不同品质类型水稻子粒淀粉合成关键酶动态分析

选用直链淀粉含量不同的3个粳稻品种,研究灌浆过程中淀粉合成关键酶活性变化及其与稻米直链淀粉含量及食味品质的关系。结果表明：不同品质类型品种酶活性变化趋势基本一致,牡08-1404的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶峰值出现早,灌浆中、后期衰减速度快,而且优质品种灌浆中、后期仍然保持较高水平的酶活性。灌浆前期3种酶活性与直链淀粉含量呈正相关,灌浆后期呈负相关,其中抽穗后30d的ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性与直链淀粉含量呈板显著的负相关。通过淀粉合成关键酶活性与稻米食味值相关分析表明,前期食味值与3种酶活性主要呈负相关,但在25-35d酶活性与食味值呈正相关,在35d可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶分别达到显著和极显著正相关。     

灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及品质的影响

 选用蒸煮食味品质不同的3个粳稻品种，利用温室高温和自然常温，研究了灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响。结果表明，灌浆成熟期高温条件下，水稻籽粒蛋白质含量提高，直链淀粉含量和味度值降低，劣质品种提高或降低的程度大于优质品种；RVA谱特性对灌浆成熟期温度的反应因品种和特性而异；灌浆过程中，籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性随灌浆进程，酶活性逐渐增加，达到峰值以后，酶活性又逐渐下降，呈单峰曲线，但不同品种酶活性达到峰值的时间和同一时期的酶活性大小有差异；ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶的活性表现对温度的影响反应较为迟钝，而淀粉分支酶活性表现对温度变化的反应较为敏感，温度过高过低都降低该酶活性。     

水稻杂交后代灌浆成熟期籽粒淀粉合成关键酶和谷氨酰胺合成酶活性变化的初步研究

 以东农423和藤系180为试材,籽粒直链淀粉和蛋白质含量为选择指标,通过逐代的定向选择形成了遗传背景相近且直链淀粉和蛋白质含量有显著差异的杂种后代,并对水稻灌浆成熟过程中籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶活性变化进行了初步研究。高直链淀粉含量杂交后代的籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶活性峰值显著或极显著高于低直链淀粉含量后代,而且在籽粒灌浆前期蛋白质含量高的后代籽粒谷氨酰胺合成酶活性显著或极显著高于蛋白质含量低的后代。因此,通过直链淀粉和蛋白质含量的连续定向选择可以显著提高或降低灌浆过程中的籽粒碳氮代谢关键酶活性。     

灌浆结实期弱光对水稻籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响

 选用IR72（籼稻）和日本晴（粳稻）为材料，在开花后进行遮光处理，对弱光条件下籽粒淀粉和直链淀粉含量的动态变化及相关酶的活性进行了研究。在弱光条件下，两品种籽粒的淀粉含量减少，直链淀粉含量下降，蔗糖含量降低，ADPG焦磷酸化酶活性的变化较小，可溶性淀粉合成酶和颗粒结合型淀粉合成酶活性减弱，可溶性淀粉分支酶Q酶和颗粒结合型淀粉分支酶活性增强，淀粉去分支酶活性因品种而异，IR72表现为减弱，日本晴则为增强。相关分析表明，遮光下蔗糖输入量的减少量和淀粉合成量的下降量呈显著正相关；ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶活性与淀粉积累速率呈显著正相关。分析指出，遮光下淀粉合成酶活性的降低与淀粉合成量的下降有关，淀粉分支酶活性的升高是直链淀粉占淀粉总量的比率减少的重要原因。     

水稻灌浆成熟期籽粒谷氨酰胺合成酶活性变化及其与稻米品质关系的初步研究

 选用稻米蒸煮食味品质有显著差异的4个粳稻品种，通过盆栽试验对水稻灌浆成熟期籽粒谷氨酰胺合成酶活性变化及其与稻米蒸煮食味品质关系进行了初步研究。结果表明，水稻灌浆过程中籽粒谷氨酰胺合成酶活性随灌浆进程逐渐增加，达到峰值后又逐渐下降，呈单峰曲线变化；抽穗15 d以前蛋白质含量高的品种谷氨酰胺合成酶活性大于蛋白质含量低的品种，而以后与之相反；灌浆前期，籽粒谷氨酰胺合成酶活性与味度值、最高黏度、崩解值间呈负相关，灌浆中、后期呈正相关，而与籽粒最终蛋白质含量和黏滞峰消减值在灌浆前期呈正相关，灌浆中、后期呈负相关，而且相关程度随灌浆时段而发生变化；抽穗后15~20 d是籽粒谷氨酰胺合成酶活性与味度值、RVA谱特性间的相关性质发生变化的转折时期。     

小麦籽粒淀粉合成动态及其相关酶活性的研究

为了研究小麦籽粒淀粉形成机理与调控技术,选取2个小麦品种,对小麦胚乳发育期间籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的几个关键酶——ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、UDPG焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(S-STS)、束缚态淀粉合成酶(B-STS)与淀粉分支酶(Q-酶)——的活性变化进行了分析。研究结果表明,在小麦籽粒灌浆过程中,直、支链淀粉几乎是同步积累的,不同品种的淀粉积累形成差异表现在两者的相对积累比率上。小麦籽粒发育过程中直链淀粉的含量变化呈“S”形曲线;支链淀粉的含量较直链淀粉含量上升略快。ADPG-PPase、UDPG-PPase、S-STS、B-STS、Q-酶的活性均与淀粉积累速率呈正相关。     

面条品质不同的小麦品种籽粒淀粉特性及淀粉合成的差异

为给小麦面条品质改良提供理论依据,以4个携带全部3个Wx蛋白亚基的普通小麦品种为试材,检测其籽粒灌浆期淀粉合成关键酶活性的动态变化,并对籽粒淀粉理化特性和面条加工品质进行比较.结果表明,籽粒灌浆过程中,济麦19和济麦20 的淀粉粒束缚淀粉合成酶(GBSS)活性明显较低,而参与支链淀粉合成的关键酶如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性差异不明显,最终其籽粒直链淀粉含量显著低于鲁麦14和鲁麦21,面粉膨胀势、糊化峰值粘度和崩解值较高,面条加工品质优良.淀粉合成关键酶活性与直、支链淀粉增长速率显著相关,说明遗传背景不同是造成淀粉合成和最终加工品质差异的重要原因.不同淀粉合成关键酶活性之间密切相关,说明参与淀粉合成的酶是相互影响、共同作用的;直、支链淀粉增长速率高度相关,说明二者的合成是相互制约、同步进行的.携带全部3个Wx蛋白亚基的普通小麦品种的GBSS活性可以存在显著差异,从而形成不同的淀粉理化特性和面条加工品质,因此完全有可能在不缺失Wx蛋白的普通小麦中选育出优质面条品种.参与淀粉合成的关键酶是相互影响的,单独改变一种或几种淀粉合成关键酶的表达或活性,可能对淀粉品质的遗传改良作用较小.     

氮素穗肥对杂交籼稻籽粒灌浆影响及其与淀粉合成关键酶活性间关系

【目的】为明确氮素穗肥对杂交稻籽粒灌浆和淀粉合成关键酶活性的影响。【方法】选用两个直链淀粉含量差异较大的杂交稻品种锦优1319(高直链淀粉)和蓉优702(低直链淀粉),在不同的氮素穗肥处理下(设0、60、90和120 kg/hm² 4个纯氮水平,分别用CK、N1、N2、N3表示)研究氮素穗肥水平对籽粒灌浆和淀粉合成关键酶活性的影响。【结果】不同穗肥处理下杂交稻籽粒灌浆特性差异显著,且不同类型品种表现各异,其中氮素穗肥的施用显著降低了稻米的直链淀粉含量。锦优1319的G_max和G_mean随氮素穗肥水平的变化均表现为N2>CK>N1>N3,而蓉优702则表现为N3>N2>CK>N1;施用氮素穗肥显著增加了花后5～25 d籽粒腺苷二磷酸焦磷酸化酶(ADPG)和淀粉分支酶(DBE)的活性,降低了花后5～15 d籽粒GBSS活性,降低了花后5～25 d籽粒淀粉合成酶(SSS)和SBE活性。【结论】高直链淀粉品种锦优1319籽粒灌浆的最佳氮素穗肥施用量低于低直链淀粉品种蓉优702：其中锦优1319...     

灌浆前期高温对小黑麦籽粒淀粉积累及其合成相关酶活性的影响

为探讨灌浆前期高温对六倍体小黑麦籽粒淀粉积累及其相关合成酶活性的影响,以4个春性小黑麦品种（系）为材料,在开花后5~14 d于田间搭建温棚进行高温胁迫,对其籽粒淀粉积累动态、淀粉合成相关酶活性进行了研究。结果表明,开花后5~14 d高温胁迫导致小黑麦千粒重和容重均显著下降,其中,千粒重下降5.95%~20.47%,容重下降3.33%~9.49%;籽粒中的总淀粉、支链淀粉与直链淀粉含量均显著降低,依次下降6.84%~17.97%、7.70%~24.60%及2.27%~7.17%,直/支链淀粉比有所升高,但差异不显著。在高温胁迫期间,小黑麦籽粒中与淀粉合成相关的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉分支酶（SBE）及淀粉去分支酶（DBE）活性均较对照有所上升,高温胁迫结束后,AGPP、SSS、DBE的活性均较对照有所下降。推测灌浆前期高温胁迫导致灌浆中后期小黑麦籽粒中淀粉合成相关酶活性的下降是籽粒中淀粉含量降低以及千粒重、容重下降的主要原因。     

6-苄氨基嘌呤对水稻灌浆成熟期籽粒氮代谢及蒸煮食味品质的影响

选用两个品质不同的粳稻品种,研究在抽穗期喷洒6 苄氨基嘌呤（6 BA）对灌浆成熟期籽粒氮代谢及蒸煮食味品质的影响。 抽穗后随灌浆进程籽粒谷氨酰胺合成酶活性逐渐增加,达到峰值后又逐渐下降,呈单峰曲线变化,且抽穗后20 d 的酶活性最高;蛋白质含量高的品种灌浆前期籽粒谷氨酰胺合成酶活性高于蛋白质含量低的品种;与未喷6 BA对照相比,抽穗期喷洒6 BA供试品种的味度值、最高黏度、崩解值、可溶性蛋白含量等均有不同程度的提高,籽粒谷氨酰胺合成酶活性和消减值降低,但蛋白质和直链淀粉含量变化很小。     

Relationship Between Variation in Activities of Key Enzymes Related to Starch Synthesis During Grain Filling Period and Quality of Eating and Cooking in Rice

Eating or cooking quality is one of the important quality of rice. Amylose content, RVA properties and taste meter value are three important indexes for evaluating cooking and eating quality of rice, which are determined by the chemical and physical com- …     

Effect of Temperature at Grain Filling Stage on Activities of Key Enzymes Related to Starch Synthesis and Grain Quality of Rice

Three japonica rice varieties with different cooking and eating quality were grown at high temperature in the greenhouse and natural field. Effects of temperature at the grain filling stage on these varieties were investigated in terms of the activities of key enzymes related to starch synthesis and cooking and eating quality of rice grain. The high temperature at the grain filling stage increased protein content, and decreased amylose content and taste meter value of rice; inferior grain quality varieties showed a greater magnitude of the increase or decrease than the superior ones. Reaction of rapid visco analyser profiles to the temperature varied with rice varieties. The activities of adenosine diphosphoglucose pyrophosphoryiase （AGPP）, soluble starch synthase （SSS） and starch branching enzyme （SBE） gradually increased to a peak value, and thereafter declined as grain filling progressed. Enzyme activities in different varieties differed in a same filling stage, and also in the time when the enzyme activity reached a maximum. AGPP and SSS were insensitive to the environmental temperature, but SBE was comparatively sensitive to the temperature, and its activity declined when temperature was too high or too low.     

Changes in Activities of Key Enzymes for Starch Synthesis and Glutamine Synthetase in Grains of Progenies from a Rice Cross During Grain Filling

The progenies differed in amylose and protein contents in grains, which derived from a rice cross, Dongnong 423×Toukei 180, were used to study changes in the activities of ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPP), soluble starch synthetase (SSS), starch branching enzyme (SBE) and glutamine synthetase (GS) in rice grains during grain filling. The activities of AGPP, SSS and SBE gradually increased and then declined as a single-peak curve with the process of grain filling in the progenies with high and low amylose contents in grains. The progenies with high amylose content peaked earlier in the AGPP, SSS and SBE activities and had higher AGPP, SSS and SBE activities at the early grain filling stage than those with low amylose content. The GS activity peaked earlier and was higher at the late stage of grain filling in the progenies with high protein content than in those with low protein content. It is suggested that the activities of key enzymes for starch synthesis and glutamine synthetase could be changed in oriented breeding for amylose and protein contents in grains.     

齐穗至乳熟期不同温度对水稻南粳9108籽粒激素含量、淀粉积累及其合成关键酶活性的影响

【目的】为了明确灌浆结实前中期不同温度对晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分含量的影响特征及其机理,【方法】以优质食味粳稻南粳9108为材料,利用植物培养箱控温,于水稻灌浆结实期设置高温(HT,日均温度31℃)、中温(MT,日均温度26℃)和低温(LT,日均温度21℃)三个处理,以自然温度为对照(CK),研究灌浆结实前中期持续高低温对晚粳稻籽粒灌浆、内源激素含量、淀粉及其及合成关键酶活性的影响。【结果】随温度上升(21℃～31℃),晚粳稻结实率和千粒重降低;灌浆前中期籽粒总淀粉积累速率加快,但持续时间短,总含量降低,而直链淀粉含量及其所占比例在整个灌浆期均呈降低趋势;灌浆前中期脱落酸(ABA)含量显著增加,赤霉素(GA3)含量降低,玉米素核苷(ZR)含量呈"先增先降"趋势;MT处理有利于提高灌浆结实期籽粒生长素(IAA)含量,HT和LT处理均降低籽粒IAA含量,LT处理下,IAA含量先降后升,而HT处理籽粒IAA含量一直处于较低水平;籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性与ZR变化规律相似,也呈"先增先降"趋势,但二者在灌浆结实期并不同步;淀粉分支酶(SBE)活性增加而淀粉脱分支酶(DBE)活性降低。【结论】不同温度显著影响晚粳稻籽粒内源激素含量和淀粉合成关键酶活性的变化,进而影响晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分的积累。     

氮肥对水稻胚乳淀粉品质、相关酶活性及基因表达量的影响

【目的】旨在为阐明灌浆成熟期氮素营养对水稻淀粉品质影响机理以及建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。【方法】选用4个籽粒直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,通过盆栽试验研究氮素营养对稻米淀粉组分和蛋白质含量及稻米蛋白质水解对淀粉黏滞特性的影响,并分析氮素营养对灌浆过程中籽粒蔗糖合酶(SuSy)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖酸性转化酶(AI)活性及OsGBSSⅠ、OsISAⅠ、OsSBEⅠ、OsSBEⅡ基因转录表达量的影响。【结果】结果表明,籽粒支链淀粉含量对氮素营养很敏感,灌浆成熟期氮素营养能改变籽粒淀粉组分含量;施氮条件下,高直链淀粉含量品种蒸煮食味品质下降更加明显,去除稻米蛋白质可明显提高稻米黏滞特性,蛋白质对淀粉黏滞特性的影响很大;增加灌浆成熟期氮素营养能显著或极显著提高籽粒SuSy和AI活性,显著抑制籽粒SPS活性;灌浆成熟期氮素营养能改变灌浆不同时期籽粒OsGBSSⅠ、OsISAⅠ和OsSBEⅡ基因转录表达量,以致灌浆过程中这些基因的转录表达量变化动态发生改变,但OsSBEⅠ基因转录表达量不因氮素营养而发生改变;受氮素营养的影响,灌浆起始期籽粒OsGBSSⅠ基因表达量明显上调,而灌浆中后期明显下调;氮素营养明显抑制灌浆成熟期籽粒OsISAⅠ基因和灌浆中后期的OsSBEⅠ基因转录表达,显著提高灌浆前期和中期的籽粒OsSBEⅠ基因转录表达量;氮素营养能抑制灌浆起始期籽粒OsSBEⅡ基因的转录表达,而提高灌浆中后期的基因转录表达。【结论】灌浆成熟期氮素营养除了通过蛋白质含量对淀粉品质产生影响外,还通过调控淀粉合成相关的酶活性和基因表达量等生理环节对淀粉含量和精细结构起作用,最终改变稻米黏滞特性和食味品质。     

Changes in Activities of Glutamine Synthetase during Grain Filling and Their Relation to Rice Quality

Four japonica rice varieties differed in cooking and eating qualities were used in a pot experiment to study the relationship between the activities of glutamine synthetase during grain filling and rice quality. The activities of glutamine synthetase gradually increased and then declined as a single peak curve in the course of grain filling. The 15th day after heading was a turning point, before which the enzymatic activities in the inferior rice varieties with high protein content were higher than those in the superior rice varietie with low protein content, and after which it was converse. The activity of glutamine synthetase in grain was correlated with the taste meter value, peak viscosity and breakdown negatively at the early stage of grain filling whereas positively at the middle and late stages. Moreover, it was correlated with the protein content of rice grain and setback positively at the early stage and negatively at the middle and late stages. The correlation degree varied with the course of grain filling. From 15 days to 20 days after heading was a critical stage, in which the direction of correlation between the activity of glutamine synthetase and taste meter value and RVA properties of rice changed.