小麦是全球最重要的粮食作物之一，其产量的稳定增长对保障全球粮食安全至关重要。在农业生产中，增加种植密度是提高作物群体规模和产量的常见农艺措施。然而，密植常导致植株间相互遮荫，显著降低冠层内的红光/远红光（R/FR）比值，进而抑制有效分蘖的形成和穗的发育。尽管低R/FR比值对分蘖发生的调控已有广泛报道，但其对穗发育的影响及内在生理机制尚不清楚。
近期，南京农业大学戴廷波教授课题组完成的题为“Low red/far-red ratio inhibits spike development by impeding photosynthesis and carbohydrate allocation from leaves to stems in wheat”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。
该研究于小麦起身期至抽穗期通过补充远红光模拟低R/FR环境，探究了低R/FR比值导致减产的主要原因及其对穗形成关键时期穗发育的影响，并从碳水化合物供应与分配及幼穗内激素平衡的角度，揭示了低R/FR比值抑制穗发育的生理机制。
结果表明，低R/FR比值显著降低了小麦产量，这主要是由于穗数和穗粒数减少。高位分蘖（蘖III）的发育失败占总产量损失的65%以上。在低R/FR比值下，蘖III的茎伸长和穗分化被同步抑制，大多数分蘖在雌雄蕊原基分化期败育。进一步分析表明，这些分蘖发育失败归因于低R/FR比值抑制了叶片光合作用及光合产物从叶片向茎的输出，从而加剧了分蘖间的养分竞争，最终导致高位分蘖资源匮乏而发育停止。此外，低R/FR比值诱导的穗分化延迟与幼穗中细胞分裂素（CTK）降解增强及脱落酸（ABA）合成增加有关。CTK和ABA的变化可能协同调控碳水化合物分配，共同驱动高位分蘖穗发育终止。研究结果将为耐密植小麦品种的选育和密植高产栽培提供理论依据。
南京农业大学小麦生理生态研究团队戴廷波教授为该文章的通讯作者，博士研究生赵成凤为该文章第一作者，博士研究生杨淑珂为共同第一作者。
该研究得到国家自然科学基金项目（32472230）、国家重点研发计划项目（2023YFD2300205）、江苏省农业科技创新基金项目（CX(24)2008）以及江苏省现代作物生产协同创新中心（CIC-MCP）的资助。
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Low red/far-red ratio inhibits spike development by impeding photosynthesis and carbohydrate allocation from leaves to stems in wheat - ScienceDirectChengfeng Zhao, Shuke Yang, Mengjie Chang, Tongxi Bao, Yuhui Duan, Zhongwei Tian, Tingbo Dai. 2026. Low red/far-red ratio inhibits spike development by impeding photosynthesis and carbohydrate allocation from leaves to stems in wheat. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.05.004
南京农业大学农学院小麦生理生态团队由戴廷波教授领衔，主要开展小麦产量和品质形成生理生态机理与产质协调技术、小麦非生物逆境抗性生理生态机制与抗逆丰产技术、作物氮素高效利用生理生态机制与安全清洁生产技术。先后主持国家自然科学基金3项，国家科技支撑计划和农业部公益性行业专项课题3项、其他国家级和部省级科研项目15项。作为主要完成人获国家科技进步二等奖2项，教育部科技进步一等奖2项、江苏省科技进步一等奖1项、江苏省农业技术推广一等奖1项。发表国内外核心期刊论文150余篇，获国家发明专利6项。2011年入选江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象。
| 图文由作者团队提供
Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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