海藻糖处理对花后高温胁迫弱...选6号产量形成及品质的影响_王犇.pdf

书书书浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis，2023，35(1):1 9http:/www zjnyxb cn王犇，李宇星，李哲，等 海藻糖处理对花后高温胁迫弱筋小麦生选 6 号产量形成及品质的影响J 浙江农业学报，2023，35(1):1 9DOI:10.3969/j issn 1004-1524.2023.01.01收稿日期:2021-09-30基金项目:安徽省科技重大专项(S202003a06020014)作者简介:王犇(1997)，男，辽宁朝阳人，硕士研究生，研究方向为作物栽培生理生态。E-mail:1021656439 qq com*通信作者，黄正来，E-mail:xdnyyjs163 com海藻糖处理对花后高温胁迫弱筋小麦生选 6 号产量形成及品质的影响王犇，李宇星，李哲，姜沣溢，黄正来*，樊永惠，张文静，马尚宇(安徽农业大学 农学院/农业农村部黄淮南部小麦生物学与遗传育种重点实验室，安徽 合肥 230036)摘要:为明确海藻糖处理对花后高温胁迫弱筋小麦产量形成及品质的影响，试验于 20202021 年在安徽省淮南市国家农业科技园区进行，以优质弱筋小麦生选 6 号为供试材料，在抽穗期(T1)、开花期(T2)、花后10 d(T3)进行海藻糖处理，处理浓度为 5 mmol L1(C1)、10 mmol L1(C2)、15 mmol L1(C3)，以喷施等量清水为对照，花后 15 19 d 进行高温处理。结果表明，海藻糖处理可以提高花后高温胁迫下小麦籽粒产量，以及籽粒干物质分配量和比例，海藻糖处理后营养器官干物质分配量及占比呈现下降趋势，而花前营养器官储藏的干物质向籽粒中的转运量及转运率、花后干物质积累量表现出增加的趋势。随着海藻糖处理浓度的增加籽粒淀粉含量也呈现出增加的趋势，不同处理时期 C2、C3 两个处理水平间无显著差异，但 C3 要略高于C2。海藻糖处理降低了籽粒清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白含量，但谷蛋白含量高于 CK，并且海藻糖处理下籽粒谷/醇值显著高于 CK。海藻糖处理降低了籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间、稳定时间及沉降值，且与CK 有显著差异。在本试验研究条件下 T1 时期喷施 C3 浓度海藻糖处理的籽粒产量及品质较 CK 提升最大。关键词:高温胁迫;弱筋小麦;海藻糖;产量形成;品质中图分类号:S512.1文献标志码:A文章编号:1004-1524(2023)01-0001-09Performance of trehalose treatment on yield formation and quality of post-flowering heat-stressed weak gluten wheat Shengxuan No 6WANG Ben，LI Yuxing，LI Zhe，JIANG Fengyi，HUANG Zhenglai*，FAN Yonghui，ZHANG Wenjing，MA Shangyu(College of Agronomy，Anhui Agricultural University/Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Improvement onSouth Yellow Huai River Valley，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Hefei 230036，China)Abstract:To determine the effect of treatment with trehalose on yield formation and quality of post-flowering heat-stressed weak gluten wheat，the experiment was conducted in 2020 2021 at the National Agricultural Science andTechnology Park in Huainan，Anhui Province，with high-quality weakly glutenous wheat Shengxuan No 6 as the testmaterial The experiment was carried out at heading stage(T1)，flowering stage(T2)and 10 days after floweringstage(T3)Treatment concentrations of trehalose were 5 mmol L1(C1)，10 mmol L1(C2)，and 15 mmol L1(C3)，with equal amounts of water sprayed as control，high temperature treatment was applied 15 19 d after flow-ering The analysis showed that trehalose treatment increased grain yield of wheat under post-anthesis high tempera-ture stress and improved the dry matter allocation and proportion of grains，and the dry matter allocation and propor-tion of nutrient organs displayed a decreasing trend after trehalose treatment，while the transport amount and rate ofdry matter stored in nutrient organs before flowering to the grains and the accumulation of dry matter after floweringshowed an increasing trend With the increasing concentration of trehalose treatment the starch content of the grainsalso showed an increasing trend，and no significant difference was found between the two treatment levels of C2 andC3 in various treatment periods，however，the level of C3 was slightly higher than C2 Trehalose treatment reducedthe content of grain albumin，globulin and gliadin protein，but the content of glutenin was higher than CK，and theglutein/gliadin value of the grains under trehalose treatment was significantly higher than CK The trehalose-treatedkernels were significantly different from CK in terms of protein content，wet gluten content，formation time，stabiliza-tion time and sedimentation value The greatest improvement in grain yield and quality was achieved by spraying C3concentration of trehalose at T1 period compared with CK under the study conditions of this experimentKey words:high temperature stress;weakly glutenous wheat;trehalose;yield formation;quality我国糕点、饼干等行业发展迅猛，年增量在20%左右，而弱筋小麦是制作糕点、饼干的重要原材料1。21 世纪以来伴随着人类碳排放的上升，温室效应呈现出加剧的趋势，温室效应的加剧导致极端高温发生概率上升2。高温胁迫是影响小麦产量及品质的重要因素，高温胁迫下小麦生育期缩短，衰老速率提高，导致营养器官储藏的干物质向籽粒的转运量及转运速率降低，花后光合同化速率降低，同化量减少，最终导致产量的降低3 4。高温胁迫下籽粒清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白含量均呈现上升趋势，而麦谷蛋白在高温胁迫籽粒中表现为下降趋势5。蛋白质组分含量与籽粒加工品质密切相关，籽粒中谷蛋白及醇溶蛋白是构成湿面筋的主要成分6 7。花后高温胁迫下籽粒蛋白质含量表现为上升趋势，籽粒中淀粉含量表现出与蛋白质含量相反的变化，即花后高温胁迫会降低籽粒淀粉含量8。而淀粉含量、蛋白质组分含量都与籽粒加工品质密切相关，因此探究如何缓解高温胁迫对籽粒品质的影响是亟待解决的问题。海藻糖在生物界中广泛存在，且与植物抗逆能力密切相关9 10。高温胁迫下小麦海藻糖水平呈上升趋势，且外源添加海藻糖能够延缓植株的衰老11，但海藻糖对花后高温胁迫小麦产量形成及籽粒品质的影响未见报道。1材料与方法1.1实验设计试验于 20202021 年于安徽省淮南市国家农业科技园区进行，供试品种为该地区大面积种植的优质高抗弱筋小麦生选 6 号(由红旗种业提供)。土壤有机质含量为 20.37 gkg1，全氮含量为1.30 g kg1，碱解氮含量为117.5 mg kg1，有效磷含量为 47.4 mgkg1，速效钾含量为 382mgkg1，土壤 pH 值约为 7.39。播种日期为2020 年 11 月 1 日，基本苗为 3 106hm2，播种方式采用机条播，行距设置为20 cm，小区长2 m，宽2.5 m，面积为5 m2，重复3 次。全生育期施纯氮 240 kg hm2，基追比为 7 3，磷肥(P2O5)100kg hm2，钾肥(K2O)150 kghm2，作为基肥一次性施入。在抽穗期(2021 年4 月8 日)、开花期(2021 年 4 月 18 日)、花后 10 d(2021 年 4 月 28日)喷施海藻糖，分别记为 T1、T2、T3。海藻糖(购自麦克林生物公司)浓度设置为 5、10、15mmol L1，喷施量为 200 mL m2，分别记为 C1、C2、C3，以喷施等量清水为对照(CK)。在花后15 19 d 进行高温处理，处理期间无有效降雨，高温处理时间为每天 10:0018:00，以 RC-4HC温度计记录温度变化情况(表 1)。1.2测定指标及取样方法1.2.1产量及千粒重测定每小区选取长势均匀且具有代表性的地块收取 2 m2，风干后脱粒称重，使用电脑水分测定仪测定水分并折合成 13%含水量计产，每处理数1 000 粒称重，重复 3 次。1.2.2干物质积累转运与分配在开花期、成熟期每处理取 40 单茎，分器官烘干后按照马尚宇等12 的方法计算花前干物质转运量、花前干物质转运率、花前干物质转运量对籽粒的贡献率、花后干物质积累量、花后干物质积累量对籽粒的贡献率。2浙江农业学报第 35 卷第 1 期1.2.3淀粉含量的测定参照高俊凤13 的方法，称取过 100 目筛的样品 0.1 g，80%乙醇提取去除可溶性糖后使用高氯酸分解淀粉，使用蒽酮-硫酸溶液进行比色，计算淀粉含量。1.2.4蛋白质组分含量测定采用分级提取法14