发育中玉米籽粒构成蛋白质的色氨酸积累

利用测色氨酸的凝胶过滤色层法对籽粒进行碱水解分析,测定正常玉米(+)和奥帕克2号玉米(02)正在发育籽粒中蛋白质色氨酸的积累作用。由一线性关系式表示籽粒中结合入蛋白质的色氨酸变化同蛋白质总量变化之间的关系。虽然单粒色氨酸含量随籽粒的发育而增加,但它在两种玉米籽粒蛋白质总量中的比例均有所下降,从最初的1.3％分别降到极限值0.55％(+)和0.93％(02)。当籽粒蛋白质含量从正常玉米提高至奥帕克2号的水平时,含色氨酸的蛋白质含量也随之增加。但是,在含色氨酸不多的玉米中,由于蛋白质增加的幅度更大,导致整个籽粒蛋白质中色氨酸的稀释,从而降低了其营养品质。     

大豆嫁接当代籽粒蛋白质含量变化的初步分析

利用蛋白质含量不同的大豆基因型以同源(相同基因型)和异源(不同基因型)相互嫁接的方式研究了嫁接当代接穗(Scion)和砧木(Stock)籽粒蛋白质含量的变化。接穗和砧木的籽粒蛋白质含量不完全由接穗和砧木自身基因型控制,而是受着两者的共同作用。接穗籽粒蛋白质含量随砧木基因型蛋白质含量高或低而提高或下降,反过来砧木的籽粒蛋白质含量又受接穗的影响下降或提高。     

灌水及施氮对高产区小麦产量及品质性状的影响

为给高产小麦的优质高效栽培提供理论依据,以中筋小麦品种平安8号为材料,研究了大田条件下灌水和施氮对小麦籽粒产量、籽粒品质及面粉品质性状的调控效应。结果表明,水氮对小麦产量和品质性状的影响表现为施氮灌水施氮×灌水。施氮对大多数品质性状(醇溶蛋白含量除外)的影响达显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平;小麦籽粒产量、蛋白质产量、蛋白质组分含量及多数面团流变学特性指标随着施氮量的增加而提高,而籽粒硬度和容重则呈下降趋势,其中不施氮处理与施氮处理间差异显著,施氮处理间差异不显著(P0.05)。在施氮处理中以施氮180kg·hm-2时氮肥偏生产力最高。灌水对籽粒产量、蛋白质产量、清蛋白含量、球蛋白含量、籽粒硬度和容重的影响亦达显著或极显著水平。籽粒产量、蛋白质产量和吸水率随灌水次数(每次灌水750m3·hm-2)的增加而增加,而籽粒蛋白质含量、硬度、容重及面团形成时间、稳定时间、拉伸阻力和比例均随之降低。施氮与灌水互作显著影响籽粒产量、蛋白质产量和蛋白质含量、籽粒硬度、容重,对其他性状无显著影响。     

对蛋白质含量和蛋白质产量选择后春小麦品系的农艺和品质性状

关于保持和提高籽粒蛋白质百分率问题,Johnson等(1963)和Middleton等(1954)已观察到兼有高籽粒蛋白质百分率和高籽粒产量的冬小麦后代,但在近年育成的高产春小麦品种中,发现这种结合是不容易的.本文报导了经二个轮回互交和测验后的高蛋白质选系的农艺品质的资料.     

不同品质类型小麦籽粒蛋白质、淀粉积累过程的基因型差异

对 3个具有不同蛋白质含量的大面积推广小麦品种宁麦 9号 (低蛋白 )、苏麦 6号 (中蛋白 )和重庆面包麦(高蛋白 )籽粒灌浆期蛋白质、淀粉含量的动态变化进行了研究。结果表明 ,(1) 3个品种在籽粒灌浆过程中 ,粒重的增加、籽粒蛋白质、淀粉含量存在极显著的差异 ;(2 ) 3个品种在开花后 2 2 d前经历了淀粉含量的快速增加、蛋白质含量下降期 ;(3)三个品种在整个灌浆至乳熟阶段淀粉持续积累 ,至花后 37d仍有较高的积累速率 ;重庆面包麦乳熟期(开花后 32 d之后 )蛋白质积累较宁麦 9号和苏麦 6号快 ,而宁麦 9号乳熟期蛋白质积累几乎停止     

硬质红皮春小麦的籽粒和植株蛋白质的关系

尽管经常报道籽粒蛋白质百分率与籽粒产量呈负相关(Loffler等,1982; McNeal等,1972),但通过遗传改良(Davis等,1961; Stuber等,1962)和后期施用氮肥(Hucklesbly等,1971; Miezan等,1977)仍可使籽粒蛋白质百分率和籽粒产量同时增加.由于遗传改良引起的蛋白质增加可能与氮的吸收和还     

减少灌水次数对强筋小麦氮素积累转运和籽粒蛋白质含量的影响

为探究减少灌水次数对强筋小麦氮素积累、转运和籽粒蛋白质含量的影响,选用4个强筋小麦品种(津农7号、农优3号、师栾02-1和中麦998),在大田条件下设置3种灌水处理(CK:冬水+拔节水+开花水;W2:冬水+拔节水;W1:冬水),研究了减少灌水次数对强筋小麦植株各器官氮素的积累与转运、籽粒蛋白质及其组分的含量、蛋白质产量和籽粒产量的影响,并对协调强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量的适宜灌水次数进行了探讨。结果表明,减少灌水次数后,强筋小麦营养器官氮素积累量明显降低,氮素转运量增加;籽粒蛋白质含量升高;蛋白质组分的变化表现为,清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量升高,醇溶蛋白含量下降;籽粒产量显著下降,水分利用效率升高,但不同品种增幅不同。综上所述,减少灌水次数能促进强筋小麦营养器官的氮素向籽粒转运,使籽粒蛋白质含量升高,籽粒蛋白质品质得到改善。本试验条件下,W2处理(冬水+拔节水)可以有效协调强筋小麦产量和籽粒蛋白质含量的关系,同时提高水分利用效率。     

玉米高色氨酸突变体

玉米籽粒贮藏蛋白的酶溶馏分(玉米醇溶蛋白)生物学价值很低,因为其赖氨酸和色氨酸不足。例如,色氨酸含量为0.05～0.08％,而赖氨酸为0.1～0.2％,比水溶性和盐溶性蛋白质中的低95～98％。因为蛋白质含量与其玉米籽粒醇溶蛋白含量之间存在直线相关,在高蛋白玉米类型中蛋白质的生物学价值最低。尽管按籽粒干物质计算它们的赖氨酸和色氨酸含量比低蛋白质类型的略高些。在文献中有些资料认为某些禾本科作物(大麦、燕麦、黍)醇溶蛋白质含有1～2％色氨酸和2～3％的赖氨酸,可以说几乎是全价蛋白质。     

北京地区不同年代冬小麦品种籽粒微量元素含量的变化及其对水分的响应

为探讨北京地区小麦品种更替过程中籽粒微量元素含量的演变规律,选用20世纪60年代以来小麦品种更替过程中的7个主要推广品种,分别种植在春不浇水和春浇二水条件下,测定了小麦籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量以及籽粒产量.结果表明,北京地区小麦品种更替过程中,随着产量的提高,籽粒微量元素含量并没有出现明显的稀释效应,而且有些营养成分含量(如Fe、Mn)随着年代更替出现明显提高的趋势;春不浇水降低了籽粒Fe、Zn、Cu和蛋白质含量,但提高了籽粒Mn含量.相关分析表明,小麦籽粒Fe、Zn、Cu含量与蛋白质含量呈正相关,Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量与籽粒产量、穗粒数和千粒重以及年代之间也呈正相关,说明在产量改良的过程中有望同步提高籽粒微量元素和蛋白质含量.     

粳稻超亲变异系籽粒谷氨酰胺合成酶基因表达特性及序列变异分析

选用籽粒蛋白质含量有显著差异的亲本和杂种后代超亲变异系,比较分析灌浆过程中籽粒蛋白质积累特性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性变化、GS基因mRNA表达量变化和基因碱基序列。结果表明,杂交后代通过籽粒蛋白质含量的连续定向选可获得超亲变异系,籽粒蛋白质积累量与基因型紧密相关;灌浆过程中籽粒GS活性呈单峰曲线变化,籽粒蛋白质含量与籽粒GS活性密切相关,而且籽粒GS活性也能产生超亲变异;在灌浆过程中籽粒蛋白质含量不同的亲本及超亲变异系籽粒GS1.3和GS2基因的mRNA表达量变化趋势基本一致,即随灌浆进程mRNA表达量逐渐增加,到抽穗后15~20d表达量最高,随后逐渐下降,呈单峰曲线变化;GS1.3和GS2基因mRNA表达量与籽粒蛋白质含量关系密切,GS基因mRNA表达量高的基因型籽粒蛋白质含量也高,而且超亲表达;尽管不同品种GS1.3和GS2基因碱基序列保守性很高,但不同品种水稻GS1.3和GS2基因的碱基序列和蛋白质氨基酸序列并不完全一致,存在着个别碱基不同的基因多态性,品种间有性杂交后代在基因分离和稳定过程中通过碱基的替换仍然能发生碱基的随机性变化及三联体密码和氨基酸的变化。     

环境与基因型对黑麦和小麦籽粒蛋白质含量的影响

蛋白质含量同时受基因型与环境影响。本文根据在Saskatchewan几种土壤上进行的品种试验结果研究二者对小麦与黑麦籽粒蛋白质含量及蛋白质生产中的氮利用效率(NUE)的影响。在土壤有效氮低的高产条件下每公斤籽粒的蛋白质含量低达95.4g。当氮不再是籽粒产量的最大限制因子时,其值不变。此后能提高对氮的需求量的因素均可使籽粒蛋白含量-N反应曲线由迟滞期转为上升。在土壤高氮水平下,每公斤干籽粒的最大蛋白质的克数为130—231g(冬小麦)和107—177g(黑麦)。在有效氮含量低的情况下,蛋白质生产的NUE可高达80%,继续增施氮肥时则NUE值下降,在籽粒产量最高时NUE值接近零,蛋白质产量最高时NUE值等于零。在提供的土壤有效氮达到一定程度、籽粒产量接近最高时,蛋白质含量-N反应曲线的上升期结束。研究结果表明,在现行的管理体系下谷物籽粒与籽粒蛋白质生产的NUE值低。     

小麦粒重和籽粒蛋白质含量的父、母体效应

通过普通小麦及硬粒小麦栽培品种与蛋白质含量高的六倍体及四倍体育种系间的杂交,对籽粒蛋白质含量和粒重的遗传进行了研究。所有高蛋白育种系都是四倍体野生二粒小麦(Triticum turgidum var.dicoccoides)的后裔。所有杂交都是在低蛋白和高蛋白基因型间进行的,并且对所有组合都进行了正反交;有些杂交是在相同倍体水平的基因型间进行的,有些则是在六倍体和四倍体间进行的。测定了同一个穗子上的自交和杂交籽粒之粒重和蛋白质含量。也测定了相同倍性水平(四倍体或六倍体)间所有F_2代的平均粒重和籽粒蛋白质含量。在两种倍性水平下,F_1代的粒重和籽粒蛋白质含量与其母本自交籽粒的相近,这表明在这2个性状上均存在着较大的母体效应。F_2代的粒重接近于粒重大的亲本,而其蛋白质含量接近中亲值。通过对多数正反交杂种的比较,发现有轻微迹象表明籽粒蛋白质含量存在细胞质遗传效应。种间杂交(六倍体与四倍体组合)产生了粒重大幅度降低而蛋白质含量变化不大的皱缩籽粒。与自交籽粒相比,六倍体母本植株上皱缩的杂种籽粒之粒重比四倍体母本植株上的降低得更多。文章还讨论了籽粒的不同组织在决定粒重和蛋白质含量方面的意义。     

在不同施氮水平下高粱籽粒的蛋白组成

高粱籽粒蛋白包含四种蛋白质,即清蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白和球蛋白,品种间蛋白含量变幅很大(占干物质的8.6%～18.2%)。四种蛋白质中以醇溶谷蛋白的赖氨酸含量最低。已经知道赖氨酸是高梁籽粒中含量最有限的氨基酸,而且,高粱籽粒蛋白含量一般与赖氨酸含量呈负相关。在以前报道中,业经观察     

高赖氨酸高粱与普通高粱种子发育期间的籽粒性状和蛋白质组分变化

高粱籽粒的蛋白质品质改良在很大程度上受益于 Mohan 等(1975)的成果,他们发现了呈部分显性的欧帕克(O)基因,后者控制一种软粉质的高赖氨酸胚乳。本研究的目的是描述欧帕克高粱和正常高粱在种子发育过程中籽粒特征、L-M 胚乳蛋白质组分数量和电泳迁移率的变化。     

小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累及其关键酶活性的研究

为明确小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的演进规律,以二倍体野生一粒小麦(T. boeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum)、节节麦(Ae.tauschii)和黑麦(S.cereale),四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccum)和硬粒小麦(T.durum),六倍体普通小麦(T. aestivum)扬麦9号、豫麦34和扬麦158为材料,采用盆栽试验研究了小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的动态变化及相关酶活性的差异.结果表明,与六倍体普通小麦相比,二倍体和四倍体材料籽粒产量和蛋白质产量低,但蛋白质含量高,其灌浆初期氮代谢能力比较强,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性较高,蛋白质积累速度快;除黑麦外,其他二倍体和四倍体材料蛋白质合成关键酶活性下降早而快,在灌浆中后期低于普通小麦,蛋白质积累的功能期较短.因此,普通小麦灌浆后期较高的氮代谢酶活性和较长的持续期是提高籽粒产量和蛋白质合成的重要生理原因.     

低蛋白质啤酒大麦的选择效果

为了确定啤酒大麦(Hordeum VulgareL.)籽粒蛋白质含量的选择效率,研究了四个杂种群体。1980年在美国明尼苏达州 CrooKston、每个群体种植40—60个 F_5品系、不设重复。选择区段内以对照品种为标准、选择籽粒蛋白质含量低于对照品种20％的系和高于10％的系。1981年在明尼苏达州 st.Paul和 Crookston 种植入选的系、重复试验,四个群体的籽粒蛋白质含量的现实遗传力(HR)平均值为54％,范围18—100％,籽粒蛋白质含量与籽粒产量是无关的、而蛋白质含量与籽粒饱满度表现一种反复不定的关系。这样发现表明早期世代材料在单行区种植时对蛋白质含量选择是有效的。     

大豆单株蛋白质产量与蛋白质含量及产量因素的相关分析

本研究用9个品种,按完全随机区组设计进行相关与通径分析。结果表明,单株蛋白质产量与蛋白质含量的负相关达到显著(表型)和极显著(遗传型)程度。单株蛋白质产量与单株籽粒产量、单株粒数的表现型、遗传型和环境型正相关都达到极显著水准。在选育高蛋白质产量的品种时应重视籽粒产量因素。     

玉米籽粒中与淀粉 蛋白质及脂肪积累有关的代谢特性

1980年以来美国伊利诺斯州大学的研究证明,玉米籽粒中淀粉、蛋白质及脂肪的相对比例受亲本选系的影响。该研究产生了伊利诺斯玉米化学品系:伊利诺斯低脂肪(ILO)、伊利诺斯高脂肪(IHO),伊利诺斯低蛋白(ILP)及伊利诺斯高蛋白(IHP)品系。这些品系籽粒的脂肪和蛋白质百分率相差很大,而且到目前对选系所引起籽粒的生理特性变化了解甚少。Lorenzoni 等(1978)、Reggiani等(1985)及 Wyss 等(1986)曾详细描述了 IHP及 ILP 的某些生理特性。这些研究指出母本植     

休闲期耕作对旱地小麦籽粒蛋白质形成及其相关酶活性的影响

为给旱地小麦高产优质栽培提供理论依据,通过大田试验研究了旱地小麦休闲期不同时间深翻、深松对0～300 cm土壤蓄水量、小麦籽粒蛋白质形成及其与氮代谢相关酶活性关系的影响.结果表明,休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好.休闲期耕作均显著提高了小麦蛋白质产量.耕作时间对籽粒蛋白质含量的影响因降雨年型不同而异,欠水年的休闲期耕作均显著降低了籽粒蛋白质含量;丰水年在麦收后15d耕作显著降低了籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则显著提高了籽粒蛋白质含量,尤其显著提高了醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,从而改善了品质.此外,丰水年麦收后45 d耕作可提高花后旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性、旗叶和籽粒谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,降低花后旗叶和籽粒谷氨酸脱氢酶(GDH)活性;籽粒蛋白质的累积在麦收后15d耕作条件下与籽粒GDH活性关系密切,而麦收后45 d耕作条件下与旗叶GS和GOGAT活性相关性较大.总之,旱地小麦休闲期耕作在不同降雨年型下均可起到良好的蓄水保墒作用,且欠水年效果较明显;耕作时间对土壤水分、小麦氮代谢酶活性、籽粒蛋白质及其组分含量具有较大的调控效应,休闲期雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,且深翻效果较好.     

土壤水分对不同筋力型小麦花后旗叶氮素同化酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

为给不同类型小麦栽培中土壤水分管理提供依据,在盆栽条件下,研究了土壤水分对不同筋力型小麦花后旗叶氮素同化酶活性和籽粒蛋白质含量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34花后旗叶中硝酸还原酶(NR)活性表现为:土壤含水量为田间持水量(FC)60%处理的活性最强,其次为40%FC处理, 80%FC处理最低,谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性大小关系均为:80%FC处理＞60%FC处理＞40%FC处理.中筋小麦豫麦49旗叶NR、GS总体上以60%FC处理最高.弱筋小麦豫麦50旗叶NR活性基本表现为60%FC处理＞40%FC处理＞80%FC处理,GS活性以80%FC处理为最高.土壤水分适度胁迫可提高籽粒蛋白质含量,豫麦34以 60%FC处理籽粒蛋白质含量最高,豫麦49、豫麦50则以40%FC处理籽粒蛋白质含量最高.不同土壤水分处理下小麦籽粒蛋白质含量与旗叶NR、GS均呈正相关,与GOGAT均呈不显著负相关.