【目的】基于小麦籽粒品质预测模型和GIS技术,探索主要籽粒品质指标区域模拟与空间变异分析的方法。【方法】首先利用文献资料对已有小麦籽粒品质预测模型进行验证和评价,并基于江苏省40个生态点2000-2003年逐日气象数据和5个生态点、6个品种类型的小麦田间试验数据,对籽粒品质预测模型进行先计算后插值(calculate first,interpolate later,CI)和先插值后计算(interpolate first,calculate later,IC)两种升尺度方法的研究与评价;在此基础上进行小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值3项籽粒品质指标的区域模拟;最后,运用GIS和地统计学方...

【目的】分析小麦籽粒品质不同年份空间分布特征和变化规律,以及影响籽粒品质的因子。【方法】选用种植时间长、范围广的济麦22,利用地理信息系统(GIS)选择最优模型,绘制其2010—2015年6省历年籽粒品质空间分布图,筛选籽粒形成期的温、光、水和经纬度关键因子。【结果】不同年份、麦区间小麦籽粒品质存在差异,变异系数为蛋白质含量>硬度>容重。籽粒硬度6年总趋势呈东北低西南高分布,并逐年下降,不同年份、纬度间呈多态分布,华北北部强筋麦区(Ⅰ)和黄淮北部强筋中筋麦区(Ⅱ)多数年份高于黄淮南部中筋麦区(Ⅲ),硬度与

四川盆地小麦的粒重优势明显,但其稳定性受生育后期不利环境的影响较大,研究籽粒灌浆参数的稳定性对于提高粒重和产量的稳定性十分重要。以10个粒重、熟期和株叶型差异明显的小麦品种为材料,设置5个试验环境(年份×地点),研究小麦籽粒灌浆参数的基因型差异及其稳定性。结果表明,参试品种的千粒重差异很大,环境均值变动在42.9~53.0g之间。多数灌浆参数均存在显著的基因型差异和环境效应,且年份效应大于地点效应。相同年份,粒重(TKW)、最大灌浆速率(Rmax)、平均灌浆速率(Rmean)、渐增期(T1)、缓增期(T3)及快增期灌浆速率(R2)主要受基因型的影响。CM104、CM42、CY23和NM836等...

【目的】小麦籽粒品质是影响小麦加工品质和营养价值的重要因素。挖掘与小麦籽粒品质性状显著关联的位点及候选基因，为拓宽对小麦品质性状遗传机理的理解和分子标记辅助优质小麦育种提供依据。【方法】通过对来自国内外259份冬小麦品种（系）的蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和籽粒硬度等5个品质性状进行测定，并结合90K SNP芯片进行全基因组关联分析，将定位到的显著性关联位点进行单倍型分析。【结果】5个性状均符合正态分布且在不同环境间均表现出丰富的变异，沉降值的变异系数最大（20.11%—24.42%）。各性状在基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异（P<0.001），广义遗传力为0.77—0.84。通过全基因组关联分析，共检测到44个与5个性状显著关联（P<0.001）的位点，分布在除1D和3D染色体外的其他19个连锁群。在2个及以上的环境中均稳定存在的位点18个，涉及蛋白质含量（12个）、湿面筋含量（9个）、淀粉含量（11个）、沉降值（12个）和籽粒硬度（7个）等5个性状，能解释遗传变异的4.27%—10.98%。其中13个为多效应位点，与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和淀粉含量等性状相关联的多效应位点最多（7个）。位于2B、2D和3A染色体的GENE-0762＿631、IAAV7742和RAC875＿c66845＿466位点同时在2个环境和BLUP值下被检测到，表型贡献率的范围为4.32%—7.07%。通过对多环境下存在且表型贡献率高的多效应位点进行单倍型分析，在5D染色体的D＿GDS7LZN02F4FP5＿176位点发掘到与蛋白质含量、沉降值和淀粉含量等性状显著相关的Hap1、Hap2、Hap3和Hap4等4个不同单倍型，其中，Hap1是高淀粉含量单倍型（P<0.001），而Hap2和Hap3均为高蛋白质含量和沉降值的单倍型（P北部冬麦区>国外品种>长江中下游冬麦区>西南冬麦区。对稳定遗传的位点进行候选基因的挖掘，筛选到10个可能与小麦籽粒品质相关的候选基因。【结论】检测到18个与籽粒品质性状显著关联的稳定位点，鉴定到4个不同单倍型，筛选出10个与籽粒品质相关的候选基因。

【目的】准确预测区域小麦生产力,可以为农业生产的定量评价、环境变化影响的评估等提供关键技术支持。【方法】基于课题组研制的小麦生长模拟模型,探讨生长模型在区域化应用过程中升尺度连接的方法,进一步将模型与GIS相耦合,建立小麦区域生产力预测模拟模型;并以江苏省2000年小麦产量的区域模拟为例,借助GIS技术完成了气象、土壤特性、管理措施等模型基本输入数据的空间栅格化预处理,通过将研究区域划分为许多均质栅格,解决了研究区域内环境条件的空间变异,实现了小麦生产力的区域模拟;并将江苏省内的栅格模拟产量空间变异图和平均模拟结果同实际产量变异和统计产量进行了比较。【结果】模型模拟的产量空间分布图可以较好的反...

【目的】作为农业智能化生产的核心决策模块，作物模型的精确模拟取决于模型参数的高效准确优化。为了提高调参效率，提升作物模型的性能和精确度，本研究通过改进优化算法对旱地春小麦籽粒生长子模型进行单目标参数优化，为中国西北部黄土丘陵区旱地春小麦的适应性研究提供参考，扩大模型的应用范围，以便于模型更好地指导农业生产。【方法】立足于2015—2021年甘肃省定西市安定区凤翔镇安家坡村的田间试验，结合1970—2021年的天气数据和年鉴产量数据，在发挥传统混合蛙跳算法（SFLA）全局交流、局部深度搜索的基础上，使用轮盘赌选择策略对旱地小麦籽粒生长阶段的6个参数进行进一步的优化，进行算法改进前后产量实测值与模拟值的误差计算与对比，对APSIM-Wheat模型进行检验。【结果】（1）在相同的迭代次数下，传统混合蛙跳算法在200次左右收敛，改进后的混合蛙跳算法在100次左右收敛；（2）旱地春小麦籽粒生长阶段的参数优化结果为小麦茎部分的每克籽粒数为26.0；开花至开始灌浆阶段的潜在籽粒灌浆速率为0.00119 grain/d；灌浆阶段的潜在籽粒灌浆速率为0.00174 grain/d；氮限制下的潜在籽粒灌浆速率为6.20×10~(-5) g grain/d；氮限制下的最小籽粒灌浆速率为1.90×10~(-5) g grain/d；单株小麦籽粒部分的最大干重值为0.0437 g;(3)分别使用传统混合蛙跳算法优化后所得参数值和改进混合蛙跳算法优化后所得参数值模拟小麦产量，参数优化后，产量实测值与模拟值的均方根误差（RMSE）从363.22 kg·hm~(-2)降至57.85 kg·hm~(-2)，标准均方根误差（NRMSE）从21.78%降至3.47%。【结论】相较于传统的混合蛙跳算法，改进后的混合蛙跳算法增加了种群和子群的多样性，收敛速度快，提高了优化效率和精度，优化后的结果符合旱地春小麦的生长发育过程，适用性较高，明显改善了中国西北部黄土丘陵农业区APSIM-Wheat模型的性能。

【目的】建立花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型,为弱光天气事件对优质弱筋小麦生产的灾损评估提供模型工具。【方法】以弱筋小麦品种扬麦15号为试材,通过设定花后3个光照强度(光照强度分别为自然光强的50%、34%和16%)和4个弱光持续时间(2 d、4 d、6 d和8 d)的遮阴处理试验,模拟连阴雨天气诱发的弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质的影响。在定量分析弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和氮素累积影响的基础上,确定其与籽粒品质指标的函数关系,将这些函数关系与笔者前期建立的弱光对小麦干物质生产影响模拟模型相结合,建立花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模...

为了研究谷子和小麦的淀粉、蛋白质结构、性状的差异,探索改良谷子品质的新思路,通过籽粒总蛋白提取法提取小麦与谷子的总蛋白,通过小麦谷蛋白提取方法提取小麦与谷子的谷蛋白,通过醇类物质提取小麦和谷子中的醇溶蛋白,并通过SDS-PAGE对总蛋白及谷蛋白条带进行鉴定、A-PAGE对醇溶蛋白带谱进行鉴定,并通过扫描电镜观察籽粒内部结构,分析小麦与谷子蛋白和淀粉的结构差异。结果表明,谷子谷蛋白含量低,存在一定量的醇溶蛋白,且存在一定的多态性;小麦淀粉包含A、B、C 3种淀粉粒,淀粉体间隙紧密填充蛋白体,谷子淀粉体呈多边形,体积小于小麦淀粉体,且仅含有2种类型的淀粉粒。谷子、小麦的淀粉类型、谷蛋白含量存在明显差异,醇溶蛋白具有品种间特异性,谷子的醇溶蛋白带谱数量明显低于小麦,为从淀粉发育、蛋白质含量等方面改良谷子品质提供了新的思路。

为了明确不同耕作方式和气候条件对成都平原冬小麦产量的影响,本文运用2005-2011年冬小麦3种耕作方式(周年旋耕无秸秆还田CK,麦免稻旋WZRR,麦稻双免WZRZ)籽粒产量的面板数据,利用面板数据的固定效应模型和分位数回归模型,分析在不同耕作方式下冬小麦生育期气候因素对籽粒产量的影响作用。结果表明,3种耕作方式对籽粒产量的影响基本上一致。面板数据分位数回归动态表明:伴随籽粒产量水平的上升,拔节-抽穗期日平均温度的促进作用将不断增强,拔节-抽穗期的日最低温度,日照时数和抽穗-成熟期日照时数的正面影响均逐渐

【目的】研究小麦和小黑麦籽粒中的矿质元素、蛋白质和植酸含量及其相关性,为提高小麦籽粒中微量元素的有效利用率提供科学依据。【方法】选取不同小麦主产区的31种面包型小麦(Triticumaestivum L.)和6种小黑麦(Triticosecale Wittmack)品种,分析了籽粒中全磷、全钾、微量元素、蛋白质及抗营养因子植酸的含量及其相关性。【结果】不同小麦品种间籽粒矿质元素、蛋白质和植酸含量均存在差异,其中锌、铁、植酸含量的变异较大,全磷、全钾以及蛋白质含量相对较稳定。小黑麦籽粒中微量元素含量不高,而植酸含量相对小麦品种而言较高。不同地区间各小麦和小黑麦品种籽粒中主要矿质元素含量较低且变异...

1998年北京市郊区小麦在临收获时,部分地块籽粒在穗子上发生霉变,面积约1万 hm~2,总产6000万 kg 左右,品种主要是"京核3号",还有少量的北农白和中麦9号,这种情况在是非常少见的。通过对通州、大兴、顺义、房山、朝阳等县(区)的12块地取样调查,12份样品平均病粒率37%,其中3份样品平均病粒率30%左右,占总样品的25%;1份样品病粒率43%,占总样品的8.3%;4份样品平均病粒率55%,占总样品的33.3%;1份样品病粒率70%,占

用Richards方程对新春8号等6个春小麦品种籽粒灌浆过程进行了拟合。结果表明,新春6号、新春9号和Geleng为典型的强、弱势粒异步灌浆型品种;新春8号、宁春30号和新陇麦15为典型的强、弱势粒同步灌浆型品种。异步灌浆型品种强、弱势粒起始势之间差异较大,强势粒进入灌浆盛期较弱势粒早;同步灌浆型品种强、弱势粒起始势之间差异不大。灌浆过程的前期、中期和后期3个阶段对总灌浆物质的贡献分别约占26％,45％, 29％,但所需的时间在强、弱势粒和品种间有较大差异。

在对4 个生态区、6 个不同品质类型小麦品种在不同播期下的试验数据进行系统综合分析的基础上,建立了冬小麦籽粒蛋白质含量的生态预测模型。通过分析籽粒蛋白质含量与气候因子的相关关系,确定了显著影响蛋白质含量的5 个气象因子:开花至成熟期的日平均温度、平均日较差、总日照时数、总降雨量与积温。经逐步回归分析表明,高蛋白品种籽粒蛋白质含量主要受开花至成熟期间的平均日较差的影响;在日较差变异系数<5%的生态环境下,则决定于开花至成熟期日均温与总日照时数的互作。中蛋白品种蛋白质含量取决于开花至成熟期的总日照时数;而低蛋白品种由开花至成熟期的日均温、总降雨量与总日照时数共同决定。影响蛋白质含量的日较差与光照效...

在池栽条件下,研究了灌浆期2个不同基因型冬小麦品种——大穗型品种豫麦66号和多穗型品种豫麦49号籽粒库活性的差异。试验采用KI-I2法测定淀粉含量,参照Douglas等和Tsai等的方法测定SS和AGPP活性,采用Chhaya等的方法测定IAAO活性。结果表明,2个品种籽粒中蔗糖合成酶(SS)活性呈单峰曲线,但豫麦66号的峰值出现偏晚,且高值持续期长;籽粒中吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性变化呈双峰曲线,其峰值分别出现在花后15d和30d;腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)活性呈单峰曲线,均在花后20d达到峰值;豫麦66号淀粉积累高峰出现较晚,但在灌浆中后期淀粉积累量和积累速率均明显高于豫麦...

【目的】筛选小麦低镉(cadmium,Cd)积累材料不仅使受Cd污染农田得到安全利用,还可为其遗传特性的探究提供材料。【方法】以139份小麦材料为研究对象,分别于2014—2015年和2015—2016年在土壤重金属Cd重度污染条件下连续开展2期大田试验,以小麦籽粒Cd含量为指标对各年份种植相同的139小麦材料进行籽粒Cd积累差异评价,以获取籽粒具有Cd低积累特性的小麦材料。通过土培试验,进一步探讨籽粒Cd低积累型小麦材料在土壤重金属Cd重度污染条件下籽粒部位对Cd的积累差异与产量特征,并结合籽粒Cd含量和籽粒产量,进行聚类分析,以获得籽粒Cd含量低且产量较高的优势小麦材料,进而对比分析其与籽粒Cd高积累型材料各器官对Cd的积累转移差异,明晰籽粒Cd低积累型材料籽粒Cd含量低的原因。【结果】在2014—2015年和2015—2016年大田试验条件下,139份小麦材料籽粒Cd含量范围、变异系数分别为0.002—0.271 mg·kg~(-1) DW-1、63.097%和0.095—0.343 mg·kg~(-1) DW-1、24.960%,小麦材料间籽粒Cd含量差异明显。以籽粒Cd含量为聚类分析指标,综合得到2年试验中籽粒对Cd积累类型相同的小麦材料,12N551(M033)、济麦22(M059)、蜀麦375(M075)、中梁22(M079)、30389(M092)、B7094(M094)、ML2652(M114)、G219-24(M116)、77782(M121)、南农Ozy23(M123)、省C90097(M124)、Pm99915-1(M126)、南农02y393(M127)、省CXK027-4(M129)、02Y23(M131)、良麦2号(M139)16份小麦材料籽粒具有低Cd积累的特性,且在年际间具备较好的重现性或稳定性。土培条件下,16份籽粒Cd低积累型小麦材料籽粒Cd含量和产量均差异明显,在1或4 mg·kg~(-1) Cd水平下,其籽粒Cd含量、籽粒产量变幅分别为0.286—0.910 mg·kg~(-1)、3.199—7.716 g·plant~(-1)和0.881—1.381 mg·kg~(-1)、3.075—8.252g·plant~(-1),籽粒Cd含量、籽粒产量变异系数分别为33.706%、24.044%和12.276%、30.351%,以其籽粒Cd含量、籽粒产量为聚类指标,获得籽粒Cd含量低且产量较高的优势材料12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)与良麦2号(M139)。与Cd高积累型材料抗锈3816(M060)、射1136(M073)相比,12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)良麦2号(M139)同一器官(根、茎叶或籽粒)Cd含量在4 mg·kg~(-1) Cd水平下均显著高于1 mg·kg~(-1)Cd水平。在1或4 mg·kg~(-1) Cd水平下,籽粒Cd低积累型小麦材料12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)与良麦2号(M139)籽粒Cd含量均显著低于籽粒Cd高积累型材料抗锈3816(M060)、射1136(M073),其对Cd的转移能力较低,进而使籽粒Cd含量较低。【结论】综合大田试验和土培试验结果,12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)和良麦2号(M139)具有籽粒Cd含量低且产量较高的优势,且在不同年际间、不同试验方式下籽粒Cd积累稳定性较好,具备可用于中轻度Cd污染农田种植的潜力,可作为小麦籽粒Cd低积累遗传特性的研究材料。