

[目的]研究氮肥和秸秆还田对夏玉米土壤氧化亚氮（N2O）排放及活性氮组分的影响,以期为关中地区合理高效种植制度优化提供一定的理论支持。[方法]于2020—2022年,在陕西省关中地区进行大田定位试验,试验设置施氮量和秸秆还田方式2个因素... 详细信息

[目的]研究氮肥和秸秆还田对夏玉米土壤氧化亚氮（N2O）排放及活性氮组分的影响,以期为关中地区合理高效种植制度优化提供一定的理论支持。[方法]于2020—2022年,在陕西省关中地区进行大田定位试验,试验设置施氮量和秸秆还田方式2个因素,其中施氮量包括传统施氮（N1）和减量施氮(N0.7)2个水平,秸秆还田方式包括秸秆不还田（S0）和秸秆还田（S）2个水平,采用随机区组设计,共计4个处理,分别为传统施氮+秸秆还田（N1S）、减量施氮+秸秆还田(N0.7S)、传统施氮+秸秆不还田（N1S0）和减量施氮+秸秆不还田(N0.7S0),测定不同处理的土壤N2O)排放通量、土壤活性氮组分(硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）、无机氮（IN）、有机氮（DON）、微生物生物量氮（MBN）)含量以及夏玉米产量和单位产量N2O累积排放量,并分析了土壤N2O排放通量与土壤活性氮组分的相关性。[结果]在同一施氮量处理下,与秸秆不还田(S0)处理相比,秸秆还田处理（S）增加了土壤N2O累积排放量、NO3-N、NH4+-N、IN、DON、MBN含量以及夏玉米产量和单位产量N2O累积排放量;在同一秸秆还田方式下,与传统施氮（N1）处理相比,减量施氮(N0.7)处理降低了土壤N2O累积排放量、NO3--N、NH4+-N、DON、MBN含量以及夏玉米产量和单位产量N2O累积排放量。与N1S0处理相比,N1S和N0.7S处理显著增加了夏玉米产量和N2O累积排放量,N0.7S0处理显著降低了夏玉米产量和N2O累积排放量。相关性分析结果显示,土壤N2O排放通量与土壤NO3--N、NH4+-N、IN、DON和MBN含量存在极显著正相关关系。[结论]与传统施氮+秸秆不还田处理比较,传统施氮+秸秆还田处理和减量施氮+秸秆还田具有明显的增产效应,减量施氮+秸秆不还田处理可显著降低N2O排放。

关键词：夏玉米减量施氮秸秆还田 N2O排放

喷锌方式对冬小麦籽粒锌含量和锌利用率的影响

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麦类作物学报 2024年第7期44卷 902-910页

作者：李诗雨王欣雷振华牛堉锡林祥王东西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

为探究喷锌方式对冬小麦籽粒锌含量和锌利用率的影响,采用人工(M1)和无人机(M2)两种喷施方式,设置5个锌肥施用水平(M1T0~M1T4处理锌肥浓度分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%;M2T0~M2T4处理锌肥浓度分别为0、2.5%、5%、7.5%、10%)和3个锌... 详细信息

为探究喷锌方式对冬小麦籽粒锌含量和锌利用率的影响,采用人工(M1)和无人机(M2)两种喷施方式,设置5个锌肥施用水平(M1T0~M1T4处理锌肥浓度分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%;M2T0~M2T4处理锌肥浓度分别为0、2.5%、5%、7.5%、10%)和3个锌氮磷肥配施的处理(M1T5:0.4%ZnSO_(4)·7H_(2)O+0.2%K_(2)HPO_(4);M1T6:0.4%ZnSO_(4)·7H_(2)O+2%尿素;M1T7:0.4%ZnSO_(4)·7H_(2)O+0.2%K_(2)HPO_(4)+2%尿素;M2T5:2.5%ZnSO_(4)·7H_(2)O+1.25%K_(2)HPO_(4);M2T6:2.5%ZnSO_(4)·7H_(2)O+12.5%尿素;M2T7:2.5%ZnSO_(4)·7H_(2)O+1.25%K_(2)HPO_(4)+12.5%尿素),人工和无人机单次喷施药液量分别为375和60 L·hm-2,通过田间试验比较分析了不同处理下冬小麦籽粒锌含量、锌携出量、光合速率、产量等性状的差异。结果表明,同一喷锌量下,人工喷施时冬小麦籽粒锌含量、锌携出量显著高于无人机喷施处理;同一喷施方式下,随着锌肥浓度的提高,籽粒锌含量和锌携出量均呈上升趋势,但无人机喷锌浓度高至10%时对籽粒锌携出量的提升作用反而减弱,旗叶净光合速率、穗粒数、籽粒收获指数和产量也显著降低。与单一施锌相比,人工和无人机锌氮配施均显著提高籽粒锌携出量和锌利用率,且M2T6处理的籽粒产量较M2T1处理显著增加,增幅22.68%。以上结果说明,相同喷锌量下,人工喷施对籽粒锌元素的强化效果优于无人机,但是采用无人机喷施时,将2.5%浓度的硫酸锌溶液与12.5%的尿素溶液配合施用,可实现籽粒产量和锌含量的同步提高。

关键词：无人机叶面喷施锌肥配施冬小麦

甘蓝型油菜TLP基因家族的鉴定与抗菌核病表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：黄晨芳易荣贺璐阳代春艳张翠萍董军刚胡继宏西北农林科技大学农学院

类甜蛋白(taumatin-like proteins， TLPs)是植物病程相关蛋白家族成员之一，广泛参与植物对生物及非生物胁迫的响应。目前TLP家族基因在水稻、小麦以及白菜等作物抗逆过程中均有研究，但在甘蓝型油菜抗菌核病过程中的作用报道得很少。... 详细信息

类甜蛋白(taumatin-like proteins， TLPs)是植物病程相关蛋白家族成员之一，广泛参与植物对生物及非生物胁迫的响应。目前TLP家族基因在水稻、小麦以及白菜等作物抗逆过程中均有研究，但在甘蓝型油菜抗菌核病过程中的作用报道得很少。为了挖掘油菜中TLP家族的相关基因，本研究通过生物信息学和转录组数据分析，对甘蓝型油菜TLP家族基因进行全基因组鉴定，共鉴定出了81个BnaTLP基因，并对BnaTLP基因家族成员特性及其成员间的关系进行分析。利用公共数据库中油菜转录组数据，通过对油菜感病及抗病品种侵染菌核病，分析接菌后不同时间段TLP家族基因的表达情况，综合分析该家族基因在菌核病胁迫下的表达模式和RT-qPCR发现BnaTLP09、BnaTLP15和BnaTLP61基因在接种菌核菌后上调表达，由此，这些BnaTLP基因可能在甘蓝型油菜抗菌核病中发挥作用。本研究结果为甘蓝型油菜抗菌核病机制的研究和TLP家族成员的基因克隆提供了理论依据。

关键词：甘蓝型油菜 TLP 基因家族菌核病

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施氮量对不同茬口冬小麦生长和产量的影响

西北农业学报 2024年第4期33卷 585-594页

作者：朱员正董云杰姚丽茹贺峥峥普布仓决张光鑫韩娟西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100 山西农业大学农学院山西太谷030801

旨在研究施氮量对不同茬口冬小麦生长和产量的影响,探明小麦合理轮作制度和氮肥管理。基于大豆茬口和玉米茬口,设3个施氮量水平(N_(1):135 kg·hm^(-2);N_(2):180 kg·hm^(-2);N_(3):225 kg·hm^(-2)),研究施氮量对不同茬口冬小麦茎蘖... 详细信息

旨在研究施氮量对不同茬口冬小麦生长和产量的影响,探明小麦合理轮作制度和氮肥管理。基于大豆茬口和玉米茬口,设3个施氮量水平(N_(1):135 kg·hm^(-2);N_(2):180 kg·hm^(-2);N_(3):225 kg·hm^(-2)),研究施氮量对不同茬口冬小麦茎蘖动态、叶面积指数、干物质积累、籽粒灌浆、产量及其构成因素的影响。结果表明,同一施氮量下,大豆茬口下的冬小麦分蘖能力、叶面积指数、干物质积累、强弱势粒粒质量和产量显著高于玉米茬口。玉米茬口下,冬小麦的分蘖能力,叶面积指数和干物质积累表现出N_(3)>N_(2)>N_(1)处理;大豆茬口下,冬小麦上述指标表现出N_(2)>N_(3)>N_(1)处理,且产量在N_(2)处理下表现最佳,较玉米茬口产量显著提高18.29%。结合籽粒灌浆和产量构成因素发现,大豆茬口冬小麦千粒质量优于玉米茬口是因为大豆茬口显著提高了弱势粒的平均灌浆速率所导致的。通过产量与施氮量拟合曲线的分析,大豆茬口最高产量施氮量和最佳经济产量施氮量分别为203.60和199.11 kg·hm^(-2),玉米茬口为271.09和264.40 kg·hm^(-2)。综上,大豆茬口在冬小麦生长和产量上优于玉米茬口,适宜的施氮量为199.11~203.60 kg·hm^(-2)。

关键词：施氮量茬口小麦产量

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小麦籽粒硬度候选基因TraesCS3A02G095600的鉴定和生物信息学分析

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分子植物育种 2024年

作者：姜佳慧常浩唐忠艳阎昱诺赵万春董剑高翔李晓燕西北农林科技大学农学院

籽粒硬度是影响小麦品质的主要因素之一，鉴定新的小麦籽粒硬度基因可为硬度改良提供重要基因资源。本研究在位于3A染色体上QTL簇69.65～70.70 Mb区间，预测出1个可能与籽粒硬度相关的候选基因TraesCS3A02G095600，以‘泰山21号’、‘Tr... 详细信息

籽粒硬度是影响小麦品质的主要因素之一，鉴定新的小麦籽粒硬度基因可为硬度改良提供重要基因资源。本研究在位于3A染色体上QTL簇69.65～70.70 Mb区间，预测出1个可能与籽粒硬度相关的候选基因TraesCS3A02G095600，以‘泰山21号’、‘Triumph’(胜利麦)和‘中国春’的DNA为模板，进行基因扩增、测序和生物信息学分析。结果表明，TraesCS3A02G095600基因由1个外显子组成，编码区长度为465 bp，编码154个氨基酸。在3B、3D染色体上有同源基因TraesCS3B02G111100、TraesCS3D02G095700和TraesCS3D02G096000。TraesCS3A02G095600及其同源基因编码的蛋白是稳定的脂溶性疏水蛋白，存在1个信号肽，亚细胞定位于内质网上。TraesCS3A02G095600及其同源基因编码的蛋白与PINA、PINB和籽粒软质蛋白(GSP-1蛋白)都具有AAI-SS保守结构域，属于AAI-LTSS家族蛋白；TraesCS3A02G095600及其同源基因均只在种子，胚乳和谷物中表达。相关研究结果为小麦籽粒硬度基因克隆与功能研究提供了新基因与数据支持。

关键词：小麦硬度基因克隆生物信息学分析

TaWRKYⅢ-A37和TaWRKYⅡc-D2基因分析及原生质体转化体系优化

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分子植物育种 2024年

作者：李薇陈烁张娟娟鞠夏伊熊世奎闻珊珊西北农林科技大学农学院

小麦原生质体的转化是研究基因功能的重要工具，但其制备和转化效率仍需改进。因此本研究利用小麦TaWRKYⅢ-A37和TaWRKYⅡc-D2基因，进行了小麦原生质体体系的优化和蛋白质功能预测分析。结果表明：频繁更换刀片、真空泵压强为0.05～0.0... 详细信息

小麦原生质体的转化是研究基因功能的重要工具，但其制备和转化效率仍需改进。因此本研究利用小麦TaWRKYⅢ-A37和TaWRKYⅡc-D2基因，进行了小麦原生质体体系的优化和蛋白质功能预测分析。结果表明：频繁更换刀片、真空泵压强为0.05～0.07 MPa可获得大量高质量原生质体；转化温度4 ℃、总质粒用量20 μg、甘露醇浓度为0.4 mol/L、转化后孵育温度为20 ℃的体系，可得到80%左右稳定的转化效率；利用该体系通过显微镜观察、DNA检测以及基因表达分析成功的表达TaWRKYⅢ-A37和TaWRKYⅡc-D2蛋白质，并定位于细胞核上。蛋白质功能预测分析显示TaWRKYⅢ-A37和TaWRKYⅡc-D2参与到植物生长发育的调节过程。研究结果为TaWRKYⅢ-A37和TaWRKYⅡc-D2基因后续功能探究提供了实验基础。

关键词：小麦(Triticum aestivum) 原生质体 WRKY转录因子