氮肥对小麦果聚糖积累、含量及其杂种优势的影响

选用6个杂交小麦及其7个亲本材料在0 kg/hm2和200 kg/hm22种施N水平下,对小麦在不同生育期不同器官果聚糖的积累和含量及其杂种优势进行了研究。

氮肥对小麦果聚糖积累、含量及其杂种优势的影响

赵万春, 张改生，高 翔, 董 剑

西北农林科技大学农学院 (712100)

E-mail:wanchun3190@http://doc.guandang.net

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摘 要：选用６个杂交小麦及其7个亲本材料在0 kg/hm和200 kg/hm２种施N水平下，对小麦在不同生育期不同器官果聚糖的积累和含量及其杂种优势进行了研究。结果表明：茎秆果聚糖积累和含量最高，其次为穗壳，叶片最低。茎秆是贮存果聚糖的主要营养器官，大约分配了总麦草果聚糖积累的63%～87%。施氮与否并不影响茎秆和总麦草果聚糖积累和含量的变化趋势，但对其积累量和含量大小具有显著的影响，长期严重缺N不利于叶片果聚糖积累，施氮对小麦茎秆果聚糖的积累有较大的抑制作用。施氮与否对果聚糖积累和含量的杂种优势没有显著的影响。穗壳、茎秆和总麦草的果聚糖积累花期前具有一定的正杂种优势、而花期后表现负杂种优势；茎秆和总麦草的果聚糖含量在开花期存在正杂种优势，其余各期大多表现不同程度的负优势。茎秆和总麦草的果聚糖积累和含量与籽粒产量正相关，与籽粒氮含量负相关，说明仅通过提高果聚糖积累和含量以同时提高籽粒产量和籽粒氮含量是相对较难的。

关键词：杂交小麦；果聚糖；施氮；相关性

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1．引言

提高籽粒产量和蛋白质含量是小麦育种工作的主要目标，由于籽粒产量和蛋白质含量之间的负相关关系，通过直接选择来同时改进二者是很困难的。籽粒产量和蛋白质含量与小麦植株生长发育过程中碳水化合物和氮素的同化、积累以及在籽粒灌浆期它们向籽粒的转运有关

[1～4]

，因此，长期以来，国内外学者对小麦干物质与氮素的积累分配和转运规律已进行了

[5～10]

大量的研究工作要作用

[11～13]

。

果聚糖是小麦水溶性碳水化合物的主要成分，是产量的重要组成部分，对小麦高产有重

。由于果聚糖的代谢与植物碳素分配、源库关系调节和抗逆性等有密切关系，

近年来已吸引了许多植物生理学家、生化学家和农学家的兴趣。国外关于小麦果聚糖代谢方面的研究报道较多，而国内较少。

杂种优势的利用是提高小麦产量的主要途径之一。有关小麦干物质、组织氮的积累和含量的杂种优势也有一些报道优势还不十分清楚。

从小麦果聚糖代谢的生理生态方面，深入研究小麦果聚糖积累、含量及其杂种优势，以及它们与籽粒产量、籽粒氮产量和含量的关系，对小麦杂种优势的利用研究和小麦的高产生理育种具有一定的指导作用。

[14～16]

。然而，关于小麦不同生育期果聚糖积累和含量的杂种

2. 材料与方法

2.1试验材料

6个杂交小麦和其7个亲本（保持系、恢复系）：CH35（B2806、R624D），CH51（B38039、1

本课题得到UNDP/91/135小麦项目和国家“863计划”（2002AA207004-1）资助。

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选用6个杂交小麦及其7个亲本材料在0 kg/hm2和200 kg/hm22种施N水平下,对小麦在不同生育期不同器官果聚糖的积累和含量及其杂种优势进行了研究。

R624D）， APOLLO（B2806、R5084），GEMINI(B2806、R568G),MERCURY(B36020、R5084)和METEOR(B2139、R5084), 其中前2个杂交种采用化学杀雄制种，后4个采用三系法制种。

2.2 试验方法

2.2.1田间试验设计

田间试验在澳大利亚悉尼大学植物育种研究所（Narrabri）进行。采用列区设计，2次重复，2种施氮水平，0 kg N/hm2 (下文称作0 N或不施氮)和200kgN/hm2 (下文称作200 N或施氮)，分别于小麦拔节前和孕穗期各施50%。 N处理为主区，基因型为副区。7行区，行长10m，行距0.25m，相邻区间距0.5m。 2.2.2 取样与测量方法

植株样品取自播种后75、90、105、120、140和160d，分别对应拔节期、挑旗期、抽穗期、开花期、乳熟期和成熟期。用0.5m取样框在每小区中间4行随机用剪刀从地表剪下植株。根据植株的器官发育情况，立即将样品植株分离为叶片、茎秆（含叶鞘）、穗壳（穗去掉籽粒）和籽粒，立即在微波炉杀青4min左右，以防止果聚糖的降解。然后在60℃烘至恒重，称重后用Christy&Norris实验磨磨粉。用近红外仪（Technicon Infranlyzer 300）测定所有样品的果聚糖含量和籽粒氮含量（%），同时，选取一些样品用凯氏定氮法测定氮含量（%）。 2.2.3 统计分析方法

=籽粒氮含量(%)×籽粒干物质积累（kg/hm）；果聚糖积累（kg/hm）籽粒氮产量（kg/hm2）

2

2

2

=果聚糖含量（%）×干物质积累（kg/hm）；果聚糖转运量（kg/hm）=开花期果聚糖积累-成熟期果聚糖积累；果聚糖转运率（%）=（果聚糖转运量/开花期果聚糖积累）×100；果聚糖转运对籽粒产量的贡献率（%）=（各器官果聚糖转运量/成熟期籽粒干物质积累）×100。F1为杂交品种性状值，MP为该杂交品种的双亲平均值。杂种优势（%）=((F1-MP)/MP)×100,

所有计算与分析均是用Excel 2000 和Minitab Release 10.2 for Windows 统计软件包完成。

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3. 结果与分析

方差分析表明，植株及其器官果聚糖的积累和含量在多数取样期存在显著或极显著的氮肥水平差异，基因型间因不同器官不同生育时期差异而有所不同。因此，下文对不同施氮水平的试验结果分别进行分析。

3.1 果聚糖含量和积累的变化

总麦草在不同施氮条件下果聚糖含量的变化趋势基本相同，而叶片、茎秆和穗壳的有所不同（图1-A）。总麦草的果聚糖含量从拔节期缓慢上升到抽穗期的高峰，尔后，快速降低到成熟期的最低值。在0 N下，从拔节期到成熟期，叶片和茎秆的果聚糖含量逐步降低，但降低幅度并不大，穗壳在开花期含量最高；在200 N下，叶片果聚糖含量从拔节期到成熟期略微升高，茎秆的果聚糖含量在挑旗期至开花期维持较高水平（179mg/g～196mg/g），然后从开花期至到成熟期快速下降，穗壳在开花期至乳熟期果聚糖含量最高。茎秆和总麦草不施氮的果聚糖含量明显高于施氮的含量，大约高出60%～180%；而叶片和穗壳的果聚糖含量在2种N水平下差异不显著。在营养生长期果聚糖主要集中在茎秆内，其含量最高，其次为穗

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选用6个杂交小麦及其7个亲本材料在0 kg/hm2和200 kg/hm22种施N水平下,对小麦在不同生育期不同器官果聚糖的积累和含量及其杂种优势进行了研究。

壳，叶片中的含量最低。

由图1-B看出，在0 N和200 N水平下，果聚糖的积累模式基本相同。茎秆和总麦草均在开花期积累到高峰，呈花期前快速增加，花期后迅速减少的趋势，不同的是0 N的积累明显高于200 N的积累；叶片果聚糖积累从挑旗期的到成熟期相对稳定，变化较小；穗壳果聚糖积累在开花期（0 N）或乳熟期（200 N）达到高峰。所有取样期果聚糖在茎秆的积累量均显著高于其在叶片和穗壳中的积累量。

400果聚糖含量（mg/g）

350300250200150100500

75

90

105

120

140

160

播种后时间(d)

1800

果聚糖积累（kg/hm2）

16001400120010008006004002000

75

90

105

120

140

160

播种后时间（d）

◆ 总麦草 ■ 叶片 ▲ 茎秆 ×

图1 在0N和200N下杂交小麦各器官果聚糖的含 …… 此处隐藏：11566字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……