北京
来源：市场资讯
（来源：小麦研究联盟）
在小麦生产中，高密度种植是提高单位面积穗数的重要途径。然而，分蘖并非越多越好。当群体过度拥挤时，部分后期发生的分蘖难以形成有效穗，会消耗水分、养分和同化物，加剧冠层遮荫和倒伏风险，最终限制籽粒产量形成。尤其在小麦进入拔节期后，播种量和基础施肥等前期管理措施已难以调整。在群体建立后减少冗余分蘖、同时保留主要产量形成结构，是高密度小麦生产中亟需解决的问题。
近日，中国农业大学作物化控团队在The Crop Journal在线发表了题为“Exogenous strigolactones selectively suppress redundant tillers to increase phenotypic plasticity and grain yield in high-density and strong-tillering winter wheat”的研究论文。该研究以冬小麦为对象，在山东济南和莱州连续两个生长季开展田间试验，设置不同播种密度和不同分蘖潜力品种，并在起身拔节期叶面喷施天然独脚金内酯（strigolactones, SLs）及其合成类似物 rac-GR24，系统解析了SLs对冬小麦分蘖层级、群体结构、同化物分配和产量可塑性的调控作用。
研究发现，在拔节期施用SL或GR24后，小麦分蘖高峰值明显降低，尤其是在高密度或强分蘖品种等高竞争条件下表现更为突出（图1）。值得注意的是，分蘖总量下降并未导致最终有效穗数同步下降，部分高竞争处理组合中成穗率反而维持或提高。这说明SL类处理并不是简单削弱植株生长，而是对过度扩张的分蘖群体进行了再平衡。
图1 SL和GR24对冬小麦分蘖群体动态及有效分蘖形成的影响
进一步的位置分析表明，SL和GR24对分蘖的抑制具有明显的层级特异性（图2）。主茎以及基部优势初级分蘖 I、II 基本保持稳定，而高位初级分蘖和次级分蘖受到更强抑制。换言之，外源SLs更倾向于削减晚发生、低产量潜力的冗余分蘖，而不是破坏由主茎和优势分蘖构成的主体产量结构。这种调控模式可被形象地理解为对冬小麦分蘖体系的“定向修剪”。
图2 SL介导的分蘖抑制具有位置特异性
冗余分蘖的减少进一步改善了群体内资源分配。研究表明，SL和GR24处理可在部分高竞争条件下改善旗叶生理状态，表现为相对叶绿素含量提高、光合潜力提升。同时，优势分蘖的单茎干物质积累增加，花前储藏干物质向籽粒的转运量和转运效率提高，花后同化物对籽粒产量的贡献也有所增强（图3），最终产量响应表现出明显的竞争环境依赖性。在低竞争条件下，SL或GR24虽然可能减少穗数，但穗粒数、千粒重或单穗产量的补偿作用使最终产量基本保持稳定；而在高密度或强分蘖等高竞争条件下，SL类处理更容易表现出增产或缓解减产的效果。论文结果显示，在济南高密度处理下，2020–2021年SL处理使籽粒产量提高约11.6%；在莱州品种比较试验中，增产效应也主要集中于强分蘖品种烟农1212。
图3 SL和GR24对优势分蘖干物质积累及同化物转运的影响
基于上述结果，研究团队提出了SL介导冬小麦群体优化的概念模型：在高密度或强分蘖条件下，晚发生、高位和次级分蘖更容易成为低效营养消耗单元；外源SLs可优先抑制这些冗余分蘖，从而减轻群体内部竞争，改善冠层光能利用和同化物分配，并促进资源向籽粒形成过程转移（图4）。
图4 SL介导冬小麦冗余分蘖削减与产量优化的概念模型
该研究表明，独脚金内酯可作为一种小麦群体调节因子，在高密度或强分蘖冬小麦群体中选择性削减冗余分蘖，缓解过度拥挤造成的资源竞争，并促进同化物向籽粒形成过程分配。SL类调控并不能替代合理播种密度、品种选择和肥水管理等基础农艺措施，而更适合作为群体建立后的补充调控手段，用于纠正已经出现的过度营养生长风险。该研究为高密度小麦群体结构优化和作物化学调控提供了新的理论依据与应用思路。
作者和基金项目
中国农业大学博士研究生林子晴，已毕业硕士研究生胡继国和曹统一为该文共同第一作者，周于毅教授为通信作者，段留生教授对该文给予了建设性指导。该研究得到国家重点研发计划项目（2023YFD1700600）的资助。
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