作物杂志, 2019, 35(6): 134-139 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.06.021

生理生化·植物营养·栽培耕作

潮盐土条件下不同小麦品种(系)子粒品质差异分析

郭明明1, 樊继伟1, 王康君1, 孙中伟1, 张广旭1, 陈凤1, 李强1, 李筠2, 章跃树2, 赵广才3

1连云港市农业科学院,222000,江苏连云港

2连云港市农业农村局,222000,江苏连云港

3中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室,100081,北京

Difference of Grain Quality of Three Wheat Varieties (Lines) in Tidal Saline Soil

Guo Mingming1, Fan Jiwei1, Wang Kangjun1, Sun Zhongwei1, Zhang Guangxu1, Chen Feng1, Li Qiang1, Li Jun2, Zhang Yueshu2, Zhao Guangcai3

1Lianyungang Academy of Agricultural Sciences, Lianyungang 222000, Jiangsu, China

2Lianyungang Agricultural and Rural Bureau, Lianyungang 222000, Jiangsu, China

3Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Physiological and Ecology of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081, China

通讯作者: 赵广才,研究员,研究方向小麦优质高产栽培

收稿日期: 2019-07-18   修回日期: 2019-09-25   网络出版日期: 2019-12-15

基金资助: 江苏省农业科技自主创新资金(CX(18)3010)
江苏省现代农业(小麦)产业技术体系(JATS(2018)089)
连云港市财政局专项资金项目-连云港市农业科学院青年科研基金(QNJJ1805)

Received: 2019-07-18   Revised: 2019-09-25   Online: 2019-12-15

作者简介 About authors

郭明明,助理研究员,研究方向为小麦育种及高产优质栽培; 。

樊继伟为共同第一作者,副研究员,研究方向为小麦高产优质抗病育种 。

摘要

为探明潮盐土条件下不同小麦品种(系)间的子粒营养物质含量及其积累过程,以小麦品种连麦7号、淮麦33和小麦品系连麦抗1为材料,研究了潮盐土条件下小麦子粒蛋白质及其组分含量、氨基酸积累量、淀粉含量及灌浆期间的动态变化。结果表明,连麦7号蛋白质总量及各组分含量均显著高于其他2个品种(系),醇溶蛋白和谷蛋白含量在3个品种(系)间均存在显著差异。不同小麦品种(系)各氨基酸积累量,以谷氨酸积累量最高。连麦7号18种氨基酸积累量均高于淮麦33和连麦抗1,以脯氨酸差异最大。连麦抗1谷氨酸和苏氨酸积累量高于淮麦33。子粒灌浆期间淀粉含量表现为连麦抗1>淮麦33>连麦7号,其中总淀粉和支链淀粉含量随子粒发育先升高后降低,而直链淀粉含量不断增加。综合以上结果,在潮盐土条件下,连麦7号的子粒品质优于淮麦33和连麦抗1。

关键词: 小麦 ; 潮盐土 ; 蛋白质 ; 氨基酸 ; 淀粉

Abstract

In order to explore the grain nutrient content and accumulation process of different wheat varieties (lines) in tidal saline soil condition, the main objective was to study the contents of grain protein and its components, amino acid accumulation, starch content and dynamic accumulation during grain filling in tidal saline soil using Lianmai 7, Huaimai 33 and Lianmaikang 1. The results showed that the content of protein and its components of Lianmai 7 were significantly higher than the other two varieties during the period of grain filling. There were significant difference in content of prolamin and gluten among three varieties (lines). Glutenin accumulation was the highest in all amino acids accumulation of three wheat varieties (lines) during maturity. The accumulation of 18 amino acids of Lianmai 7 was higher than those of Huaimai 33 and Lianmaikang 1, which proline was the most different. The accumulation of glutamate and threonine were expressed as Lianmaikang 1 > Huaimai 33. The starch content of grain showed Lianmaikang 1 >Huaimai 33 >Lianmai 7 during grain filling period. The content of total starch and amylopectin increased first and then decreased with the development of grain, while the content of amylose increased continuously. In conclusion, the grain quality of Lianmai 7 was significantly better than those of Huaimai 33 and Lianmaikang 1 in tidal saline soil.

Keywords: Wheat ; Tidal saline soil ; Protein ; Amino acid ; Starch

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本文引用格式

郭明明, 樊继伟, 王康君, 孙中伟, 张广旭, 陈凤, 李强, 李筠, 章跃树, 赵广才. 潮盐土条件下不同小麦品种(系)子粒品质差异分析[J]. 作物杂志, 2019, 35(6): 134-139 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.06.021

Guo Mingming, Fan Jiwei, Wang Kangjun, Sun Zhongwei, Zhang Guangxu, Chen Feng, Li Qiang, Li Jun, Zhang Yueshu, Zhao Guangcai. Difference of Grain Quality of Three Wheat Varieties (Lines) in Tidal Saline Soil[J]. Crops, 2019, 35(6): 134-139 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.06.021

小麦是我国重要的粮食作物之一,其产量和品质不仅影响人们的生活水平,同时关系着我国粮食安全[1]。随着人们生活水平的提高,对食物的需求发生了一定转变,由从最初的如何能吃饱的问题逐渐向如何吃好转变[2]。小麦营养品质主要包括蛋白质、氨基酸和淀粉等。蛋白质是影响小麦营养品质的关键指标之一,主要有清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白。其中清蛋白和球蛋白主要存在于胚和糊粉层中,氨基酸含量较高。醇溶蛋白和麦谷蛋白作为贮藏型蛋白质,是小麦面筋的主要成分[3,4]。小麦子粒中氨基酸组成直接影响蛋白质及其组分的含量和比例[5]。淀粉是小麦子粒中含量最高的营养成分,其含量的高低不仅影响小麦产量,同时对子粒品质也有一定的影响[6]。其中直链淀粉约占淀粉总量的30%,而支链淀粉约占70%,二者共同影响着淀粉的结构[7,8]。目前,国内外学者对小麦蛋白质、氨基酸和淀粉等营养品质进行了大量研究,多集中于黑土、沙壤土、轻壤土、壤质潮土和褐土等土壤类型方面[9,10,11,12],针对潮盐土条件下不同小麦品种(系)子粒蛋白质、氨基酸及淀粉等营养成分方面的研究报道较少。本研究在潮盐土条件下开展小麦品质特性的相关研究,分析不同品种(系)间的差异,为改善潮盐土环境下小麦子粒品质提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2017年在连云港市农业科学院东辛农场试验基地进行,试验田前茬为水稻,土壤类型为潮盐土。0~20cm土层有机质15.0g/kg,全氮1.1g/kg,碱解氮64.28mg/kg,速效磷54.2mg/kg,速效钾314.0mg/kg,pH 7.54。

试验采用完全随机设计,供试材料为连麦7号、淮麦33和连麦抗1。施氮量为270kg/hm2,氮肥基追比为5:5,追肥在拔节期施用。肥料种类为尿素(N,46%)。小区面积为8.8m2(4m×2.2m),10行区,3次重复。其余管理措施同高产田。

1.2 测定项目与方法

选择同一天开花、大小均匀一致的主茎穗挂牌,标明开花日期,于花后7d开始取样,每隔7d取一次样,各处理每次取30穗,将穗置于105℃烘箱杀青30min后于80℃下烘至恒重,留存待测。采用半微量凯氏定氮法[13]测定蛋白质含量,蛋白质组分提取顺序为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白。清蛋白:称取小麦全粉1g,溶剂为10mL蒸馏水,在振荡器上振荡提取30min,然后将离心管在4 000r/min离心5min,将上清液转入试管中,再向离心管中加入10mL蒸馏水,用玻璃棒搅碎残渣,在振荡器上振荡提取20min,后离心5min,将离心后的上清液与第1次的合并,如此重复2次。球蛋白与谷蛋白的提取操作同清蛋白,球蛋白所用溶剂为2% NaCl溶液、谷蛋白所用溶剂为0.5% NaOH溶液。醇溶蛋白所用溶剂为70%乙醇,提取操作同清蛋白,振荡30min后,重复提取2次即可。参照张战凤等[14]的方法测定氨基酸含量;采用酸水解-DNS法[15]测定淀粉含量,采用双波长法[16]测定直链淀粉和支链淀粉含量。

1.3 数据处理

采用Excel 2003、SPSS 18.0、DPS 6.55等软件进行数据分析、绘图及统计分析。

2 结果与分析

2.1 子粒蛋白质及其组分含量变化

图1可以看出,在子粒发育过程中,不同小麦品种(系)的蛋白质含量均呈“高-低-高”的变化趋势,在花后7d子粒蛋白质含量较高,随着灌浆进程的推进,蛋白质含量均逐渐降低,在花后21d降至最低,而后又逐渐上升。花后不同时期3个品种(系)的子粒蛋白质含量有所差异,表现为连麦7号>淮麦33>连麦抗1,说明在子粒发育初期,连麦7号子粒中氮的积累较快,在灌浆后期,连麦7号植株转移到子粒中的氮素量较多,淮麦33次之,连麦抗1最低。在花后7、21、28和35d连麦7号的蛋白质含量明显高于其他2个品种(系),在花后14d以后,随着子粒发育,淮麦33和连麦抗1 2个品种(系)的蛋白质含量差异逐渐减小,说明在灌浆中后期,连麦抗1植株体内的氮素向子粒中转移速率高于淮麦33。

图1

图1   不同小麦品种(系)子粒蛋白质含量动态变化

Fig.1   Dynamic changes of grain protein content of different wheat varieties (lines)


不同小麦品种(系)成熟期子粒蛋白质及其组分含量有所差异(表1),均表现为连麦7号最高。其中连麦7号蛋白质、清蛋白、谷蛋白含量均显著高于其他2个品种(系)。而淮麦33和连麦抗1除醇溶蛋白和谷蛋白含量差异显著外,蛋白质含量及其他组分含量均无显著差异,3个小麦品种(系)间醇溶蛋白和谷蛋白含量差异均显著。3个小麦品种(系)中4种蛋白组分均以谷蛋白含量最高,含量表现为谷蛋白>醇溶蛋白>清蛋白>球蛋白。表明,连麦7号在潮盐土环境下具有较高的合成和积累蛋白质的能力,而淮麦33和连麦抗1蛋白质合成与积累能力基本一致。

表1   不同小麦品种(系)子粒蛋白质及其组分含量

Table 1  The contents of grains protein and its components of different wheat varieties (lines) mg/g

品种(系)Variety (Line)蛋白质Protein清蛋白Albumin球蛋白Globulin醇溶蛋白Prolamin谷蛋白Glutenin
连麦7号Lianmai 7133.8±0.3a16.4±0.2a12.9±0.4a39.4±0.2a45.1±0.6a
淮麦33 Huaimai 33122.3±0.5b14.4±0.2b11.1±0.1b36.3±0.1c40.5±0.3b
连麦抗1 Lianmaikang 1121.0±0.2b14.8±0.1b10.8±0.3b34.2±0.2b38.2±0.5c

Note: The different letters in the same column are significant difference at 0. 05 probability level

注:同一列数字后的不同字母表示差异显著性达0.05水平

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2.2 子粒氨基酸积累量变化

3个小麦品种(系)成熟期氨基酸积累量均以谷氨酸最高,脯氨酸和亮氨酸次之,天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和精氨酸居中,胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、组氨酸和色氨酸最低(图2)。连麦7号各氨基酸积累量均高于淮麦33和连麦抗1,其中连麦7号的苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、亮氨酸和脯氨酸含量均明显高于其他2个小麦品种(系)。淮麦33和连麦抗1,除谷氨酸和苏氨酸表现为连麦抗1高于淮麦33外,其余氨基酸均表现为淮麦33高于连麦抗1,且在丝氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和脯氨酸中存在较大差异。

图2

图2   不同小麦品种(系)成熟期子粒氨基酸积累量

Asp:天门冬氨酸、Thr:苏氨酸、Ser:丝氨酸、Glu:谷氨酸、Gly:甘氨酸、Ala:丙氨酸、Cys:胱氨酸、Val:缬氨酸、Met:蛋氨酸、Iso:异亮氨酸、Leu:亮氨酸、Tyr:酪氨酸、Phe:苯丙氨酸、Lys:赖氨酸、His:组氨酸、Arg:精氨酸、Pro:脯氨酸、Try:色氨酸

Fig.2   Amino acid accumulation during maturity of different wheat varieties (lines)

Asp: Aspartic acid, Thr: Threonine, Ser: Serine, Glu: Glutamic acid, Gly: Glycine, Ala: Alanine, Cys: Cystine, Val: Valine, Met: Methionine, Iso: Isoleucine, Leu: Leucine, Tyr: Tyrosine, Phe: Phenylalanine, Lys: Lysine, His: Histidine, Arg: Arginine, Pro: Proline, Try: Tryptophan


图3为3个小麦品种(系)花后子粒必需氨基酸的积累进程。随着生育进程的推进,8种必需氨基酸(除蛋氨酸)积累量均不断升高,连麦7号最高,淮麦33次之,连麦抗1最低。苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和色氨酸均在花后14d至花后21d积累速率快。

图3

图3   不同小麦品种(系)子粒必需氨基酸积累量动态变化

Fig.3   Dynamic changes of essential amino acids accumulation of different wheat varieties (lines)


3个小麦品种(系)花后非必需氨基酸积累量随着生育进程的推进均不断增加(图4),其中在花后14至21d的积累速率最大。结合图3图4,花后各时期,非必需氨基酸的积累速率均高于必需氨基酸,其中连麦7号、淮麦33和连麦抗1在花后各时期非必需氨基酸的积累速率分别是必需氨基酸的1.70~2.92倍、1.91~3.14倍、2.06~2.99倍。花后28d后,连麦7号非必需氨基酸的积累量明显高于淮麦33和连麦抗1。

图4

图4   不同小麦品种(系)子粒非必需氨基酸积累量的动态变化

Fig.4   Dynamic changes of non-essential amino acids accumulation of different wheat varieties (lines)


2.3 子粒淀粉含量动态变化

图5可知,随着灌浆进程的推进,3个小麦品种(系)子粒总淀粉含量均呈先升高后缓慢降低的趋势,灌浆初期,子粒总淀粉含量迅速上升,于花后14d后开始缓慢上升,并在花后28d达到最高值。各时期子粒总淀粉含量表现为连麦抗1最高,淮麦33次之,连麦7号最低。灌浆初期,连麦抗1和淮麦33子粒总淀粉含量差异较小,花后14d后,3个小麦品种(系)总淀粉含量差异逐渐增大,说明,灌浆中后期连麦抗1子粒淀粉形成的速率较淮麦33和连麦7号高。

图5

图5   不同小麦品种(系)子粒总淀粉含量动态变化

Fig.5   Dynamic changes of total starch content of different wheat varieties (lines)


在子粒灌浆期间,连麦7号、淮麦33和连麦抗1直链淀粉含量的变化趋势基本一致,呈“S”型曲线变化(图6)。其中在花后14d至花后21d,小麦直链淀粉含量增加速率最大,花后21d后增加速率缓慢。花后7d至花后21d,3个小麦品种(系)的直链淀粉含量差异较小,花后21d后,连麦7号直链淀粉含量低于淮麦33和连麦抗1,而淮麦33和连麦抗1直链淀粉含量差异较小。3个小麦品种(系)支链淀粉含量的变化趋势与总淀粉含量基本一致,总体上呈先升高后缓慢降低的趋势。其中在花后14d之前,支链淀粉含量增长速率较快,花后14d后缓慢降低。连麦7号各时期支链淀粉含量相对较低,淮麦33和连麦抗1支链淀粉含量在花后14d之前差异不明显,而在花后14d之后,随子粒的发育,2个品种差异逐渐增大。淮麦33和连麦抗1直链淀粉和支链淀粉含量均高于连麦7号。

图6

图6   不同小麦品种(系)子粒直链淀粉和支链淀粉含量动态变化

Fig.6   Dynamic changes of contents of amylose and amylopectin of different wheat varieties (lines)


3 讨论

3.1 小麦子粒发育过程中品质性状变化特征

小麦子粒营养品质包括营养成分的含量及各营养成分间的比例,营养成分主要包括蛋白质、氨基酸和淀粉,其中氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸,淀粉分为直链淀粉和支链淀粉。赵广才[17]研究认为,随着子粒的发育,普通小麦的冬、春性品种蛋白质含量均呈“高-低-高”的变化趋势,并且这种变化趋势具有一定的普遍性。本试验中,灌浆后期,连麦7号子粒蛋白质含量较高,说明植株体内转移到子粒中的氮素量较淮麦33和连麦抗1高。多数研究表明,成熟期蛋白质含量高的品种,醇溶蛋白和谷蛋白2种组分含量也有较高水平积累[18,19]。本试验中,连麦7号蛋白质及其组分含量均显著高于其他2个品种(系),表明中强筋小麦连麦7号在灌浆期具有较高的合成和积累蛋白质的能力,而中筋小麦淮麦33和连麦抗1蛋白质合成与积累能力一般。花后28d以后,连麦7号必需氨基酸的积累速率明显高于淮麦33和连麦抗1,这与刘莹等[20]研究的在黑土条件下强筋小麦品种的平均氨基酸总产量、必需氨基酸产量及非必需氨基酸产量要显著高于中筋小麦的结论相似。同时,赵广才[21]研究表明,在子粒发育过程中,氨基酸总含量和非必需氨基酸含量的变化与蛋白质含量的变化趋势一致,而必需氨基酸含量随子粒发育呈逐渐下降的趋势。本试验中,3个小麦品种(系)成熟期氨基酸积累量均以谷氨酸最高,脯氨酸次之。3个小麦品种(系)氨基酸(除蛋氨酸)的积累量均随着生育进程的推进不断增加,其中,在花后14d至21d必需氨基酸和非必需氨基酸的积累速率最大。王自布等[22]研究认为,不同小麦品种直链淀粉含量随子粒的发育均不断升高,但是直链淀粉积累速率的变化曲线不尽相同,而总淀粉含量和支链淀粉含量均大致呈“S”型曲线变化。本试验中,随着灌浆进程的不断推进,小麦子粒总淀粉含量均呈现先升高后缓慢降低的趋势,3个小麦品种(系)支链淀粉含量的变化趋势与总淀粉含量基本一致。而直链淀粉含量呈“S”型曲线变化,与前人研究结果不一致,分析原因,可能是由于潮盐土环境条件产生的影响。

3.2 土壤条件对小麦子粒品质形成的影响

土壤条件作为重要的农业生态环境因素之一,其土壤类型、质地、营养元素以及盐分含量、pH对小麦产量和品质均有一定影响[23]。秦武发等[24]认为,不同土壤类型条件下,砂粒与粉粒等颗粒的含量表现不同,对土壤和作物之间的水分、营养、气体交换等也有不同程度的影响,进而影响小麦植株氮素的吸收和转运,最终导致小麦品质发生变化。也有研究[25]表明,小麦子粒品质与土壤本身的类型关系不大,而与土壤基础肥力有较大的相关性。李树华等[26]研究认为,多数土壤盐离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-等)含量与小麦子粒蛋白质含量间存在着正相关关系。本试验中,在同一潮盐土环境条件下,3个小麦品种(系)子粒蛋白质、淀粉含量和氨基酸积累量等品质指标间存在一定差异,说明不同小麦品种(系)在幼苗生长、植株发育及子粒灌浆过程中对土壤盐分的吸收、转化能力不同。下一步将进行不同小麦品种(系)对土壤盐分调控的生理机制和分子机理研究,以探明潮盐土条件下促进小麦产量提高和品质改善的机制。同时,后期将设置更多土壤类型和土壤肥力水平,了解不同土壤环境对小麦品质的影响,充分发挥小麦品种(系)的品质优势,从而探明小麦品质与土壤质地及土壤肥力等的相关性,对提高本地区小麦营养品质和加工品质具有一定的指导意义。

4 结论

在潮盐土土质条件下,不同小麦品种(系)在子粒品质方面存在一定的差异,其中连麦7号的蛋白质含量、氨基酸积累量均高于淮麦33和连麦抗1,而连麦抗1具有较高的淀粉含量。

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Thioredoxin (Trx) f and NADPH-dependent Trx reductase C (NTRC) have both been proposed as major redox regulators of starch metabolism in chloroplasts. However, little is known regarding the specific role of each protein in this complex mechanism. To shed light on this point, tobacco plants that were genetically engineered to overexpress the NTRC protein from the chloroplast genome were obtained and compared to previously generated Trx f-overexpressing transplastomic plants. Likewise, we investigated the impact of NTRC and Trx f deficiency on starch metabolism by generating Nicotiana benthamiana plants that were silenced for each gene. Our results demonstrated that NTRC overexpression induced enhanced starch accumulation in tobacco leaves, as occurred with Trx f. However, only Trx f silencing leads to a significant decrease in the leaf starch content. Quantitative analysis of enzyme activities related to starch synthesis and degradation were determined in all of the genotypes. Zymographic analyses were additionally performed to compare the amylolytic enzyme profiles of both transplastomic tobacco plants. Our findings indicated that NTRC overexpression promotes the accumulation of transitory leaf starch as a consequence of a diminished starch turnover during the dark period, which seems to be related to a significant reductive activation of ADP-glucose pyrophosphorylase and/or a deactivation of a putative debranching enzyme. On the other hand, increased starch content in Trx f-overexpressing plants was connected to an increase in the capacity of soluble starch synthases during the light period. Taken together, these results suggest that NTRC and the ferredoxin/Trx system play distinct roles in starch turnover.

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小麦淀粉品质对白盐面条的质量(尤其是煮后的感官特性)有重要影响。直链与支链淀粉的含量及比例是影响面条质量的重要因素,是造成不同小麦品种淀粉糊化和膨胀特性及面条质量差异的物质基础。较低直链淀粉含量的小麦粉具有较好的糊化和膨胀特性,制作的面条煮制时吸水率高,烹调损失低,具有较高的感官评分。优质白盐面条的直链淀粉含量应在22%左右。峰值黏度、稀懈值、峰值时间是影响面条质量的重要糊化参数,这3项参数高的小麦粉适合制作优质面条。高膨胀势或膨胀体积的小麦粉制作的面条中等偏软,光滑且富有弹性,可以作为面条用小麦的重要选择标准。一般认为,直链淀粉含量较低、峰值黏度和稀懈值高、峰值时间长、膨胀势或膨胀体积高的小麦粉适合制作优质白盐面条。其中,直链淀粉含量、峰值黏度和膨胀势是优质面条小麦评价的关键品质性状。

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ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase), the key enzyme in plant starch biosynthesis, is a heterotetramer composed of two identical large subunits and two identical small subunits. AGPase has plastidial and cytosolic isoforms in higher plants, whereas it is mainly detected in the cytosol of grain endosperms in cereal crops. Our previous results have shown that the expression of the TaAGPL1 gene, encoding the cytosolic large subunit of wheat AGPase, temporally coincides with the rate of starch accumulation and that its overexpression dramatically increases wheat AGPase activity and the rate of starch accumulation, suggesting an important role.

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【目的】在池栽条件下,研究灰潮土、水稻土、砂姜黑土对强筋小麦郑麦9023籽粒灌浆过程中淀粉及其组分积累动态和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉粒结合淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)5个与淀粉合成有关的酶活性变化的影响。【方法】试验采用双波长法测定了籽粒中淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglus等的方法测定AGPP、UGPP酶活性,以及SSS、GBSS、SBE酶活性。【结果】不同类型土壤上籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成是与直链淀粉的合成同时进行的,而且灌浆中后期支链淀粉的合成要比直链淀粉的合成快。灰潮土上籽粒中支链淀粉和总淀粉积累速率均显著高于其它两种类型土壤。籽粒中AGPP、UGPP、SSS、GBSS、SBE活性均呈单峰曲线变化,AGPP、UGPP、SSS、SBE花后18 d达到峰值,而GBSS则在花后24 d达到峰值。AGPP、SSS、SBE峰值表现为灰潮土>水稻土>砂姜黑土,UGPP峰值表现为灰潮土>砂姜黑土>水稻土,GBSS峰值则表现为水稻土>灰潮土>砂姜黑土。【结论】灰潮土和水稻土有利于强筋小麦籽粒中淀粉的积累。灰潮土、水稻土和砂姜黑土上强筋小麦籽粒中AGPP、UGPP、SSS、SBE活性与籽粒支链淀粉的合成密切相关。

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中国农业科学, 2016,49(22):4284-4298.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.22.003      URL     [本文引用: 1]

作物营养和健康品质改良正在成为世界主要作物的重要研究方向和育种目标。文中围绕铁和锌、抗性淀粉和阿拉伯木聚糖、酚酸和植物固醇,从微量营养元素、功能性膳食纤维、膳食纤维、植物生物活性物质4个方面对小麦籽粒的营养品质研究进行评述,兼顾面筋过敏和赤霉菌毒素对人体健康的影响,概括与育种工作密切相关的分析测定方法、种质资源筛选、基因定位与育种研究进展。提出国内营养和健康品质研究的重点领域,建议加强四方面的工作,(1)优先进行与人体健康密切相关的铁、锌及其生物有效性影响因子植酸含量和植酸酶活性等微量营养元素、阿拉伯木聚糖和抗性淀粉等膳食纤维、酚酸和植物固醇等植物生物活性物质含量的分析,开展大规模营养元素普查工作,筛选营养价值高的育种亲本和材料;(2)加强抗赤霉病相关研究,并将其结果尽快用于育种;(3)通过关联和连锁分析开展基因定位和克隆,发掘基因功能标记或紧密连锁的分子标记,通过与常规育种紧密结合,推动生物技术育种实用化,加快品种选育进程,提高品质育种效率;(4)通过加强国际合作与国内协作,建立小麦品质研究协作网,推广普及现有实用技术并研究新型营养品质快速检测技术。

张战凤, 李红霞, 樊永亮 , .

离子阱液质联用仪应用于植物叶片游离氨基酸快速分析方法的建立

西北农业学报, 2016,25(8):1229-1236.

[本文引用: 1]

代立刚, 何煜, 王浩 , .

谷物中总淀粉含量的测定方法

中国食品与营养, 2013,19(6):38-42.

[本文引用: 1]

黄东印, 林作楫 .

冬小麦品质性状与面条品质性状关系的初步研究

华北农学报, 1990,5(1):40-50.

DOI:10.3321/j.issn:1000-7091.1990.01.008      URL     [本文引用: 1]

测定了冬小麦28个品种(系)(31个样品)的面粉品质特性,并在实验室条件下,对不同品种的面条加工品质进行了仪器和官能两种方法评价,对小麦品质与面条品质的关系进行了初步探讨.干面条断裂强度与面粉蛋白质含量呈极显著正相关,同时受面筋强度的强烈影响.煮面韧性与面团强度呈极显著正相关,且受蛋白质含量的影响.而煮面的外观评价与面团强度呈显著的负相关.面团软化度是煮面品质优劣的较好指标.改良小麦品种面条加工品质的关键是提高蛋白质和面筋的质量.

赵广才 .

不同种及类型小麦籽粒蛋白质含量动态变化的研究

作物学报, 1992,18(3):205-211.

URL     [本文引用: 1]

对普通小麦(Triticum aestivum L.)和硬粒小麦(Triticum durum Desf.)的冬、春性类型共16个品种的籽粒蛋白质含量变化进行研究分析。结果表明,小麦不同种及不同类型,其籽粒发育中蛋白质含量的变化趋势基本一致。即籽粒蛋白质含量、千粒蛋白质日增量与籽粒发育期的关系均可用二次抛物线方程 Y=ax~2+bx+C 来描述,千粒蛋白质积累

田纪春, 张忠义, 梁作勤 .

高蛋白和低蛋白小麦品种的氮素吸收和运转分配差异的研究

作物学报, 1994,20(1):76-83.

URL     [本文引用: 1]

本研究用4个籽粒产量相近而蛋白质含量差别较大的小麦品种进行试验,发现小麦一生吸收的氮素总量,高蛋白品种多于低蛋白品种,其中开花前的吸氮量差异不显著,而开花后的吸氮量高蛋白品种显著高于低蛋白品种。籽粒形成期间,高蛋白品种各营养器官中的氮素输出多于低蛋白品种,输出量与输出率与籽粒蛋白含量呈正相关。

池忠志, 赵广才, 郑家国 , .

施氮量对不同品种小麦籽粒蛋白组分和加工品质的影响

西南农业学报, 2010,23(2):427-431.

[本文引用: 1]

刘莹, 王德梅, 常旭虹 , .

施氮量对黑土条件下春小麦品质的影响

中国农学通报, 2018,34(23):19-25.

[本文引用: 1]

赵广才 . 小麦优质高产栽培理论与技术. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2018.

[本文引用: 1]

王自布, 银永安, 曹连莆 , .

淀粉含量不同的两类小麦品种籽粒淀粉积累及关键酶活性的变化

麦类作物学报, 2010,30(2):259-265.

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2010.02.014      URL     [本文引用: 1]

为给新疆小麦品质育种提供理论依据,在新疆灌溉农业条件下,选用淀粉含量差异较大的普通小麦品种新春24、E28(高淀粉含量组)和宁春16、安农9912(低淀粉含量组)为材料,测定了籽粒灌浆过程中总淀粉及淀粉组分的含量,同时测定了籽粒束缚态淀粉合成酶(granule bound starch synthase,GBSS)、可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase,SSS)、淀粉分支酶(starch branching enzyme,SBE)和淀粉去分支酶(starch debranching enzyme,DBE)等相关酶的活性,并对其在籽粒灌浆过程中的变化及淀粉积累特征进行了相关分析。结果表明,高淀粉含量和低淀粉含量的小麦品种在籽粒淀粉积累量和积累速率上均存在明显的基因型差异。Logistic 方程拟合淀粉积累过程发现,支、直链淀粉最终积累量取决于积累启动时间的早晚和积累速率的大小,而最大积累速率出现时间的早晚对其调节作用较小。不同类型籽粒中的GBSS、SSS、SBE和DBE酶活性变化均呈现单峰曲线,峰值出现在花后12~24 d不等。4个品种的GBSS酶活性均与直链淀粉的积累速率呈极显著正相关,与总淀粉的积累速率达到显著或极显著正相关,但与支链淀粉积累速率的相关不显著。SBE和SSS酶活性与总淀粉的积累速率和支链淀粉的积累速率呈显著或极显著正相关,而与直链淀粉积累速率的相关不显著。DBE活性与淀粉积累速率的相关性不显著。淀粉合成关键酶活性间的相关性分析表明,高淀粉含量的品种DBE活性与SSS、GBSS和SBE相关达到显著或极显著水平,它们之间可能存在着协同作用。

马政华, 刘芳, 介晓磊 , .

不同土壤类型对不同筋力型小麦产量和品质的影响

土壤通报,2010(4):898-903.

[本文引用: 1]

秦武发, 李宗智 .

生态因素对小麦品质的影响

北京农业科学,1989(4):21-25.

[本文引用: 1]

赵淑章, 季书勤, 王绍中 , .

不同类型土壤与强筋小麦品质和产量的关系

河南农业科学,2004(7):52-53.

DOI:10.3969/j.issn.1004-3268.2004.07.017      URL     [本文引用: 1]

对河南省8种不同类型土壤与强筋小麦品质和产量的关系进行了研究,结果表明:在同一自然气候条件下,小麦籽粒产量和品质与土壤类型本身属性关系不大,土壤基础肥力和全氮含量对小麦籽粒产量影响较大,速效氮和全氮含量与小麦品质呈显著的正相关.

李树华, 许兴, 李红霞 , .

土壤盐分对小麦籽粒蛋白质含量及产量性状的影响

干旱地区农业研究, 2002,20(4):38-41.

[本文引用: 1]

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