Abiotic Stress Responses in Wheat: Perspectives on Productivity and Sustainability
小麦的非生物胁迫反应：生产力和可持续性的观点
非生物胁迫 (干旱、盐碱、冷、热、涝渍等) 是影响作物发育和生产力的主要因素。它们是世界范围内广泛农业生产损失的主要原因。关于非生物胁迫，干旱，盐度和极端温度是现代农业必须应对的主要环境约束。据估计，它们可能导致主要作物产量减少50%或更多。小麦作为一种主要的主食，是能量、蛋白质、维生素、矿物质等人体必需元素和有益化合物的重要来源。阐明小麦对非生物胁迫的耐受机制对于减轻这些胁迫对小麦生产的影响具有重要意义。
本专题将收集小麦非生物胁迫抗性在农学、生理和分子方面的最新研究，旨在全面了解逆境条件下小麦的相关机制，并显著提高小麦的生产效率。欢迎原创研究文章、评论和简短的交流。
本专题由MDPI开放获取期刊 Agronomy、Crops、Plants 联合推出。
投稿截止日期：2025年12月31日
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# 专题关键词 #
非生物胁迫、小麦、产量、质量、生理机制
学术编辑团队
郭文善 教授
扬州大学
丁锦峰 教授
扬州大学
朱敏 副教授
扬州大学
精选文章
1. Phenotypic Variation and Relationships between Grain Yield, Protein Content and Unmanned Aerial Vehicle-Derived Normalized Difference Vegetation Index in Spring Wheat in Nordic–Baltic Environments
北欧-波罗的海地区春小麦籽粒产量和蛋白质含量的表型变化及其与无人机估算的归一化植被指数的关系
Zaiga Jansone et al.
https://doi.org/10.3390/agronomy14010051
在育种项目中，特别是在多变的农业气象条件下，需要精确和稳健的方法来监测作物生长和预测粮食产量和品质。
本研究在四个试验点 (Estonia, Latvia, Lithuania, Norway) 进行了连续两个种植季 (2021年、2022年) 的田间试验。重点评估了不同生育期的籽粒产量 (GY)、籽粒蛋白含量 (GPC) 和无人机衍生的NDVI。在两种施氮量 (75、150 kg N ha−1) 和不同农业气象条件下，研究了16个选定的春小麦基因型的性能和稳定性。确定农艺性状与无人机衍生变量之间的数量关系。所有性状均未表现出显著 (p < 0.05) 的基因型-氮交互作用。高产和高蛋白基因型具有较高的WAASB稳定性，特别是在高和低氮水平下。
本研究强调了GS55和GS75的NDVI分析作为关键线性预测因子的显著作用，尤其是在春小麦GYs方面。然而，这些指数的有效性取决于不同地理空间位置的特定生长条件，限制了它们的普遍效用。
2. New Prospects for Improving Microspore Embryogenesis Induction in Highly Recalcitrant Winter Wheat Lines
提高高抗逆性冬小麦系小孢子胚胎发生诱导的新展望
Ewa Dubas et al.
https://doi.org/10.3390/plants13030363
在各种促进生物学进展的方法中，利用小孢子胚胎发生 (ME) 过程的双单倍体 (DH) 技术可能是最有效的。然而，这一过程依赖于许多遗传、生理和环境变量之间复杂的相互作用，在许多情况下，例如冬小麦，并没有以商业用途所需的效率运行。与低温处理、分离和转移到体外培养相关的应激已被证明会扰乱氧化还原稳态，并产生相对高水平的活性氧 (ROS)，影响小孢子的活力。
本研究旨在探讨受控的植物生长、特定分蘖预处理和培养条件是否能提高小孢子应对胁迫的潜力，并有效诱导代谢障碍。为了了解应激反应的机制，我们测定了过氧化氢水平、总活性和最重要的低分子量抗氧化剂 (谷胱甘肽和抗坏血酸) 的含量，以及选定的宏元素 (Mg、Ca、NA、K) 和微量元素 (Mn、Zn、Fe、Cu、Mo) 的含量。这些分析，结合小孢子悬液的细胞学特征，使我们能够证明，基于更高效的ROS清除和营养管理，提高小孢子的活力和对ME诱导的更强反应与更高的抗逆性相关。
结果表明，低温预处理结合甘露醇和硒酸钠分蘖处理，降低了氧化应激，提高了冬小麦ME的有效性。
3. Phenotyping Seedling Root Biometry of Two Contrasting Bread Wheat Cultivars under Nutrient Deficiency and Drought Stress
两种不同面包小麦品种在营养缺乏和干旱胁迫下的表型、幼苗根系生物学特征
Roberta Rossi et al.
https://doi.org/10.3390/agronomy14040775
根系在小麦抵御非生物胁迫中起着关键作用。本研究以中国兰考达里 (Lankaodali) 和意大利雷博迪 (Rebelde) 两个半矮秆面包小麦品种为材料，对其幼苗根系形态进行了表型分析，并假设这两个基因型具有不同的根系性状，可以作为育种的供体。在半水培筛选中，全强度 (FS) 和半强度 (HS) 完全霍格兰溶液分别代表高和中等的养分利用率，以及在营养饥饿条件下，HS溶液与自来水进行筛选，进一步比较充分浇水 (100%田间持水量) 和干旱胁迫 (50%田间持水量) 下的基因型。兰考达利在FS、HS、营养饥饿条件下叶片质量分别比叛逆者高50%、125%、65%，根质量分别比叛逆者高70%、106%、36%。叶质量与根长、根质量呈显著正相关 (r值分别为0.82~0.9和0.83~0.87，p<0.05)。在土壤筛选试验中，无论有无水分处理，兰考达力的生物量均高于雷乌德，叶质量比雷乌德高48%，根质量比雷乌德高32%，绝对根鞘质量比雷乌德高31%(各水分处理的平均值)。兰考达里对水和养分的可利用性比rebel更敏感。广义遗传度较高 (水培筛选中根质量为0.80，根长为0.90，土壤中根鞘大小为0.85)，表明这些性状可用于育种。
Agronomy 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/agronomy
主编：Prof. Dr. Leslie A. Weston, Charles Sturt University, Australia
文章类型包括农学及农业生态学领域的研究型文章及综述，目前已被 Science Citation Index Expanded (SCIE) 和 Scopus 等多个数据库收录。在 2023 年中国科学院文献情报中心期刊分区 (升级版) 中位于农林科学 2 区。
Crops 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/crops
主编：Kenneth J. Moore, Iowa State University, USA
期刊发表与作物科学相关的原创文章和高质量评论。主题领域包括但不限于：作物管理、作物保护、作物生态、作物生理、作物代谢、作物与土壤的相互作用、作物种子科学、作物育种和遗传学、作物分子生物学、作物生物技术和生物信息学、种质资源、作物质量和利用、谷物化学、作物储存和加工等。
Plants 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/plants
主编：Dilantha Fernando, University of Manitoba, Winnipeg, Canada
期刊内容主要涉植物科学领域的研究，目前已被 SCIE、Scopus 等数据库收录。
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