稻茬晚播小麦胚乳淀粉粒度分布的粒位差异

为研究稻茬晚播小麦胚乳淀粉粒分布的粒位差异,以小麦品种山农1391和藁城8901为材料,设适期播种和晚播2种播期处理,研究小麦强势、弱势籽粒胚乳淀粉粒粒度分布特征。结果表明,小麦强、弱势籽粒中均具有A、B型淀粉粒,但淀粉粒的分布因不同处理具有显著差异。不同小麦品种、播期和粒位下,淀粉粒的体积分布均呈双峰分布,峰值分别为4.878~6.453μm和21.7~23.82μm;淀粉粒数目分布呈单峰分布,峰值为0.520~0.571μm。藁城8901的B型淀粉粒的体积、数目、表面积占比均显著高于山农1391;山农1391的A型淀粉粒的体积、数目、表面积百分比显著高于藁城8901。晚播处理使小麦B型淀粉粒占比显著升高,A型淀粉粒占比显著降低;弱势粒中B型淀粉粒占比降低,A型淀粉粒占比显著上升。晚播处理对山农1391的影响大于藁城8901。     

糯小麦籽粒淀粉粒度分布特征

为进一步加深对糯小麦淀粉特性的认识,选用2个糯小麦和2个普通非糯小麦品种为材料,利用激光粒度分析仪分析了糯小麦完熟籽粒中淀粉的粒度分布特征,及其与普通非糯小麦品种的差异。结果表明,糯小麦淀粉粒的粒径分布范围为1.0~43.7 μm,不同粒径淀粉粒的数目比例分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化;糯小麦籽粒中存在2种类型淀粉粒,即A型大淀粉粒（直径≥10 μm）和B型小淀粉粒（直径<10 μm）,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例均高于A型淀粉粒。与普通非糯小麦相比,糯小麦籽粒中B型小淀粉粒的数目、体积和表面积比例较高,淀粉粒的平均粒径和中位粒径较大。糯小麦与普通非糯小麦不同粒径淀粉粒的数目、体积和表面积比例分布曲线存在差异。糯小麦B型淀粉粒处的峰高显著高于普通非糯小麦,A型淀粉粒处的峰值低于后者。糯小麦体积和表面积分布中B型淀粉的峰值粒径显著小于普通非糯小麦。     

不同直链淀粉含量小麦品种的淀粉粒度分布特征

为研究不同类型小麦品种淀粉粒的分布特征,以直链淀粉含量(Am)不同的3组小麦品种为供试材料,分析其成熟期胚乳的淀粉粒度分布。结果表明,9个小麦品种淀粉粒粒径大小范围均为0.4~45.0μm,体积与表面积分布均呈双峰曲线,数目分布表现为单峰变化;B型淀粉粒数目占总数目的99.8%~99.9%。Am不同的3组小麦品种的A、B型淀粉粒体积百分比存在显著差异,糯小麦B型淀粉粒体积百分比最高,高Am组的最低。不同类型小麦籽粒A、B型淀粉粒的数目百分比无显著差异,说明糯小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比升高主要是由于其个体体积较大所致。     

施氮量对小麦籽粒淀粉粒的效应

为探明氮肥对小麦籽粒淀粉粒的影响,以扬麦16和扬麦20为材料,设置120 kg·hm^-2（120N）、180 kg·hm^-2（180N）、240 kg·hm^-2（240N）和300 kg·hm^-2（300N）4个氮肥水平,分析不同处理下小麦灌浆期强、弱势粒中free-PAs含量、淀粉合成酶活性及成熟期淀粉粒度分布特征。结果表明,随施氮量增加,小麦灌浆期弱势粒的游离亚精胺（free-Spd）和精胺（free-Spm）含量、淀粉合成酶活性及成熟期中淀粉粒（5~50 μm）的体积和表面积分布比例、淀粉积累量和粒重呈先升后降的趋势,大淀粉粒（> 50 μm）粒度分布比例呈先降后升趋势;强势粒的各指标无显著变化。籽粒游离腐胺（free-Put）含量、小淀粉粒（<5 μm）的粒度分布比例、中淀粉粒的数量和长度分布比例对施氮量无明显响应。Free-Spd和free-Spm含量、淀粉合成酶活性、淀粉积累量和粒重与中淀粉粒的体积和表面积分布比例呈显著或极显著正相关,与大淀粉粒的粒度分布比例呈极显著负相关。喷施Spd或Spm增加了弱势粒内源free-Spd或free-Spm含量、淀粉合成酶活性、中淀粉粒的体积和表面积分布比例、淀粉积累量和粒重,降低了大淀粉粒的分布比例,而喷施其抑制剂的结果相反。综上所述,氮肥主要影响小麦弱势粒的中淀粉粒和大淀粉粒,合理施氮下小麦淀粉粒度分布的改善得益于free-Spd和free-Spm对淀粉合成酶活性的正调控作用。     

两种灌水条件下4种氮源对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响

为明确不同水分条件下氮源类型对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响,以郑麦366(强筋)和百农207(中筋)两个小麦品种为试验材料,分别在全生育期不灌水和灌拔节期+抽穗期2水条件下,研究了4种氮源(硝酸钙、硝酸铵钙、尿素和氯化铵)对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响。结果表明,灌2水条件下,小麦籽粒总淀粉含量、淀粉糊化特性及小淀粉粒占比均高于不灌水处理。灌水和氮源类型对淀粉含量、糊化特性及淀粉粒度分布有交互作用。在不灌水条件下,施用尿素籽粒淀粉含量和支链淀粉含量较高。在灌2水条件下,百农207以硝酸钙处理的淀粉峰值粘度、小淀粉粒表面积和体积占比最高;而郑麦366淀粉峰值粘度和小淀粉粒数量则分别以施用硝酸钙和硝酸铵钙最高。郑麦366在两种水分条件下均以施用硝酸铵钙淀粉失水率最低。品种对水分和氮肥类型的响应存在差异,总体而言,灌2水条件下,施用硝酸钙有利于淀粉糊化特性的改善;不灌水条件下,施用尿素有利于淀粉含量和支/直比提高。     

施氮量对糯小麦和非糯小麦籽粒淀粉组分与理化特性的影响

为探明氮肥对小麦籽粒淀粉组分和理化特性的影响,采用田间试验,分析了4个施氮量(0、100、200、300kg·hm~(-2))对糯小麦(农大糯50222)和非糯小麦(轮选987)籽粒淀粉组分与理化特性的影响。结果表明,随施氮量的增加,小麦籽粒淀粉含量降低,轮选987籽粒中B型淀粉粒的数目占比增加,而农大糯50222籽粒的B型淀粉粒数目占比呈减少趋势;增施氮肥能显著提高小麦籽粒淀粉的峰值黏度和谷值黏度。相同施氮量处理下,轮选987淀粉的被测糊化特征参数(除谷值黏度外)均大于农大糯50222。施氮量不同,2个品种籽粒淀粉X-衍射图谱中各峰的位置和相对强度明显不同。随施氮量的增加,轮选987淀粉的相对结晶度增大,而农大糯50222淀粉的相对结晶度减小。相关分析表明,小麦籽粒的直链淀粉含量和直支比与最终黏度、稀澥值、反弹值、糊化温度和峰值时间呈显著正相关,与谷值黏度和相对结晶度呈显著负相关;支链淀粉含量反之。小麦籽粒的B型淀粉粒数目占比与峰值黏度、稀澥值呈显著负相关。综上所述,施氮量可影响小麦籽粒的淀粉含量和粒度分布,进而改变其糊化特性和晶体特征。     

藁城8901与豫麦50籽粒淀粉粒的粒度分布特征

为研究小麦籽粒发育过程中胚乳淀粉粒形成与粒度分布特征,以小麦品种藁城8901与豫麦50为材料,研究了籽粒胚乳淀粉粒形成、生长与分布特征。结果表明,花后4d,小麦胚乳出现不同范围大小的淀粉粒,最大粒径8μm。花后7d,籽粒中淀粉粒增多增大,最大粒径20μm左右。花后10~14d,淀粉粒体积继续增大,并产生了一个新的小淀粉粒群体。花后17d,淀粉粒以体积增大为主。花后21d,淀粉粒最大粒径较成熟期变化较小。花后24d,小于0.6μm的淀粉粒数目急剧增加,大于0.6μm的淀粉粒数目占比则明显减少,表明这一时期又产生了一个新淀粉粒群体(后期形成的B型淀粉粒)。花后24~28d,小于0.6μm的淀粉粒数目仍不断增加,而直径较大的淀粉粒数目增加减少,表明籽粒中新淀粉粒的产生仍在继续,但以小粒径淀粉粒为主。花后28d至成熟期,最小粒径淀粉粒进一步生长,其他淀粉粒粒径变化相对较小。     

种植密度对不同小麦品种籽粒淀粉含量及其特性的影响

为探明种植密度对小麦籽粒淀粉含量与品质的影响,以2个强筋小麦品种（郑麦158和郑麦366）和2个中筋小麦品种（平安518和鑫华麦818）为材料,分别在3个种植密度（D225：225×10株·hm^-2;D375：375×10株·hm^-2;D525：525×10株·hm^-2基本苗）条件下,研究种植密度对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响。结果表明,随着种植密度的增加,小麦籽粒总淀粉、支链淀粉含量及支直比呈下降趋势,直链淀粉含量呈上升趋势;淀粉峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、反弹值均呈上升的趋势,以D525处理下数值最高,且与D225处理间差异达显著水平;稀懈值则呈下降趋势,在低密度处理下表现最高。淀粉冻融析水率均在D225密度下最低,不同品种之间以鑫华麦818析水率最低。随着种植密度的增加,大淀粉粒体积、表面积和数目分布百分比升高,而小淀粉粒体积分布百分比降低。淀粉晶体特征不受种植密度的影响,呈典型的A型特征,相对结晶度则随着种植密度增加呈下降趋势。以上结果说明,适宜的种植密度能显著改善小麦淀粉组分和特性。     

灌浆期高温对冬小麦淀粉粒发育的影响

为探讨灌浆期高温对小麦籽粒中淀粉粒发育的影响,选用新疆主栽的冬小麦品种新冬20号和新冬23号为试验材料,在籽粒灌浆期设2个昼夜温度水平(24/17℃,37/28℃),研究高温对小麦籽粒发育、淀粉粒表观特性、淀粉合成关键酶活性以及淀粉降解酶活性的影响。结果表明,花后灌浆期高温胁迫使两个参试小麦品种籽粒灌浆进程缩短、籽粒瘦瘪,粒重明显下降。高温胁迫影响了A-和B-型淀粉粒的发育进程,从花后14 d开始淀粉粒表面出现孔洞,成熟期B-型淀粉粒数量明显减少。两个参试小麦品种籽粒中淀粉合成关键酶活性对高温的耐受性不同,新冬23号受影响较大。高温处理下两个小麦品种的AGPase和SSS酶活性峰值出现时间提前,SS酶活性明显降低;灌浆后期籽粒α-淀粉酶活性明显增强。花后高温胁迫打破了小麦籽粒灌浆过程中淀粉合成酶和降解酶之间的平衡,α-淀粉酶活性增强导致淀粉粒表面出现孔洞,最终影响淀粉的品质。     

小麦淀粉的粒度分布、组分及糊化特性对氮硫肥的响应

为明确氮硫肥对小麦淀粉粒度分布及主要理化特性的影响,以强筋小麦品种西农9718和中筋品种陕农138为材料,采用不同氮硫肥水平进行处理,系统分析了小麦A、B淀粉的粒度分布、淀粉组成、膨胀势及糊化特性对氮硫肥的响应。结果表明,强筋和中筋小麦品种的淀粉粒度分布基本一致。A淀粉粒体积分布占总淀粉的74.95%～75.43%,但淀粉粒数量远少于B淀粉粒。A淀粉的直链淀粉、峰值黏度、低谷黏度、崩解值、最终黏度以及回生值高于B淀粉,而B淀粉有更高的支链淀粉、膨胀势和糊化温度。不同氮硫肥处理改变了小麦淀粉的粒度分布,进而影响淀粉的组成和糊化特性。在施氮(230kg.hm-2)条件下,强筋品种西农9718和中筋品种陕农138的A、B淀粉分别在硫肥施用量为46和56kg.hm-2时有较低的直链淀粉含量、较高的膨胀势及较好的糊化特性。陕农138淀粉的粒度分布、组成及糊化特性对氮硫肥的响应比西农9718更敏感。适当的氮、硫肥配施有利于改善小麦的淀粉品质。     

施氮水平对小麦籽粒淀粉粒分布与加工品质的影响

为明确施氮对小麦淀粉粒分布与加工品质的影响,选用强筋小麦藁城8901和弱筋小麦豫麦50为材料,分析了不同施氮水平下小麦籽粒淀粉粒分布特征与部分加工品质指标。结果表明,适量施氮(240kg.hm-2)显著提高籽粒B型淀粉粒体积百分比,过量施氮(360kg.hm-2)时小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比降低。施氮水平对两个小麦品种籽粒A、B型淀粉粒数目百分比无显著影响。在施氮0～240kg.hm-2范围内,增施氮肥可以提高籽粒直、支链淀粉积累量,而过量施氮不利于籽粒直、支链淀粉的积累。小麦湿面筋、沉淀值、面团形成时间和稳定时间等参数与A型淀粉粒体积百分比呈显著负相关,与B型淀粉粒体积百分比呈显著正相关。适量施氮能使强筋小麦加工品质变优;增施氮肥导致弱筋小麦加工品质变劣。     

西藏冬青稞胚乳淀粉粒发育特征研究

为了解青稞胚乳淀粉及淀粉粒形成与生长特征,以西藏育成青稞品种冬青8号为材料,对籽粒发育过程中胚乳灌浆速度、淀粉积累量及淀粉粒的产生、二维面积、粒径变化进行了分析。结果表明,胚乳发育过程中,干物质和淀粉积累量呈S型曲线,两者呈正相关。花后5d,青稞胚乳中可零星见到粒径和二维面积较小的A型小淀粉粒;花后10~15d,A型小淀粉粒数量显著增大,但粒径和二维面积增加较慢;花后20d,B型小淀粉粒可能已经形成,与A型小淀粉粒组成一个复合群体;花后25d,形成了粒径10μm的A型淀粉粒、粒径5~10μm的B型淀粉粒和粒径5μm的C型淀粉粒;花后30~55d,不同粒径的淀粉粒数量和二维面积逐渐增加,其中,C型淀粉粒数量不断增加直至籽粒成熟。青稞成熟籽粒胚乳中,淀粉粒的粒径为1.45~44.76μm,二维面积为3.56~1 750.8μm2;A型淀粉粒形状为近圆形,表面光滑,个别表面附着有C型淀粉粒,B型淀粉粒形状有近圆形、椭圆形多种类型,C型淀粉粒形状比B型淀粉粒的变异更大。     

花后持续弱光对冬小麦光合特性及产量的影响

为给弱光条件下小麦持续高产及耐荫性筛选提供一定的理论依据,在大田条件下,以济麦22和济核916为试验材料,于花后设置3个不同的遮光处理(不遮光、遮光30%和遮光60%),分析花后持续弱光对小麦光合特性和产量的影响。结果表明,济麦22和济核916旗叶叶绿素a、b含量在花后0~25d保持较高水平,之后迅速降低。遮光后两品种旗叶的净光合速率下降,济麦22的干物质积累量和花前贮存干物质在花后向籽粒的转运量及两品种的经济系数显著降低。花后遮光改变了小麦籽粒灌浆进程,显著降低了两品种的平均灌浆速率和最大灌浆速率,延长了济麦22的渐增期和快增期持续时间,减少了缓增期的持续天数,遮光60%处理显著降低了济核916渐增期持续时间,推迟了其灌浆高峰的来临时间。遮光30%和60%条件下济麦22分别减产27.7%和35.4%,济核916分别减产29.49%和64.39%。遮光后冬小麦的穗粒数和千粒重随遮光强度的增加而降低。说明花后弱光会降低小麦光合能力,不利于植株干物质积累和籽粒灌浆,最终导致减产。     

灌浆期不同时段高温对稻米淀粉理化特性的影响

【目的】研究灌浆期不同时段高温对稻米淀粉组成、结构和理化特性的影响,揭示高温对稻米淀粉理化特性影响的时段效应,阐明高温、结构和功能之间的关系。【方法】以耐热水稻品种黄华占和热敏感的9311近等位基因系为实验材料,利用人工气候箱设置高温[38℃(昼)/30℃(夜)]和对照[28℃(昼)/22℃(夜)],研究灌浆前期(齐穗期后1－15 d)和后期(齐穗期后16 d至成熟)高温对稻米的加工品质、外观品质、淀粉组成、支链淀粉链长分布、粒度分布、胶稠度、黏度特性、糊化特性、结晶特性和颗粒形态的影响。【结果】灌浆期高温使糙米率、精米率、整精米率显著下降,使垩白粒率和垩白度显著升高,导致加工品质和外观品质变差。灌浆期高温使总淀粉含量、直链淀粉含量、短支链淀粉含量、大淀粉粒占比、直/支链淀粉比显著下降,而中等支链淀粉含量、小中淀粉粒占比、糊化温度和糊化焓显著上升,黏度特性显著改变,结晶类型不变但结晶度显著改变,淀粉颗粒表面出现小孔,表面变得凹凸不平,导致淀粉颗粒更加碎片化和蒸煮食味品质变劣。灌浆期不同时段高温对稻米品质的影响不同,灌浆前期高温对稻米淀粉的影响大于灌浆后期,耐热品种受影响小于热敏感品种。灌浆前期高温处理下供试材料具有较高的消减值和较低的崩解值,黏度特性变差;灌浆后期高温处理下供试材料具有较低的消减值和较高的崩解值,黏度特性变好。【结论】灌浆前期高温对淀粉理化特性的影响最大,进而导致稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质变劣,灌浆后期高温提升了黏度特性。     

花后弱光对江汉平原稻茬小麦的产量及碳、氮分配效应的影响

为了探究连阴雨天气弱光逆境导致小麦减产的机理，于2017-2018年度对长江中下游流域适宜推广的48个小麦品种开展了灌浆期全程遮光试验（遮去自然光强的45%），初步筛选出两个弱光敏感品种（扶麦1228和生选6号）和两个弱光钝感品种（襄麦55和扬麦158），2018-2019年以此4个品种和江汉平原主推品种郑麦9023为供试材料，研究了开花期至成熟期遮光对小麦干物质积累与分配、植株氮素转运及籽粒产量的影响。结果表明：（1）花后遮光后小麦籽粒产量显著降低，两年度5个品种平均减产49.1%～61.1%，千粒重平均下降34.4%～42.5%，遮光对穗数和穗粒数的影响两年度均未达0.05显著水平。（2）花后遮光抑制了小麦干物质的积累，显著减少各营养器官干物质积累量，使成熟期干物质积累总量较CK平均下降23.4%，降低籽粒灌浆速率。花后遮光增大了营养器官花前同化物的转运量及其对籽粒产量的贡献率，而减少了花后光合同化物量及其贡献率，降低收获指数。（3）花后遮光后营养器官中氮素向籽粒的再分配受抑，较多的氮素滞留在营养器官中，茎鞘氮素积累量平均增加了88.0%，穗轴与颖壳次之，叶片增加了32.8%。遮光导致各营养器官花前贮存氮素向籽粒的转运量和转运效率均显著下降，使籽粒氮素积累对花后吸收氮素的依赖加大。总之，花后遮光会导致小麦显著减产，其主要原因是粒重大幅度下降；遮光加大了籽粒干物质积累对花前碳水化合物再分配的依赖，以及籽粒氮素积累对花后氮素吸收的依赖。襄麦55和扬麦158遮光条件下籽粒产量下降幅度较小，是稻麦周年高产适宜推广品种。     

花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响

为了解糯小麦和非糯小麦对遮光的生理反应差异,在大田条件下,以非糯小麦轮选987和糯小麦农大糯50206为材料,设置3个遮光处理(不遮光、花后遮光30％和60％),研究了花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响.结果表明,遮光后,轮选987和农大糯50206的生物产量、籽粒产量和经济系数均显著下降.花后光照强度降低导致小麦花前营养器官干物质在花后向籽粒的转运量及其贡献率发生明显变化,同时影响籽粒灌浆进程,最终表现为粒重显著下降,且此影响存在明显的基因型差异.轮选987在遮光30％后营养器官干物质在花后向籽粒的转运量降低,遮光60％后转运量恢复至对照(不遮光)水平,转运物质对籽粒的贡献率随遮光强度的提高而增加.花后遮光抑制了农大糯50206花前营养器官干物质在花后向籽粒的转运,但未改变转运物质对籽粒的贡献率.花后弱光降低了小麦籽粒的平均灌浆速率和最大灌浆速率,轮选987的灌浆进程不受影响,却改变了农大糯50206的灌浆进程,延长了其渐增期和快增期的天数,推迟了灌浆高峰期的来临.遮光后小麦败育小穗数增多,穗粒数下降.花后遮光致使小麦产量降低的程度存在基因型差异,农大糯50206产量的降幅明显小于轮选987.