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。

Cite the article:

Chengfeng 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

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.05.004

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