大麦籽粒淀粉和β-葡聚糖积累特性研究

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.018

摘要/Abstract

摘要：

为研究大麦籽粒支链淀粉、直链淀粉和β-葡聚糖积累特性,及淀粉各组分与β-葡聚糖的关系,以2个皮大麦、1个裸大麦和1个糯裸大麦为试验材料,测定花后7、14、21、28d淀粉各组分及β-葡聚糖含量。结果表明,甘啤6号淀粉各组分含量随灌浆推进均逐渐升高,在成熟期达到最大值;甘垦啤7号和甘垦6号均呈先升高后降低趋势,在花后21d有1个峰值。糯大麦C 2-1直链淀粉含量显著低于非糯大麦;支链淀粉含量显著高于非糯大麦,整个灌浆期呈先升高后降低趋势。β-葡聚糖含量均随灌浆时间延长逐渐升高,成熟期含量最高;整个灌浆期糯大麦C 2-1含量显著高于非糯大麦。相关分析表明,直链淀粉/支链淀粉比值与β-葡聚糖含量呈极显著负相关,可以将直链淀粉/支链淀粉比值作为高β-葡聚糖品种选育的一个指标。Logistic方程拟合发现,直链淀粉、β-葡聚糖最终积累量与积累起势与有效积累时间有关,支链淀粉最终积累量取决于最高积累速率和平均积累速率。

关键词: 大麦, 支链淀粉, 直链淀粉, β-葡聚糖, 淀粉和β-葡聚糖积累特性

Abstract:

To investigate amylose, amylopectin and β-glucan accumulating characteristics and the correlation of starch components with β-glucan, the contents of starch components and β-glucan of barley grain 7, 14, 21, 28 days after anthesis in four barley cultivars were investigated. The results showed that the content of starch components increased gradually during grain filling and reached maximum at maturity in Ganpi 6. The accumulation dynamics of starch components increased firstly then decreased and the contents of starch components in Gankenpi 7 and Ganken 6 were maximum 21 days after anthesis. Amylose content in waxy barley (C 2-1) was significantly lower than in non-waxy barley varieties, meanwhile, amylopectin content was significantly higher than others which initially increased and then decreased. The content of β-glucan increased gradually during grain filling period and reached maximum at maturity stage the content of β-glucan in waxy barley was significantly higher than in non-waxy barley varieties. Correlation analysis indicated that the amylose/amylopectin ratio was significant correlation with β-glucan content, the amylose/amylopectin ratio can be used as an index for breeding higher β-glucan barley varieties. Logistic equation fitting found that the final accumulation of amylose and β-glucan were mainly depended on accumulation potential and effective accumulation period. The accumulations of amylopectin were resulted from the highest accumulation rate and mean accumulation rate.

Key words: Barley, Amylose, Amylopectin, β-glucan, Accumulating characteristics of starch and β-glucan

王蕾,王悦,严宗山,李润喜,谢忠清,张自强,张想平. 大麦籽粒淀粉和β-葡聚糖积累特性研究[J]. 作物杂志, 2020 (2): 119–124

Wang Lei,Wang Yue,Yan Zongshan,Li Runxi,Xie Zhongqing,Zhang Ziqiang,Zhang Xiangping. The Research of Starch and β-Glucan Accumulating Characteristics in Grain of Different Barley Varieties[J]. Crops, 2020(2): 119–124

图/表 4

图1

图2

表1

表2

参考文献 32

[1]	扬乌尔里希 . 大麦生产、改良与利用. 杭州:浙江大学出版社, 2012: 545.
[2]	乔海龙, 杨启东, 陈健 , 等. 大麦β-葡聚糖的研究现状与展望. 江苏农业科学, 2012,40(1):4-7.
[3]	Dong X, Zhang D, Liu J , et al. Plastidial disproportionating enzyme participates in starch synthesis in rice endosperm by transferring maltooligosyl groups from amylose and amylopectin to amylopectin. Plant Physiology, 2015,169(4):2496-2512.
[4]	Francesca S, Giuseppe F, Ermelinda B , et al. New starch phenotypes produced by TILLING in barley. PLoS ONE, 2014,9(10):e107779.
[5]	Bhatty R S, Rossnagel B G . Zero amylose lines of hull-less barley. Cereal Chemistry, 1997,74(2):190-191.
[6]	杨智敏, 孔德媛, 杨晓云 , 等. 青稞籽粒淀粉含量的差异. 麦类作物学报, 2013,33(6):1139-1143.
[7]	李俏, 潘志芬, 刘娟 , 等. 糯青稞的品质形成机理与应用优势研究. 大麦与谷类科学, 2018,35(4):64.
[8]	王恒良 . 西藏青稞资源利用评价及其青稞提取物β-葡聚糖的生理功效研究. 拉萨:西藏大学, 2008.
[9]	白沙沙, 赵萌, 于佳立 , 等. 不同品种小麦籽粒中β-葡聚糖含量的比较研究. 中国食物与营养, 2016,22(12):69-72.
[10]	Shu X L, Rasmussen S K . Quantification of amylose,amylopectin,and β-glucan in search for genes controlling the three major quality traits in barley by genome-wide association studies. Frontiers in Plant Science, 2014,5:197.
[11]	陈晓静, 陈和, 陈健 , 等. 功能型大麦-糯性裸大麦开发前景探讨. 河北农业科学, 2011,15(6):82-84.
[12]	Asare E K, Jaiswal S, Maley J , et al. Barley grain constituents,starch composition,and structure affect starch in vitro enzymatic hydrolysis. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011,59(9):4743-4754.
[13]	曹颖妮, 胡卫国, 王根平 , 等. 糯性和非糯性小麦积累期胚乳直/支链淀粉积累及其相关酶活性研究. 西北植物学报, 2010(10):1995-2001.
[14]	谢宏, 李丹丹, 原蓼蓼 , 等. 用Logistic方程模拟稻米淀粉组分的积累特性. 粮食与饲料工业, 2012(9):9-12.
[15]	郭连安, 胡运高, 杨国涛 , 等. 不同直链淀粉含量水稻籽粒淀粉积累及其相关酶的活性变化研究. 云南大学学报(自然科学版), 2014,36(6):942-949.
[16]	郑许光, 齐军仓, 王凤 , 等. 青稞籽粒灌浆期淀粉代谢酶活性与淀粉积累特征的关系研究. 种子, 2018,37(2):19-24.
[17]	赵彩云, 亓相媛, 谷方红 . 不同产区青稞中β-葡聚糖含量的分析. 酿酒科技, 2016(10):65-66.
[18]	李明泽 . 不同加工方式对青稞中β-葡聚糖含量及其生理功效的影响. 重庆:西南大学, 2013.
[19]	赵世杰, 史国安, 董新纯 . 植物生理学实验指导. 北京:中国农业科学技术出版社, 2002: 84-85.
[20]	吴晓丽, 汤永禄, 李朝苏 , 等. 四川盆地小麦籽粒灌浆特性研究. 中国作物学会, 2012: 410-420.
[21]	宋归华, 马东方, 王书平 , 等. 糯小麦灌浆期籽粒质量和主要营养物质动态变化. 西北农业学报, 2018,27(5):46-53.
[22]	郑许光, 齐军仓, 惠宏杉 , 等. 青稞籽粒灌浆期淀粉质量分数的动态变化. 西北农业学报, 2016,25(12):1802-1808.
[23]	陈光华, 韩浩坤, 马洪驰 , 等. 糜子籽粒形成过程中蛋白质、淀粉积累与相关合成酶特性. 中国农业大学学报, 2019,24(7):28-36.
[24]	谭彩霞, 封超年, 郭文善 , 等. 不同类型小麦品种籽粒蔗糖含量变化与淀粉积累特征的研究. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2011,32(3):47-51.
[25]	胡阳阳, 卢红芳, 刘卫星 , 等. 灌浆期高温与干旱胁迫对小麦籽粒淀粉合成关键酶活性及淀粉积累的影响. 作物学报, 2018,44(4):591-600.
[26]	Vetvicka V, Vetvickova J . Physiological effects of different types ofβ- glucan. Biomedical papers of the medical faculty of the university palacky,Olomouc,Czechoslovakia, 2007,151(2):225-231.
[27]	马瑞萍, 张月飞, 任顺成 , 等. 大麦的营养保健特性. 粮食科技与经济, 2016(3):70-72.
[28]	许伟利, 董伟志, 王军 , 等. 大麦籽粒营养成分及开发研究进展. 大麦与谷类科学, 2019(3):52-55.
[29]	臧慧 . 大麦籽粒β-葡聚糖含量的积累规律. 中国农学通报, 2014,30(24):255-258.
[30]	丁位华, 冯素伟, 王丹 , 等. 不同穗型小麦籽粒灌浆、干物质积累与转运特性及其与产量的关系. 河南农业科学, 2018,47(6):13-17,97.
[31]	冯辉, 王树杰, 郜战宁 , 等. 豫南大麦子粒灌浆参数变异及与粒重的相关性. 中国种业, 2015(8):62-65.
[32]	鄢圣敏, 杨华伟, 曾玉清 , 等. 水稻籽粒直链淀粉积累与剑叶光合特性关系研究. 广东农业科学, 2015(2):7-11.

相关文章 15

[1]	赵准,李剑,宋瑞娇,郭岩,令江瑞,齐军仓. 不同种植密度对大麦产量和青贮品质的影响[J]. 作物杂志, 2020, (1): 110–116
[2]	德木其格,刘志萍,王磊,王金波,齐海祥,徐寿军. 氮肥对大麦灌浆期叶片光合性能的影响及其相关性分析[J]. 作物杂志, 2020, (1): 103–109
[3]	赵准,齐军仓,李剑,郭岩,令江瑞,李虎情. 新疆不同刈割期对春性大麦干草产量和青贮品质影响的研究[J]. 作物杂志, 2019, (5): 180–185
[4]	付颖,沈轶男,刘艳春,柴晓娇,王显瑞,白晓雷,李书田. 不同春谷品种支链淀粉含量与营养品质指标及农艺性状的相关性分析[J]. 作物杂志, 2019, (2): 90–93
[5]	王蕾,张想平,李润喜,牛小霞,杨世梅,严宗山,张自强. 大麦农艺性状和子粒支链淀粉的多元分析与评价[J]. 作物杂志, 2018, (5): 71–76
[6]	郜战宁,冯辉,薛正刚,杨永乾,王树杰,潘正茂. 28个大麦品种（系）主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2018, (1): 77–82
[7]	王树杰,冯辉,郜战宁,薛正刚,杨永乾,潘正茂,张春生. 氮肥水平对不同棱型大麦品种子粒灌浆及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (4): 129–133
[8]	陈晓东,赵斌,季昌好,朱斌,王瑞. 大麦、小麦饲草产量与品质差异及适宜刈割次数研究[J]. 作物杂志, 2017, (3): 81–84
[9]	徐锡明,张欣,施利利,崔晶,丁得亮,曲红岩,谷守贤,李永杰. 直链淀粉含量偏低型杂交粳稻组合的稻米品质评价[J]. 作物杂志, 2016, (6): 44–48
[10]	王凤,齐军仓,林立昊,郑许光,郭亚南,龚磊,王少玉,陈阿龙,李忠豪,宋瑞娇. 人工老化处理对大麦种子萌发早期胚乳内源激素的影响[J]. 作物杂志, 2016, (6): 160–167
[11]	朱双艳, 齐军仓, 廖乐, 等. 水分胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质沉积的影响[J]. 作物杂志, 2014, (5): 64–67
[12]	张良, 赵雪君, 石瑛. 马铃薯直链淀粉含量近红外模型的建立[J]. 作物杂志, 2014, (2): 73–76
[13]	刘宝祥, 朴永哲, 苏政波, 等. 不同国产酿造大麦蛋白质双向电泳差异性分析[J]. 作物杂志, 2013, (6): 23–26
[14]	柳小宁, 包奇军, 张华瑜, 等. 三种基因型啤酒大麦种予萌发期耐盐性的研究[J]. 作物杂志, 2013, (6): 137–140
[15]	覃鹏, 孔治有, 赵旭, 杨燕飞, 刘芯, 翟旭明. 低温和扑草净处理对大麦生理生化特性的影响[J]. 作物杂志, 2012, (6): 101–104

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

参数 Characteristic	直链淀粉含量 Amylose content	支链淀粉含量 Amylopectin content	直链淀粉积累量 Amylose accumulation	支链淀粉积累量 Amylopectin accumulation	直链淀粉/支链淀粉 Amylose/amylopectin ratio
β-葡聚糖含量 Beta-glucan content	-0.99^**	0.94	-0.99^*	0.28	-0.99^**
β-葡聚糖积累量 Beta-glucan accumulation	-0.71	0.79	-0.54	0.86	\

指标Index	品种(系) Cultivar (Line)	R²	C₀ (mg)	T₉₉	R (mg/d)	T_max (d)	R_max (mg/d)	T₁ (d)	T₂ (d)	T₃ (d)	R₁ (mg/d)	R₂ (mg/d)	R₃ (mg/d)
直链淀粉	GP 6	0.990	0.16	30.00	0.28	13.91	0.62	9.29	9.24	11.50	0.19	0.54	0.15
Amylose	GKP 7	0.990	0.01	23.80	0.33	14.16	0.97	11.4	5.51	6.86	0.15	0.85	0.24
	GK 6	0.980	0.03	20.30	0.29	10.92	0.74	8.22	5.39	6.70	0.15	0.64	0.18
支链淀粉	GP 6	0.990	0.04	22.80	0.84	13.09	2.29	10.33	4.87	6.90	0.25	2.28	0.56
Amylopectin	GKP 7	0.999	0.02	23.10	0.78	13.90	2.26	11.26	3.12	6.58	0.23	3.37	0.56
	GK 6	0.984	0.08	22.70	0.68	12.10	1.68	9.05	3.21	7.59	0.22	2.79	0.41
	C 2-1	1.000	0.06	21.70	0.92	12.04	2.38	9.27	6.57	6.90	0.28	1.76	0.59
β-葡聚糖	GP 6	0.990	0.01	27.20	0.09	14.91	0.76	11.40	7.02	8.74	0.05	0.19	0.06
Beta-glucan	GKP 7	0.990	0.02	32.60	0.07	16.77	0.73	12.25	9.05	11.27	0.04	0.16	0.05
	GK 6	0.990	0.01	26.20	0.06	14.72	0.74	10.87	7.70	9.58	0.04	0.16	0.04
	C 2-1	0.970	0.06	35.90	0.08	16.52	0.66	10.96	11.11	13.83	0.06	0.15	0.04