





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (21): 4710-4728.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.002
尹晓康1(
), 冯佳宜1(
), 李栩慷1, 张朝旭1, 马驰1, 王若禹1, 白佳乾1, 蓝罗冰1, 张良凤1, 刘易科2, 朱展望2, 丁富功2, 刘大同3, 王书平1(
), 方正武1(
), 张迎新1(
)
收稿日期:2026-04-12
接受日期:2026-06-26
出版日期:2026-11-01
发布日期:2026-11-06
通信作者:
联系方式:
尹晓康,E-mail:yin_xiaokang2004@126.com。冯佳宜,E-mail:fengjiayi420@163.com。尹晓康和冯佳宜为同等贡献作者。
基金资助:
YIN XiaoKang1(
), FENG JiaYi1(
), LI XuKang1, ZHANG ZhaoXu1, MA Chi1, WANG RuoYu1, BAI JiaQian1, LAN LuoBing1, ZHANG LiangFeng1, LIU YiKe2, ZHU ZhanWang2, DING FuGong2, LIU DaTong3, WANG ShuPing1(
), FANG ZhengWu1(
), ZHANG YingXin1(
)
Received:2026-04-12
Accepted:2026-06-26
Published:2026-11-01
Online:2026-11-06
摘要:
【目的】针对小麦灌浆期高温胁迫造成的小麦减产问题,明确不同基因型小麦品种灌浆期高温胁迫对植株表型、农艺性状、产量及其构成因素的影响,构建一套适合长江中下游冬麦区的小麦耐高温综合评价体系,筛选耐高温小麦品种,为小麦耐高温育种提供鉴定方法和优异的种质资源。【方法】以30个冬小麦品种为供试材料,在花后第7天分别设置高温处理组(日温38 ℃/夜温20 ℃处理7 d)和对照组(日温25 ℃/夜温20 ℃处理7 d),测定旗叶叶绿素相对含量(旗叶SPAD值)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子自由基(O2-·)含量,以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,收获后,测定粒长、粒宽、穗粒重、千粒重和单株产量。利用方差分析剔除无显著差异的指标,随后,利用耐高温系数(HTC)对原始数据进行标准化,采用主成分分析和隶属函数法计算综合评价值D,以评价小麦耐高温能力。最后,利用冗余分析(RDA)和逐步回归建立预测模型。【结果】灌浆期,高温胁迫对不同基因型小麦品种均造成了不同程度的叶片枯黄和籽粒皱缩。高温处理下各指标的变幅为-66.82%—210.07%,O2-·含量升幅最大(210.07%),APX活性降幅最大(-66.82%)。不同品种各指标的耐高温系数存在显著差异,变异系数为9.522%—115.003%,APX活性的变异系数最大(115.003%),粒宽的变异系数最小(9.522%)。对满足MSA值>0.5、KMO值≥0.6的7个指标进行主成分分析,生成4个新的相互独立的综合指标,包含82.814%的原始信息。进一步将隶属函数分析获得的综合评价值D进行聚类分析,将30个品种划分为3个类型,即耐高温型(5个)、中等耐高温型(12个)和高温敏感型(13个)。采用冗余分析和逐步回归建立小麦耐高温评价最优回归模型:D=-0.111+0.259X8+0.136X12+0.186X2+0.111X1+0.137X11+0.12X10,各品种的回归值(RV)与D值高度相关(r=0.996),确定了旗叶叶绿素相对含量(X8)、单株产量(X12)、POD活性(X2)、APX活性(X1)、千粒重(X11)和穗粒重(X10)可用于小麦耐高温性的重要评价指标。【结论】灌浆期高温胁迫显著影响了小麦的生长发育。采用主成分分析和聚类分析,筛选出5个耐高温型小麦品种。构建了适合于长江中下游麦区的小麦耐高温综合评价模型,可用于评价不同小麦品种灌浆期的耐高温特性。
尹晓康, 冯佳宜, 李栩慷, 张朝旭, 马驰, 王若禹, 白佳乾, 蓝罗冰, 张良凤, 刘易科, 朱展望, 丁富功, 刘大同, 王书平, 方正武, 张迎新. 小麦耐高温优异资源鉴定及其与农艺性状的关联分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(21): 4710-4728.
YIN XiaoKang, FENG JiaYi, LI XuKang, ZHANG ZhaoXu, MA Chi, WANG RuoYu, BAI JiaQian, LAN LuoBing, ZHANG LiangFeng, LIU YiKe, ZHU ZhanWang, DING FuGong, LIU DaTong, WANG ShuPing, FANG ZhengWu, ZHANG YingXin. Identification of Excellent High Temperature Tolerant Resources in Wheat and Their Association Analysis with Agronomic Traits[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(21): 4710-4728.
表1
灌浆期高温处理对30个小麦品种各指标的影响"
| 性状 Trait | 对照Control | 高温处理High temperature treatment | 变幅 Range (%) |
|---|---|---|---|
| 均值±标准差Mean±SD | 均值±标准差Mean±SD | ||
| 超氧化物歧化酶活性SOD activity (U·g-1·h-1) | 761.88±65.36b | 896.18±108.88a | 17.63 |
| 过氧化物酶活性POD activity (U·g-1·min-1) | 361.79±76.06a | 217.17±87.66b | -39.97 |
| 过氧化氢酶活性CAT activity (U·g-1·min-1) | 593.87±62.71a | 539.44±49.96b | -9.17 |
| 抗坏血酸过氧化物酶活性APX activity (U·g-1) | 2.20±1.19a | 0.73±0.96b | -66.82 |
| 丙二醛含量MDA content (μmol·g-1) | 29.73±5.89b | 42.16±23.80a | 41.81 |
| 过氧化氢含量H2O2 content (μmol·g-1) | 5.53±2.06a | 3.80±1.95b | -31.28 |
| 超氧阴离子自由基含量O2-· content (μg·g-1) | 22.74±7.96b | 70.51±43.12a | 210.07 |
| 旗叶叶绿素相对含量Flag leaf SPAD | 56.33±4.16a | 46.40±12.51b | -17.63 |
| 穗粒重Grain weight per spike (g) | 1.14±0.30a | 0.66±0.17b | -42.11 |
| 粒长Grain length (mm) | 5.97±0.45a | 6.04±0.39a | 1.27 |
| 粒宽Grain width (mm) | 2.73±0.26a | 2.53±0.22b | -7.22 |
| 千粒重Thousand-grain weight (g) | 37.27±7.15a | 26.57±7.02b | -28.71 |
| 单株产量Yield per plant (g) | 4.46±1.23a | 2.29±0.73b | -48.65 |
表2
不同小麦品种各单项指标的耐高温系数"
| 品种Variety | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 楚襄40 Chuxiang 40 | 0.051 | 0.374 | 1.084 | 0.992 | 0.790 | 1.100 | 1.774 | 0.410 | 1.267 | 0.495 | 0.674 | 0.424 |
| 楚襄1588 Chuxiang1588 | 0.404 | 0.076 | 0.967 | 1.172 | 1.358 | 0.876 | 1.159 | 0.432 | 0.861 | 0.431 | 0.590 | 0.503 |
| 襄麦2305 Xiangmai 2305 | 0.510 | 0.182 | 0.936 | 0.910 | 0.557 | 0.837 | 0.506 | 0.687 | 0.841 | 0.499 | 0.449 | 0.367 |
| 华麦216 Huamai 216 | 0.210 | 0.632 | 1.416 | 0.769 | 0.506 | 0.759 | 2.726 | 0.652 | 0.832 | 0.500 | 0.606 | 0.467 |
| 垦麦58 Kenmai 58 | 0.269 | 0.673 | 1.299 | 0.950 | 0.644 | 0.617 | 1.787 | 0.683 | 0.858 | 0.373 | 0.545 | 0.303 |
| 鄂麦017 Emai 017 | 0.187 | 0.696 | 0.994 | 0.908 | 0.346 | 0.931 | 3.104 | 0.751 | 0.761 | 0.470 | 0.487 | 0.321 |
| 鄂麦180 Emai180 | 0.231 | 0.768 | 1.274 | 0.825 | 0.413 | 0.832 | 1.493 | 0.922 | 0.989 | 0.711 | 0.962 | 0.875 |
| 长麦2号 Changmai 2 | 0.088 | 0.796 | 1.230 | 1.107 | 0.245 | 1.274 | 3.690 | 0.986 | 0.929 | 0.670 | 0.664 | 0.515 |
| 鄂麦229 Emai 229 | 0.658 | 0.612 | 1.051 | 0.976 | 0.671 | 1.109 | 1.709 | 0.937 | 0.903 | 0.432 | 0.685 | 0.378 |
| 长辐麦10号 Changfumai 10 | 0.050 | 0.670 | 1.306 | 0.873 | 1.162 | 2.251 | 3.396 | 0.655 | 0.944 | 0.612 | 0.754 | 0.510 |
| H51995 | 0.055 | 0.681 | 1.714 | 0.826 | 1.066 | 1.638 | 4.077 | 0.887 | 0.932 | 0.478 | 0.664 | 0.435 |
| 鄂麦026 Emai 026 | 0.072 | 0.432 | 1.074 | 0.674 | 0.851 | 1.147 | 3.544 | 0.861 | 0.968 | 0.584 | 0.744 | 0.292 |
| 泰麦1号 Taimai 1 | 0.977 | 0.683 | 1.187 | 1.030 | 1.036 | 0.976 | 4.176 | 1.070 | 1.077 | 0.820 | 0.957 | 0.615 |
| 楚科316 Chuke 316 | 0.165 | 0.713 | 1.077 | 0.924 | 0.456 | 0.974 | 3.338 | 1.011 | 0.933 | 0.479 | 0.750 | 0.555 |
| 长麦007 Changmai 007 | 0.254 | 1.561 | 1.260 | 1.009 | 0.655 | 1.137 | 2.422 | 0.924 | 0.933 | 0.813 | 0.761 | 1.012 |
| 轮选112 Lunxuan112 | 0.102 | 0.217 | 0.935 | 0.827 | 0.685 | 1.078 | 1.604 | 0.962 | 0.973 | 0.865 | 0.823 | 0.906 |
| 创红麦2号 Chuanghongmai 2 | 0.038 | 0.766 | 1.199 | 0.834 | 0.538 | 1.731 | 5.338 | 0.834 | 0.853 | 0.708 | 0.583 | 0.826 |
| 华麦1913 Huamai 1913 | 1.159 | 0.776 | 1.274 | 0.977 | 0.553 | 1.112 | 1.697 | 0.994 | 0.935 | 0.460 | 0.691 | 0.460 |
| 华麦230 Huamai 230 | 0.093 | 1.974 | 1.279 | 0.843 | 0.780 | 1.009 | 6.323 | 0.910 | 0.950 | 0.470 | 0.764 | 0.352 |
| 鄂麦008 Emai 008 | 0.946 | 0.948 | 1.121 | 1.008 | 0.793 | 1.022 | 3.665 | 0.942 | 0.980 | 0.768 | 0.821 | 0.566 |
| 华麦243 Huamai 243 | 0.053 | 0.362 | 1.110 | 0.830 | 0.546 | 1.120 | 6.354 | 1.039 | 0.973 | 0.629 | 0.827 | 0.399 |
| 长辐麦8号 Changfumai 8 | 0.144 | 0.627 | 1.309 | 0.950 | 1.134 | 1.042 | 2.741 | 0.931 | 0.918 | 0.933 | 0.708 | 0.622 |
| 鄂810619 E810619 | 0.227 | 0.787 | 1.485 | 0.814 | 0.837 | 0.999 | 1.616 | 0.989 | 0.970 | 0.375 | 0.890 | 0.456 |
| 鄂麦235 Emai 235 | 1.118 | 0.498 | 0.958 | 1.024 | 1.046 | 1.315 | 3.467 | 0.757 | 0.886 | 0.698 | 0.865 | 0.698 |
| 襄麦2355 Xiangmai 2355 | 0.022 | 0.787 | 1.490 | 0.872 | 0.635 | 3.145 | 4.131 | 0.744 | 0.932 | 0.575 | 0.742 | 0.602 |
| 华麦2260 Huamai 2260 | 1.321 | 0.743 | 1.131 | 0.719 | 0.630 | 0.810 | 0.701 | 0.948 | 0.904 | 0.963 | 0.701 | 0.811 |
| 金广天麦2号Jinguangtianmai 2 | 0.065 | 0.561 | 1.186 | 1.110 | 0.690 | 2.393 | 3.079 | 0.843 | 0.848 | 0.241 | 0.423 | 0.212 |
| 长麦5号Changmai 5 | 0.036 | 0.379 | 1.101 | 1.139 | 0.555 | 4.139 | 2.742 | 0.873 | 0.974 | 0.610 | 0.761 | 0.560 |
| 鄂麦30 Emai 30 | 0.026 | 0.250 | 1.203 | 0.744 | 0.357 | 5.380 | 7.869 | 0.486 | 0.879 | 0.689 | 0.719 | 0.435 |
| 华麦1912 Huamai 1912 | 0.804 | 0.190 | 0.912 | 0.892 | 0.388 | 2.886 | 3.792 | 0.416 | 0.992 | 0.774 | 0.881 | 0.774 |
| 平均值Average | 0.344 | 0.647 | 1.185 | 0.918 | 0.697 | 1.521 | 3.134 | 0.818 | 0.933 | 0.604 | 0.716 | 0.542 |
| 标准差STDEV | 0.396 | 0.381 | 0.186 | 0.125 | 0.270 | 1.084 | 1.712 | 0.190 | 0.089 | 0.178 | 0.136 | 0.200 |
| 变异系数CV(%) | 115.003 | 58.890 | 15.653 | 13.640 | 38.775 | 71.260 | 54.630 | 23.268 | 9.522 | 29.394 | 18.988 | 36.945 |
表3
各指标耐高温系数的KMO和Bartlett球形度检验"
| 变量筛选阶段 Screening stage | Measure of Sampling Adequacy度量值 Measure of Sampling Adequacy measurement value | Kaiser-Meyer-Olkin度量值 Kaiser-Meyer-Olkin measurement value | Bartlett球形度检验 Bartlett’s sphericity test | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 | |||
| Bef. | 0.452 | 0.411 | 0.380 | 0.209 | 0.199 | 0.379 | 0.337 | 0.350 | 0.290 | 0.449 | 0.434 | 0.384 | 0.37 | <0.001 |
| Aft. | 0.702 | 0.558 | 0.583 | - | - | - | - | 0.633 | - | 0.643 | 0.819 | 0.628 | 0.65 | <0.001 |
表4
各性状主成分的特征向量及贡献率"
| 主成分Principle factor | CI 1 | CI 2 | CI 3 | CI 4 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 特征值Eigen value | 2.499 | 1.772 | 0.929 | 0.597 | |
| 贡献率Contribution ratio (%) | 35.705 | 25.316 | 13.269 | 8.523 | |
| 累计贡献率Cumulative contribution ratio (%) | 35.705 | 61.022 | 74.291 | 82.814 | |
| 特征向量Eigen vector | X1 | 0.302 | -0.246 | 0.726 | 0.245 |
| X2 | 0.150 | 0.587 | 0.173 | 0.552 | |
| X3 | -0.062 | 0.604 | -0.274 | 0.042 | |
| X8 | 0.280 | 0.438 | 0.415 | -0.462 | |
| X10 | 0.541 | -0.158 | -0.244 | 0.128 | |
| X11 | 0.481 | 0.069 | -0.132 | -0.549 | |
| X12 | 0.530 | -0.088 | -0.345 | 0.320 | |
表5
各参试品种综合指标值、权重、u(Xj)、D值、RV及综合评价"
| 品种 Variety | CI 1 | CI 2 | CI 3 | CI 4 | u1 | u2 | u3 | u4 | D值 D value | RV | 综合评价 Comprehensive evaluation |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 楚襄40 Chuxiang 40 | -1.069 | -1.037 | -1.049 | 0.385 | 0.258 | 0.269 | 0.121 | 0.591 | 0.274 | 0.280 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 楚襄1588 Chuxiang1588 | -1.105 | -1.811 | -0.256 | 0.543 | 0.248 | 0.095 | 0.332 | 0.626 | 0.254 | 0.261 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 襄麦2305 Xiangmai 2305 | -1.197 | -1.425 | 0.910 | 0.535 | 0.224 | 0.182 | 0.643 | 0.624 | 0.319 | 0.329 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 华麦216 Huamai 216 | -0.844 | 0.374 | -0.601 | 0.777 | 0.317 | 0.586 | 0.241 | 0.676 | 0.424 | 0.405 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 垦麦58 Kenmai 58 | -1.408 | 0.276 | 0.316 | 0.629 | 0.168 | 0.564 | 0.485 | 0.644 | 0.389 | 0.381 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 鄂麦017 Emai 017 | -1.226 | -0.380 | 0.682 | 0.739 | 0.216 | 0.417 | 0.582 | 0.668 | 0.383 | 0.401 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 鄂麦180 Emai180 | 1.367 | 0.501 | -1.052 | -0.659 | 0.903 | 0.615 | 0.120 | 0.364 | 0.634 | 0.632 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 长麦2号Changmai 2 | 0.027 | 0.636 | -0.099 | -0.165 | 0.548 | 0.645 | 0.374 | 0.472 | 0.542 | 0.544 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 鄂麦229 Emai 229 | -0.393 | -0.152 | 1.624 | -0.564 | 0.437 | 0.468 | 0.833 | 0.385 | 0.504 | 0.516 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 长辐麦10号Changfumai 10 | -0.265 | 0.196 | -1.097 | 0.102 | 0.470 | 0.546 | 0.108 | 0.530 | 0.442 | 0.435 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| H51995 | -0.718 | 1.684 | -0.762 | -0.296 | 0.350 | 0.881 | 0.198 | 0.443 | 0.498 | 0.459 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 鄂麦026 Emai 026 | -0.516 | -0.214 | 0.097 | -1.467 | 0.404 | 0.454 | 0.426 | 0.189 | 0.401 | 0.412 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 泰麦1号Taimai 1 | 1.624 | 0.111 | 1.109 | -1.124 | 0.971 | 0.527 | 0.696 | 0.263 | 0.718 | 0.715 | 耐高温型High temperature-tolerant type |
| 楚科316 Chuke 316 | -0.014 | 0.321 | 0.413 | -0.922 | 0.537 | 0.574 | 0.511 | 0.307 | 0.521 | 0.537 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 长麦007 Changmai 007 | 1.556 | 1.189 | -0.799 | 2.265 | 0.953 | 0.770 | 0.188 | 1.000 | 0.779 | 0.786 | 耐高温型High temperature-tolerant type |
| 轮选112 Lunxuan112 | 1.314 | -1.002 | -1.082 | -1.084 | 0.889 | 0.277 | 0.113 | 0.272 | 0.514 | 0.530 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 创红麦2号 Chuanghongmai 2 | 0.274 | 0.125 | -1.033 | 1.313 | 0.613 | 0.530 | 0.126 | 0.793 | 0.528 | 0.529 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 华麦1913 Huamai 1913 | 0.100 | 0.405 | 2.251 | 0.190 | 0.567 | 0.593 | 1.000 | 0.549 | 0.643 | 0.632 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 华麦230 Huamai 230 | -0.194 | 2.214 | 0.692 | 1.259 | 0.489 | 1.000 | 0.585 | 0.781 | 0.691 | 0.711 | 耐高温型High temperature-tolerant type |
| 鄂麦008 Emai 008 | 1.083 | 0.046 | 1.284 | 0.292 | 0.828 | 0.513 | 0.742 | 0.571 | 0.691 | 0.696 | 耐高温型High temperature-tolerant type |
| 华麦243 Huamai 243 | 0.065 | 0.077 | 0.037 | -2.335 | 0.558 | 0.519 | 0.410 | 0.000 | 0.465 | 0.474 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 长辐麦8号 Changfumai 8 | 0.725 | 0.318 | -0.925 | -0.002 | 0.733 | 0.574 | 0.154 | 0.507 | 0.568 | 0.556 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 鄂810619 E810619 | -0.123 | 1.494 | 0.079 | -1.581 | 0.508 | 0.838 | 0.422 | 0.164 | 0.560 | 0.546 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 鄂麦235 Emai 235 | 1.101 | -1.252 | 1.050 | 0.094 | 0.833 | 0.221 | 0.680 | 0.528 | 0.590 | 0.599 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 襄麦2355 Xiangmai 2355 | -0.150 | 0.940 | -1.273 | 0.287 | 0.501 | 0.714 | 0.062 | 0.570 | 0.503 | 0.483 | 中等耐高温型 Moderately high temperature-tolerant type |
| 华麦2260 Huamai 2260 | 1.734 | -0.589 | 1.304 | 1.509 | 1.000 | 0.370 | 0.748 | 0.836 | 0.750 | 0.741 | 耐高温型High temperature-tolerant type |
| 金广天麦2号Jinguangtianmai 2 | -2.041 | 0.317 | 0.884 | 0.047 | 0.000 | 0.573 | 0.636 | 0.518 | 0.331 | 0.335 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 长麦5号Changmai 5 | -0.005 | -0.269 | -0.545 | -1.136 | 0.539 | 0.442 | 0.256 | 0.261 | 0.435 | 0.443 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 鄂麦30 Emai 30 | -0.575 | -0.863 | -1.505 | -0.105 | 0.388 | 0.308 | 0.000 | 0.485 | 0.312 | 0.304 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
| 华麦1912 Huamai 1912 | 0.874 | -2.233 | -0.655 | 0.474 | 0.772 | 0.000 | 0.226 | 0.611 | 0.432 | 0.440 | 高温敏感型High temperature-sensitive type |
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