近年来，由于条锈菌小种CYR34的流行，河南省小麦条锈病发生呈现上升趋势。为明确河南省小麦对CYR34等优势小种的抗性，本研究鉴定了629份河南省小麦种质苗期和成株期对CYR34等优势小种的抗性，并利用KASP分子标记对抗性基因Yr5、Yr7、Yr15、Yr18、Yr78、Yr81、YrZH84和YrZM1354进行检测，系统评价其抗性水平与遗传基础。结果表明，供试的629份小麦种质对CYR34等当前流行小种的抗性水平整体偏低，育成品种的成株期抗性显著弱于农家种。利用分子标记未检测到携带Yr5、Yr15、Yr81的品种；成株期抗性基因Yr18在农家种中检出频率为93.03%，而在育成品种中仅占1.95%；仅育成品种携带YrZM1354、YrZH84。通过遗传效应分析，Yr18对小麦抗条锈性表型贡献最大，而YrZM1354单基因效应最强，聚合YrZH84与YrZM1354可提升苗期抗条锈性。基于以上结果，建议河南小麦抗病育种应回补Yr18，加速利用YrZM1354等新抗源，推进多基因聚合育种，以拓宽抗病遗传基础，培育持久抗病新品种。

为拓宽耐盐小麦种质资源，对96份小麦-长穗偃麦草衍生系种质幼苗进行150 mmol·L^-1 NaCl胁迫处理，测定其14个形态指标，并结合主成分分析、隶属函数法、聚类分析等方法进行耐盐性综合评价。结果表明，盐胁迫显著抑制供试材料苗期地上部和地下部生长。盐胁迫下供试材料的苗鲜重、根鲜重等多数指标较对照（0 mmol·L^-1 NaCl）显著下降，变异系数较高（>25%）。通过主成分分析提取出5个主成分，累计方差贡献率达83.85%，其中苗鲜重、根鲜重、总根长、根系表面积、苗干重、根干重为核心的生物量因子贡献率最高（33.15%），可作为评价苗期耐盐性的关键指标。经聚类分析，供试材料可划分为5个耐盐等级，其中高耐盐材料7份（占7.1%），中等耐盐材料17份（占17.3%）。这些耐盐材料在盐胁迫下能更有效地维持较低的Na^+/K⁺比值，表现出更强的离子稳态调控能力。

热激蛋白Hsp90（heat shock proteins 90）广泛参与植物生长发育进程，同时在植株耐热性调控与高温胁迫响应中具有重要作用。本研究通过生物信息学分析鉴定出18个小麦TaHsp90基因，根据其染色体位置分别命名为TaHsp90-2A～TaHsp90-7D-2，18个TaHsp90基因不均匀分布于小麦9条染色体上。该家族编码蛋白普遍包含10个保守基序。种内共线性分析得到23个共线性基因对。通过系统进化树分析所有Hsp90基因家族可划分为3个亚组。经启动子顺式作用元件分析，TaHsp90基因家族共包含31种顺式作用元件。根据单倍型分析结果，TaHsp90基因家族各成员在单倍型数量、分布频率与地理偏好上差异显著，呈现明显的适应性分化特征。TaHsp90家族在干旱、热胁迫及不同组织中呈现显著特异性表达，可分为4类胁迫响应模式与6类组织表达模式。通过代表基因热胁迫qRT-PCR分析，TaHsp90-2B对热响应更明显。正常条件下，携带TaHsp90-2B株系与其野生型无明显差异；42 ℃热胁迫下，携带TaHsp90-2B株系萎蔫倒伏程度较轻，SPAD值与SOD、POD、CAT活性显著高于野生型，表明该基因可显著增强小麦对热胁迫的耐受性。

NAC转录因子在协调植物生长发育和逆境胁迫反应中发挥着重要的调控作用。为探究TaNAC2基因在小麦低温胁迫响应和生长发育中的功能，本研究构建了以Fielder为转化受体的TaNAC2转基因和基因编辑株系，在培养箱和温室环境下进行了低温胁迫耐受性、生长发育和农艺性状的比较。结果表明，在-5 ℃低温胁迫处理10 h后，与Fielder相比，其T₃代转基因株系OE8、OE11、OE14的TaNAC2基因相对表达水平均极显著提高（P<0.01），相对电导率显著降低（P<0.05）；幼苗的存活率和冻害指数分别升高降低，但均无显著差异。T₄代基因编辑株系GE45（aabbdd）的TaNAC2基因相对表达水平显著降低（P<0.05），幼苗的存活率降低，相对电导率和冻害指数升高，此3个竹理指标也均无显著差异；GE91（aaBBDD）的TaNAC2基因相对表达水平、相对电导率、幼苗存活率和冻害指数均与Fielder相近。在温室盆栽条件下，与Fielder相比，除OE11的播种至抽穗天数显著降低（P<0.05）外，OE8、OE14、GE45、GE91的株高、分蘖、穗粒数等农艺性状均无显著差异。综上所述，TaNAC2基因正向调控小麦的低温胁迫耐受性，但对农艺性状无明显影响。

小麦三雌蕊突变体（Triticum aestivum L. with three pistils，TP）具有3个正常的雄蕊和3个可育的雌蕊，可形成2~3粒种子，能显著提高穗粒数，开发用于其性状早期精准鉴定的分子标记对辅助选择育种具有重要价值。本研究基于三雌蕊小麦2D染色体589.7~590.1 Mb区域特有结构变异，通过提取缺失区域及断点序列，分别设计靶向正常单雌蕊基因组保守的引物（SP）和跨越变异断点的引物（SV），经Fielder×TP的F₃群体PCR验证，获得4个特异性标记（SP1、SP2、SV1、SV2）。以23个三雌蕊小麦分离世代群体及其亲本（共255份试验材料）为对象，通过PCR扩增结合田间表型鉴定建立早期分子鉴定体系，并进一步验证分子标记辅助选择的有效性。结果表明，开发的SP1和SP2引物对可特异性鉴定单雌蕊小麦，SV1和SV2引物对可特异性鉴定三雌蕊小麦，两组分子标记相互验证可有效降低检测误差。利用开发的特异性标记对255份材料的分子检测结果与田间表型鉴定结果一致性达96.08%。基于染色体特异结构变异开发的分子标记具有较好的特异性与稳定性，可在苗期实现目标性状的早期精准鉴定，为三雌蕊小麦分子标记辅助选择育种及遗传资源挖掘利用提供技术支撑。

为了解近年来河南省小麦质量特性的年际变化规律、地域分布特征及品种差异，以及三者之间的互作关系，基于2021—2025年河南省粮食与物资储备局组织的抽样小麦籽粒样品质量检测数据，以及小麦品种区域试验的部分资料，系统分析了籽粒蛋白质含量、容重、湿面筋含量、吸水率、稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力等关键质量特性参数的年际变化、地域差异、品种特性及其互作效应。结果表明，河南省小麦整体质量表现稳中有升，豫北和豫中强筋小麦生产潜力突出；受气候因素影响的年际波动显著；地域间差异与生态条件密切相关；品种（基因型）是决定小麦籽粒质量的关键要素。建议进一步完善河南省小麦生产生态区划，细化优质小麦品种布局，选育适应性强的优质新品种，制定相应的栽培措施；相关产业部门应因地制宜制定小麦生产目标，粮食加工企业应根据生产实际状况控制原粮采购、产品开发和质量，最终提高小麦加工业的效益，实现河南省小麦产业优质、高产、高效和可持续发展。

为高效挖掘大麦种质资源的遗传潜力并拓宽中国大麦遗传改良的种质基础，以引自哈萨克斯坦、日本、俄罗斯、澳大利亚等国及国内共79份大麦种质为材料，系统测定其主要农艺性状、品质性状和籽粒形态指标，并运用Shannon-Wiener遗传多样性指数、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法对其开展综合评价。结果表明，供试大麦种质的多数被测性状的遗传多样性丰富，变异系数为4.69%（粒宽）~42.99%（穗粒数），Shannon-Wiener多样性指数为1.26（籽粒长宽比）~2.08（籽粒表面积和粒宽）。国内不同来源大麦被测性状变异系数为0.85%（株高）～24.39%（产量），国外不同来源大麦被测性状变异系数为0.91%～23.54%，哈萨克斯坦大麦株高最高，俄罗斯大麦蛋白含量最高。经相关性分析，籽粒淀粉含量与粗蛋白含量、纤维含量呈极显著负相关（P<0.01），粗蛋白含量与纤维含量呈极显著正相关，千粒重与籽粒表面积、籽粒周长、粒长、粒宽呈极显著正相关。基于逐步回归分析构建的回归模型表明，株高、穗下节长、旗叶长度、纤维含量、千粒重和籽粒周长可作为优质大麦种质筛选的综合评价指标。对17个性状进行主成分分析，共提取到7个主成分，累计贡献率达86.257%，涵盖了原始数据的主要信息。结合隶属函数计算综合得分（D值），其中D值排名前5的种质为D-76、王川P148、2163、HBL002和丰农啤1号，可作为优质亲本用于大麦遗传改良。聚类分析将参试材料分为3个类群。

为建立一套稳定、高效的大麦下表皮原生质体制备体系，以啤酒大麦Golden Promise三叶一心期叶片为材料，采用正交实验设计，系统优化了原生质制备过程中的纤维素酶R-10与离析酶R-10浓度、酶解时间、渗透压等关键参数。结果表明，酶浓度与酶解时间显著影响原生质体产量与形态。低浓度酶组合（1.5%纤维素酶+0.75%离析酶）无法有效释放原生质体；提高酶浓度（2%纤维素酶+1%离析酶）后原生质体产量有所提升，但仍较低；当离析酶浓度增至1.5%并结合6 h酶解时，细胞壁降解最充分，原生质体产量与完整性显著提高。渗透压优化后，当甘露醇浓度从54.7 g·kg^-1提高至98.4 g·kg^-1（酶解液渗透压略高于组织渗透势630 mmol·kg^-1）时，原生质体产量从4.8×10⁵ cells·mL^-1提升至5.8×10⁵ cells·mL^-1，且形态由不规则伴碎片转变为完整规则的圆球形。最终确定最优组合为2%纤维素酶R-10、1.5%离析酶R-10、酶解6 h、98.4 g·kg^-1甘露醇，此条件下原生质体产量最高且形态完整，呈规则圆球形。该体系不仅适用于大麦叶片下表皮组织，对叶肉组织同样高效，可为大麦相关细胞生物学与分子生物学研究提供可靠的技术支持。

青稞是青藏高原地区重要的特色谷类作物，富含蛋白质与多种氨基酸，是重要的功能性食品原料。蛋白质的营养价值高度依赖于氨基酸组成。本文总结了近年来青稞氨基酸的研究进展：（1）在组成与含量方面，青稞含有18种氨基酸，包括8种必需氨基酸，总体呈现总量丰富、比例均衡的特点，赖氨酸为第一限制性氨基酸，不同品种、粒色间氨基酸含量差异显著；（2）在合成与调控方面，概述了主要氨基酸的生物合成途径及分子调控基础；（3）在营养健康功效方面，重点阐述了赖氨酸以及γ-氨基丁酸（GABA）等功能性成分，在支持高原居民适应高代谢、低氧环境方面的潜在作用，包括提供优质蛋白、调节血糖与缓解压力等；（4）在抗逆生理方面，总结了氨基酸代谢，特别是芳香族氨基酸通路，在青稞应对紫外辐射、低温及干旱等高原核心环境胁迫中的关键调控角色；（5）总结了不同加工方式对氨基酸含量、组成及营养效价的影响。

为揭示沿淮稻茬麦区不同小麦品种籽粒灌浆特性与粒重的关系，以23份小麦品种为材料，利用Richards方程对籽粒灌浆过程进行模拟，分析粒重与籽粒灌浆特性和籽粒表型间的关系。结果表明，不同小麦品种粒重和灌浆特征参数主要受基因型控制；Richards模型拟合的理论千粒重趋势与实测值高度一致。不同粒重类型品种（高、中、低）间单粒最大灌浆速率和单粒平均灌浆速率存在显著差异，而灌浆期持续时间、活跃灌浆期天数、最大灌浆速率出现时间无显著差异。高粒重、中等粒重和低粒重类型品种的籽粒灌浆速率差异主要集中在快增期，其中高粒重和中等粒重类型品种的平均灌浆速率在快增期比低粒重类型品种分别高16.94%和10.34%，单粒平均灌浆速率分别高16.01%和10.46%。不同粒重类型品种的籽粒长、宽、周长和表面积均存在显著差异，均表现为高粒重>中等粒重>低粒重，籽粒长宽比差异不显著。相关性分析显示，千粒重与籽粒长、宽、周长、表面积及其灌浆速率呈显著正相关（P<0.05），相关系数为0.88~0.99。综上所述，籽粒库容量（粒长、粒宽等）与快增期灌浆速率的差异是不同粒重类型小麦品种粒重分化的主要原因。

为明确滴灌量、播种方式及播种量对河西地区大麦生长、产量和品质的影响，以甘啤6号为材料，采用裂区试验设计，以滴灌量为主区（W₁：1 800 m³·hm^-2；W₂：2 250 m³·hm^-2；W₃：2 700 m³·hm^-2；W₄：3 150 m³·hm^-2）、播种方式为副区（S₁：条播，播幅3~5 cm，行距15 cm；S₂：宽幅匀播，播幅10 cm，行距20 cm），同时设置2个播种量（D₁：248 kg·hm^-2；D₂：284 kg·hm^-2），分析不同处理对啤酒大麦产量、品质的影响，并通过灰色关联度评价筛选最优栽培模式。结果表明，滴灌量为W₃时，甘啤6号产量最高（7 926.69 kg·hm^-2），显著高于W₁（23.2%）、W₄（6.1%），与W₂差异不显著；S₂较S₁显著增产（8.2%）；播种量D₁较D₂显著增产（3.2%）。蛋白含量随滴管量增加呈先降后增趋势，表现为W₁>W₂>W₄>W₃，W₃的蛋白含量（12.23%）较W₁显著降低，降幅7.8%，与W₂、W₄差异不显著。酿造品质综合分析显示，S₂>S₁，D₁>D₂。灰色关联度评价结果表明，W₃S₂D₁栽培组合可有效节水并协调甘啤6号产量与品质的关系，可作为河西地区啤酒大麦优质高产节水栽培的优选模式。

为明确栽培措施对小麦分蘖生产力的影响机理及品种间响应差异，通过裂区设计，探究了不同施氮量与种植密度对大穗型品种师栾02-1与多穗型品种泰山27茎蘖光合性能、氮代谢酶活性及穗粒重的效应。结果表明，氮肥与密度通过调控“源-库”关系影响小麦群体质量，其效应在品种间存在显著差异。品种间比较，师栾02-1对氮素更敏感，施氮后，其强势粒的GS活性增幅（9.6%~30.0%）明显高于泰山27（1.2%~11.6%）；泰山27光合性能更稳定，其旗叶光合速率（P_n）绝对值更高，且花后P_n维持率（77.5%~83.6%）显著高于师栾02-1（71.5%~78.3%），说明多穗型品种可维持较长的群体“源”时长。增加密度导致两个品种的穗粒重均下降，但师栾02-1高位蘖（如3N）的穗粒重降幅更大，高达88.0%；泰山27的分蘖成穗能力更强，在高密度下虽穗粒重下降，但成穗率较高。综上所述，师栾02-1在“中低密度、高氮”条件下，通过充分发挥其氮素响应潜力，实现单穗产量与总产量的最大化；而泰山27则更适合在“中高密度、适氮”条件下，利用其较强的分蘖优势，实现群体产量的稳定。因此，实现小麦高产高效栽培，必须基于品种的源-库特性，实施差异化的氮密运筹策略。

为了解倒春寒胁迫后小麦潜伏腋芽萌发生长成穗对产量的补偿作用，通过人工智能温室对小麦不同穗发育阶段植株进行不同时长的冻胁迫来模拟倒春寒灾害，并结合不同的追氮量处理，分析了倒春寒发生后小麦腋芽萌发和生长特征变化及其对产量的影响。结果表明，药隔形成期和四分体期冻胁迫均促进了小麦潜伏腋芽萌发生长，且随胁迫时长及追氮量的增加，萌发腋芽的数量及其生长速率呈升高趋势。与主茎相比，冻胁迫后再生分蘖（由腋芽萌发伸长形成）生长量显著降低，茎高、茎粗、叶数、叶面积、开花期和成熟期地上部干物质分别降低40.67%、24.51%、54.55%、54.15%、67.33%和63.69%；再生分蘖的开花期和成熟期穗部干物质分配比例及花后干物质贡献率分别增加了101.59%、11.06%和13.75%；再生穗（由再生分蘖形成）穗形较小，穗长、每穗小穗数、穗粒数、千粒重和单穗产量分别降低22.71%、14.86%、49.51%、20.05%和59.50%。胁迫发生时期愈晚，再生分蘖的生长量和穗形愈小，但生长量和穗形大小随胁迫时长的延长以及追氮量的增加呈升高趋势。不同追氮处理下再生分蘖的成穗率为32.52%～66.35%，对损失产量的补偿效应为12.06%～70.89%，整体表现为胁迫程度愈重、追氮量愈大，再生分蘖的成穗率及对产量的补偿效应愈高。总之，倒春寒胁迫后产生的再生分蘖虽然生长量小，但其收获指数较高，对产量损失具有显著的补偿效应，而充足的营养供应是提高再生分蘖可利用性的重要保障。

为探究长期保护性耕作对春小麦水分生产力的影响，评估不同降水年型下耕作措施的产量稳定性，依托甘肃农业大学定西旱作农业综合实验站2001年设立的长期保护性耕作定位试验，设置传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆翻入（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）4个处理，利用2024—2025年的田间试验数据对APSIM模型进行校准和验证，应用该模型对2002—2025年不同耕作措施下土壤有机碳及春小麦的水分生产力进行模拟。结果表明，APSIM模型在研究区具有较好的预测精度和适应性，2024-2025年春小麦物候期的观测值与模拟值的归一化均方根误差（NRMSE）均小于15%；两年间不同耕作措施下春小麦产量模拟值与实测值均呈显著正相关，决定系数分别为0.899和0.978，NRMSE分别为4.6%和2.3%，一致性指数均大于0.90；模型模拟的春小麦全生育期土壤储水量与实测值的NRMSE分别为6.5%和7.2%，说明该模型能够较准确模拟麦田土壤水分生产力相关指标。经长期（2002-2025）模拟，降水是影响该地区春小麦生产的关键因素。农田生产力的稳定性和可持续性在平水年最高，枯水年最低；丰水年和平水年间春小麦产量无显著差异，但均显著高于枯水年，增幅分别为23.2%和22.4%；不同降水年型下免耕秸秆覆盖表现出显著优势，具体表现为0~30 cm土层土壤有机碳储量以及春小麦产量和水分利用效率均高于其他耕作措施，且在应对水分不足时，表现出较好的产量稳定性与农田生产可持续性。综合来看，免耕秸秆覆盖是适宜当地作物高产、稳产的有效耕作措施。