随着人们生活水平的提升，对各种面制品的质量要求也相应提高，因此，在小麦生产中，改善小麦面粉的品质成为一项重要任务。氮磷肥是小麦生长发育过程中不可或缺的营养元素，合理施用氮磷肥对于提高小麦产量和品质起到至关重要的作用。但过多的肥料施用降低肥料利用率，并对生态环境造成一定程度的危害。因此，探明适量氮磷肥减施条件下小麦产量及品质的变化，有助于小麦优质高效生产。本研究于2021-2023年在河南省荥阳赛德育种试验站进行，选用七个强筋小麦品种（科兴3302、豫州473、豫州196、豫州114、黄河68、豫州118和新麦26）为材料，并以中筋小麦品种百农207为对照，研究在适量减施氮（较常规施氮量减施30%）、磷肥（较常规施磷量减施30%）条件下不同强筋小麦的品质指标变化以及面筋强度的形成机理，并探讨影响小麦籽粒蛋白高效响应氮素的相关调控机制。主要结果如下： （1）氮磷减施对不同小麦品种产量及其构成因素的影响 减施氮肥处理下，八个小麦品种的穗数和产量均出现降低趋势，而穗粒数和千粒重均表现出上升趋势；与正常施肥处理相比，所有品种的穗数平均降低了 15.60%，而穗粒数和千粒重平均增加6.31%和4.75%；且所有品种的产量低于正常处理，但第1年度多数品种与其对照之间差异并不显著，而第2年度连续减施下产量较对照显著下降，其中豫州114下降幅度最大（19.94%），黄河68下降幅度最小（2.69%）。与正常施肥相比较，多数品种在减施磷肥处理下，穗粒数和千粒重呈现出上升趋势，穗数呈下降趋势，产量在第1年度与对照基本相当，而第2年度连续减施下产量略有下降（与对照无显著差异）。总体而言，减施磷肥对产量的影响效应小于减施氮肥。同时，在基本苗 375×104/hm2下的穗数和产量高于基本苗315×104/hm2。 （2）氮磷减施对不同小麦品种加工品质的影响 与正常施肥相比较，减施氮肥处理下的蛋白质含量、湿面筋含量、粉质参数、四种溶剂保持力和 SDS-沉降值均呈明显下降趋势，且拉伸面积和延伸性都表现出较大幅度的降低，但拉伸阻力、最大拉伸阻力和拉伸比例却较正常处理出现大幅度上升；尽管科兴 3302、豫州196和新麦26的吸水率、稳定时间和溶剂保持力等品质参数呈下降趋势，但仍满足强筋小麦品质要求。减施磷肥处理下，多数品种蛋白质含量、湿面筋含量以及多数拉伸参数较正常施肥处理呈增加趋势；吸水率、形成时间、延伸度、四种溶剂保持力和 SDS-沉降值较对照没有明显变化；且参试强筋品种品质指标均达到强筋小麦品质要求。总体而言，减施磷肥对加工品质指标的影响较小，而减施氮肥一定程度上降低了加工品质，但强筋小麦品种科兴3302、豫州196和新麦26的品质指标仍满足强筋小麦品质要求，表明适量减施氮磷肥可以在不影响产量和品质的同时，减少肥料的施用，促进小麦优质绿色生产。 （3）氮磷减施对面筋蛋白含量及结构的影响 与正常施肥相比较，减施氮肥处理下的醇溶蛋白和谷蛋白、GMP含量、β折叠、β转角、游离巯基、总巯基和二硫键的含量明显降低，而α螺旋含量略微增加；对于GMP颗粒分布而言，其中粒径＜10 μm 的体积分布百分比和表面积分布百分比呈现出上升趋势，而粒径在10-100 μm和＞100 μm的体积分布百分比和表面积分布百分比呈现出下降趋势；不同品种之间变化存在差异，其中高强筋小麦品种（如科兴 3302 和新麦 26）粒径＜2.5 μm 的数目分布百分比较正常处理出现略微增加。与正常施肥相比较，减施磷肥处理下的醇溶蛋白、谷蛋白和GMP含量稍微下降；GMP 颗粒粒径＜10 μm和＞100 μm的体积分布百分比和表面积分布百分比呈下降趋势，而粒径在 10-100 μm的则呈增加趋势；游离巯基、总巯基和二硫键的含量均呈现下降趋势。总体而言，减施磷肥对面团特性的影响效应小于减施氮肥，且减施氮肥对小麦面团特性产生了一定程度的不利影响。 （4）小麦籽粒蛋白组分对氮肥的响应差异及其相关机理 通过蛋白组学对高氮和低氮处理下科兴3302 面粉蛋白组分鉴定，共鉴定蛋白组分 280个，其中差异表达蛋白119个，这些蛋白主要包括逆境相关蛋白、与氮代谢有关的蛋白以及贮藏蛋白等。进一步利用公共数据库Blast差异表达蛋白编码基因表达水平，得到324个基因在不同部位、不同生长阶段的表达量。经过基因筛选、基因共表达网络构建、模块与样本的相关性热图分析等，发现Blue模块与籽粒样本具有较强的相关性。蓝色模块基因GO富集分析表明，其涉及到蛋白质折叠信号通路（GO:0006457）和对过氧化氢的反应（GO:0042542）等过程。利用Cytoscape中的MCC算法筛选出18个核心基因，这些基因中多数都存在脱落酸反应元件以及玉米醇溶蛋白代谢调节元件；对核心基因的 qRT-PCR 分析，发现在灌浆期间，多数基因均在高氮下表现较高的表达量。进一步对其中3个核心基因的转录因子进行预测，并对灌浆过程籽粒中转录因子的表达模式进行分析，发现 TraesCS1A02G00740与其对应的转录因子TraeS_BL32D8155C6 的表达量变化相似，推测该转录因子可能参与调控该基因表达，以高效响应氮素促进籽粒蛋白合成。 总之，减施磷肥对小麦产量和品质的影响小于减施氮肥处理，而减施氮肥一定程度上降低了加工品质，但部分小麦品质指标仍满足强筋小麦品质要求，因此可以减少肥料的施用，促进小麦优质绿色生产。同时利用蛋白质组学和基因共表达网络分析等方法解析了籽粒蛋白高效响应氮素的机理，为实现强筋小麦优质高效生产提供重要参考。
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