藻蓝蛋白及其水解物促进玉米直支链淀粉回生机理研究

藻蓝蛋白是螺旋藻中对人体具有多种保健功能的蛋白,初步发现其具有明显促进玉米淀粉回生的作用。为了进一步探索其促进玉米淀粉回生的机理,该文将1%和10%藻蓝蛋白及其水解物添加至玉米直链、支链及其混合淀粉中,测定其对淀粉回生的影响,通过X-射线衍射、差示扫描量热、红外和固体核磁分析藻蓝蛋白及其水解物促进玉米淀粉回生机理。研究结果表明,添加1.0%藻蓝蛋白对直链淀粉回生率没有影响,使支链淀粉回生率提高了61.4%;而添加量为10%的藻蓝蛋白使直链淀粉回生率提高了60.4%,使支链淀粉回生率提高了69.6%。藻蓝蛋白水解肽低的添加量(1.0%)对玉米直链的回生率影响不显著,但使支链淀粉的回生提高了28.1%;水解肽高添加量(10.0%)使玉米直链淀粉的回生率提高了184.7%,使玉米支链淀粉的回生率提高了47.0%。紫外可见扫描显示碱性蛋白酶水解可使处于藻蓝蛋白结构中心的藻蓝素外露出来。X射线结果表明藻蓝蛋白与玉米直链支链淀粉混合回生后分别产生一个衍射角为2θ为16.44o、16.60o尖锐衍射峰。差热结果显示,藻蓝蛋白与玉米支链淀粉混合、藻蓝蛋白水解物与玉米直链淀粉混合后,所得回生淀粉均失去结晶峰,而出现唯一重结晶峰。红外和~(13)C固体核磁结果表明,藻蓝蛋白通过精氨酸氨基与玉米支链淀粉还原端醛基形成氢键,利用藻蓝蛋白中疏水性氨基酸驱离玉米支链淀粉侧链末端水分子,促使支链淀粉末端双螺旋解旋,加快了支链淀粉末端链间氢键形成,提高了其回生率;而藻蓝蛋白水解物中半胱氨酸巯基和玉米直链淀粉还原端醛基在与直链淀粉混合回生过程形成氢键,通过分子甩动使直链淀粉双螺旋解开,大大促进了玉米直链淀粉间形成氢键,提高了其回生率。该研究提供了一种提高玉米淀粉回生率的新技术。     

挤压体系中可得然胶对小麦淀粉回生特性和冻融稳定性的影响

小麦淀粉的回生现象和较差的冻融稳定性是限制面制品加工的重要原因。为探索一种有效抑制小麦淀粉回生及改善其冻融稳定性的方法，该文研究了挤压体系中不同质量分数的可得然胶对小麦淀粉回生特性和冻融稳定性的影响，利用差示扫描量热仪、X-射线衍射和傅里叶红外光谱等技术表征了可得然胶-小麦淀粉复合物的分子结构，并结合化学试剂处理、质构仪和扫描电镜探讨了可得然胶与小麦淀粉的结合机制。结果表明：随着可得然胶浓度的增加，可得然胶-小麦淀粉复合物的回生值和析水率先降低后增加；与挤压小麦淀粉相比，添加质量分数0.6%的可得然胶能够显著提高小麦淀粉的糊化温度，并降低小麦淀粉的相对结晶度、短程有序性和碘结合力，抑制了直链淀粉的重结晶；挤压体系中可得然胶与小麦淀粉主要通过氢键和弱的静电相互作用结合，使小麦淀粉的结构更加致密，从而抑制小麦淀粉的回生并改善其冻融稳定性，该研究可为开发抗回生和低析水率的挤压小麦淀粉基食品提供参考。     

人造沸石对甘薯不同链长直支链淀粉的分离效果

柱层析法是根据混合物中各组分的理化性质差异,利用混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同,经过多次分配将组分分离纯化。该文采用回生法分离甘薯直、支链淀粉后再进行二次回生,以窄化其分子链长,并采用柱层析法分离出不同分子量分布范围的淀粉组分,直、支链淀粉组分总制备率均大于2.4%。可见光谱及分子量分布研究表明,粒径为1～3 mm的人造沸石适合分离支链淀粉,粒径为4～6 mm的人造沸石适合分离直链淀粉。经大沸石分离,聚合度大的直链淀粉分子依赖沸石表面吸附,洗脱速度快,先被洗脱下来,聚合度较小的直链淀粉分子进入沸石孔隙内部,吸附力大,后被洗脱下来;经小沸石分离,甘薯支链淀粉组分F1b中分子量小、均一度高的组分先被洗脱下来,F2b中分子量大、均一度低的组分先被洗脱下来,说明甘薯直、支链淀粉的分支度对淀粉组分的分离也有一定影响。X射线衍射表明,甘薯直链淀粉组分在18.9°、23.4°、27.2°、29.3°、32.3°、33.7°附近出现强衍射峰,甘薯支链淀粉组分在21.6°、22.9°、23.9°、26.5°、27.1°、29.3°、34.1°、35.8°、39.5°附近也出现明显的衍射峰,此时甘薯直、支链淀粉的分子量分布指数(PDI,polydispersity index)均接近1.0。人造沸石柱层析可制备出分子量分布范围极窄的甘薯直、支链淀粉,该类淀粉表现出类似金属盐的X射线衍射峰,可作为深入研究淀粉大分子空间结构变化的材料。显微图片显示直链淀粉是由多个线型分子聚集在一起,呈典型的"柳条"状,而支链淀粉呈典型的"树枝"状。该研究提供了一种大量制备分子量分布范围极窄的直、支链淀粉的简单、高效方法,为深入探索淀粉大分子聚集过程中的形态变化创造了有利条件。     

抑制玉米淀粉回生的面粉蛋白酶解液筛选

为防止玉米淀粉食品会因回生而降低品质,该文利用酸性、中性和碱性3种蛋白酶水解小麦面粉中的球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白,研究酶解物中混合多肽对玉米淀粉回生的影响。研究结果表明,酸性蛋白酶水解谷蛋白所得多肽混合液能强烈抑制玉米淀粉回生,使玉米淀粉回生率由14.0%降低到8.0%。其他2种水解物促进玉米淀粉回生,促进最多的是碱性蛋白酶水解醇溶蛋白,使玉米淀粉回生率由14.0%升高到19.5%。通过红外和核磁分析了混合多肽抑制或促进玉米淀粉回生的可能机理。研究成果为控制淀粉回生提供一条全新的途径。     

花后土壤干旱和渍水对不同专用小麦籽粒品质的影响

在温室盆栽条件下,以4个籽粒蛋白质含量不同的小麦基因型为材料,研究了花后土壤干旱(SRWC=45%～50%)、渍水和适宜水分条件(SRWC=75%～80%)下小麦籽粒主要品质特性。干旱显著提高各品种籽粒蛋白质含量、谷蛋白含量及谷蛋白/醇溶蛋白比值,并显著提高面粉干/湿面筋含量。渍水显著降低了籽粒谷蛋白含量及谷蛋白/醇溶蛋白比值。干旱和渍水均显著降低籽粒淀粉产量和支链淀粉含量,直链淀粉含量提高,从而不同程度地降低籽粒直/支链淀粉比。干旱和渍水对各品种籽粒面筋指数、沉降值和降落值的影响因品种而异。与对照相比,干旱和渍水下小麦籽粒各品质性状间的相关性降低,表明土壤水分逆境下各籽粒品质特征值与正常水分条件下差异明显,从而改变了专用小麦的籽粒品质特性。     

喷灌促进小麦籽粒淀粉积累提高其品质

为研究喷灌和地面灌溉对小麦籽粒淀粉积累及其品质性状的影响,该文以中筋小麦百农矮抗58为试验材料,通过2012-2014年2个生长季的大田试验,以地面灌溉为对照,分析了喷灌对小麦籽粒淀粉及其组分积累过程、淀粉糊化特性等的影响。结果表明:1)与地面灌溉相比,喷灌显著提高了小麦总淀粉和支链淀粉的含量,降低了直链淀粉含量,进而降低了淀粉的直/支比;2)喷灌条件下小麦总淀粉和支链淀粉的积累量较地面灌溉分别显著提高了7.8%~8.0%和12.2%~12.5%(P0.05);3)喷灌条件下小麦直链淀粉的积累量较地面灌溉显著降低了8.3%~11.4%(P0.05);4)Logistics方程模拟淀粉积累过程表明,与地面灌溉相比,喷灌提高了小麦总淀粉和支链淀粉的最大积累速率、平均积累速率,但降低了直链淀粉的最大积累速率、平均积累速率;5)喷灌与地面灌溉条件下淀粉糊化特性表现出明显的不同:除糊化温度和糊化时间差异不显著外,喷灌小麦淀粉的高峰黏度、低谷黏度、稀懈值和最终黏度分别较地面灌溉提高了0.169~0.186、0.053~0.062、0.116~0.124和0.155~0.171 Pa·s(P0.05)。综上,与地面灌溉相比,喷灌有利于中筋小麦成熟期籽粒淀粉积累,并在一定程度上提高了中筋小麦淀粉品质。该研究可为小麦高产优质栽培提供理论依据。     

槲皮素对挤压大米淀粉结构及功能特性的影响

为改善挤压大米淀粉的功能特性,以米粉（rice, R）为主要原料,探究了不同槲皮素（quercetin, Q）添加量（0 ～ 10%）在挤压场下对米粉中淀粉的水溶性、吸水性、糊化特性等功能特性的影响。在此基础上,借助扫描电子显微镜（scanning electron microscopy）、X-射线衍射、红外光谱、及紫外可见光分光光度计揭示了Q在挤压场下对淀粉结构的演变规律。试验结果表明：当Q添加量为4%时,样品的吸水指数,碘结合能力均达到了最大值,且自由水弛豫时间提前;挤压体系中Q与淀粉通过氢键结合,颗粒结构变得更加立体、紧凑。与挤压米粉相比,槲皮素的添加延缓了淀粉的回生且提高了淀粉的热稳定性。根据以上结果可知,挤压体系中Q与大米淀粉复合,促进了淀粉分子链重排,进而改变淀粉的结构及功能特性,该研究可为开发抗回生的挤压大米淀粉基产品提供理论依据。     

氮肥用量对高淀粉玉米和普通玉米吸氮特性及产量和品质的影响

采用田间试验研究氮肥用量对高淀粉玉米(郑单21)和普通玉米(四密25)吸氮特性及子粒品质产量的影响。结果显示,与普通玉米相比,高淀粉玉米氮素最大吸收速率较大,出现日期早,成熟期吸氮总量高,但其子粒产量却较低。高淀粉玉米子粒中的氮素更多依赖于后期的根系吸收,而较少来源于前期营养体的氮素转移;其淀粉总量、支链淀粉含量较高,而直/支比值较低。在蛋白质及其组分含量上,郑单21含有较高的粗蛋白总量及清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量,但醇溶蛋白含量较低;在脂肪酸及其组成上,虽然郑单21的脂肪酸总量较低,但不饱和脂肪酸比例较高。在各品质组分上,支链淀粉、醇溶蛋白、软脂酸、油酸和亚油酸含量对氮肥的反应与淀粉含量、粗蛋白含量和脂肪酸总量的变化趋势基本一致,均随施氮量的增加而增加,但过量施氮则其含量下降。施氮对直链淀粉含量、清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量、硬脂酸、花生酸和亚麻酸无明显影响。     

水氮耦合对强筋冬小麦子粒蛋白质和淀粉品质的影响

在高肥力条件下,研究水氮耦合对小麦子粒产量、蛋白质含量及组成、蛋白质质量、淀粉含量及组成和淀粉品质的影响。结果表明,无论施氮与否,灌水均显著提高小麦子粒产量,同时显著降低子粒粗蛋白、单体蛋白及湿面筋含量;但不同灌水量间(W1、W2、W3)差异不显著。在低灌水频次(W0、W1)条件下,施氮具有明显的增产效应;而高灌水频次(W2、W3),施氮的增产效应不显著。随着灌水次数增加,谷蛋白总量保持稳定,而谷蛋白组分产生了显著的变化,其中可溶性谷蛋白含量呈上升趋势,不溶性谷蛋白含量和谷蛋白聚合指数呈下降趋势,粉质仪参数(形成时间和稳定时间)也呈下降趋势。小麦子粒蛋白质含量及组分和子粒品质均因施氮(N.168.kg/hm2)而有不同程度的提高,其中非面筋蛋白(清蛋白和球蛋白)的增加幅度高于面筋蛋白(醇溶蛋白和谷蛋白),可溶性谷蛋白增加幅度高于不溶性谷蛋白,即降低了谷蛋白聚合指数。水氮对子粒的淀粉含量及其组成的影响存在明显的交互效应。在不施氮肥条件下,随灌水次数增加,支链淀粉和总淀粉含量呈上升趋势;施氮条件下,各灌水处理(W1、W2、W3)的总淀粉和支链淀粉含量均显著高于不灌水处理(W0),但各灌水处理间差异不显著。随灌水次数增加,直链淀粉含量和直/支比均呈下降趋势,黏度仪指标(峰值黏度、稀值、最终黏度和反弹值)均呈上升趋势。施氮在低灌水频次(W0、W1)条件下促进支链淀粉的合成,同时降低直链淀粉含量和直/支比;高灌水频次(W2、W3)条件下则相反。     

间作和施氮对小麦和蚕豆籽粒淀粉及蛋白质含量的影响

  【目的】  探明小麦/蚕豆间作下作物籽粒淀粉和蛋白质含量的变化特征及其对氮肥施用的响应。  【方法】  小麦/蚕豆间作田间试验于2019和2020年在云南昆明进行,供试小麦品种为云麦52 (Triticum aestivum L.),蚕豆品种为玉溪大粒豆(Vicia faba L.)。种植模式包括小麦单作、蚕豆单作、小麦蚕豆间作。每个种植模式均设4个施氮水平,小麦分别为N 0、90、180、270 kg/hm2,蚕豆分别为N 0、45、90、135 kg/hm2。成熟期测定了小麦和蚕豆籽粒淀粉和蛋白质含量。  【结果】  随着氮肥施用量的增加,单作、间作小麦籽粒的淀粉含量均显著降低。在4个施氮水平下,2019和2020年间作小麦较单作小麦籽粒总淀粉含量分别提高了10%和22%,支链淀粉含量分别提高了5%和18%,直链淀粉含量分别提高了18%和28%。间作蚕豆相较于单作蚕豆显著降低了籽粒支链、直链和总淀粉含量,且年际间变异较大。2019和2020年间作小麦籽粒总蛋白含量较单作小麦分别提高了5%和6%,醇溶蛋白含量分别提高了9%和15%;蚕豆间作也较单作提高了两年的蚕豆籽粒球蛋白含量和2019年的醇溶蛋白含量,但对蚕豆籽粒总蛋白及其它蛋白组分含量无明显影响。  【结论】  小麦蚕豆间作有利于提高小麦籽粒蛋白质和淀粉含量,而对蚕豆籽粒蛋白质含量几乎无影响,因此,间作是一种具有品质优势的种植模式。     

Detection of genetic diversity in Libyan wheat genotypesusing wheat microsatellite markers

Twenty-four wheat microsatellites (WMS) wereused to estimate the extent of genetic diversity among 15 Libyanwheat genotypes. The WMS used determined 26 loci located on 20different chromosomes, and were capable of detecting 116 alleles withan average of 4.5 alleles per locus. Only two markers located on 2DSand 4DL, were monomorphic. The results indicated that the B genome(5.9 alleles per locus) was more variable than the A and Dgenomes (4.1 and 2.7 alleles per locus, respectively).Furthermore, the results obtained suggest that a relatively smallnumber of primers can be used to distinguish all genotypes used andto estimate their genetic diversity. Genetic dissimilarity valuesbetween genotypes, calculated by the WMS derived data, were used toproduce a dendrogram. The diversity within the analysed germplasm isdiscussed.     

不同品种混种对小麦产量及条锈病的影响

用"繁19"、"引11-12"、"川麦107"、"靖麦10号","青春55"、"46548-3"和"安96-8"7个不同小麦品种,组合成6个品种混种的群体,于2003～2004年、2004～2005年、2005～2006年在云南省曲靖市对其产量效应进行了多年多点试验,并在自然发病条件下,调查了6个品种混种群体对小麦条锈病发生程度的影响.结果表明,小麦品种混种的产量效应平均为+3.9%;小麦品种混种在产量上的正效应、0效应,负效应所出现的频率分别为69.4%、8.3%、22.3%;年份、地点等具体环境条件会影响小麦品种混种的产量效应.在小麦条锈病发病强度相对较高的年份,品种混种可降低条锈病病情指数.因此,品种混种在我国一些小麦产区有利用价值.     

黄淮麦区冬小麦拔节期的时空变化研究

依据黄淮麦区及其周边地区的36个农业气象观测站20a的观察资料,分析了影响冬小麦拔节期的主要因子;建立了已拔节概率随时间变化的方程,分析其重要参数的地区分布。并讨论了造成地区差异的原因和生产应用上应注意的问题。     

Thermoformed wheat gluten biopolymers

The quantity of available wheat gluten exceeds the current food use markets. Thermoforming is an alternative technical means for transforming wheat gluten. Thermoforming was applied here to wheat gluten under chemically reductive conditions to form pliable, translucent sheets. A wide variety of conditions, i.e., temperature, reducing agents, plasticizers and additives were tested to obtain a range of elastic properties in the thermoformed sheets. These properties were compared to those of commercially available polymers, such as polypropylene. Elasticity of the gluten formulations were indexed by Young's modulus and were in the range measured for commercial products when tested in the 30-70% relative humidity range. Removal of the gliadin subfraction of gluten yielded polymers with higher Young's modulus since this component acts as a polymer-chain terminator. At relative humidity less than 30% all whole gluten-based sheets were brittle, while above 70% they were highly elastic.     

Evaluation of emmer wheat and other Triticeae for resistance to Russian wheat aphid

Summary During the winters of 1990/91 and 1991/92, 181 accessions of Triticum dicoccon Schrank from the CIMMYT gene-bank were screened in the field for resistance to Russian wheat aphid, Diuraphis noxia (Kurdjumov). Accessions were sown in hill plots of 10 seeds and artificially infested with D. noxia at the two-leaf growth stage. Hills were visually assessed for damage at tillering, booting and heading. Entries differed significantly in their reaction to D. noxia, and severity of symptoms increased with time. Twenty four of the entries were highly resistant to the aphid. In winter 1991/92, 807 accessions of wild and cultivated wheats (26 species) and synthetic hexaploids were screened similarly for resistance to D. noxia. A large number of A-genome species were resistant, while few D-genome species were identified as resistant. These newly discovered sources of resistance can be used to expand the genetic base of resistance to D. noxia in both bread (T. aestivum L.) and durum wheats (T. turgidum L. convar. durum (Desf.) Mackey).     

黄淮麦区冬小麦拔节后霜冻温度出现规律研究

用37个农业气象观测站20年逐日最低气温资料,统计出现<0℃和<-1.4℃的累积频率,它们随时间的变化可用指数方程来描述。分析了表征方程特点的参数b、<0℃和<-1.4℃基本终止日期的地区分布规律。根据遭遇霜冻温度的累积频率和拔节期,找出霜冻的可能多发区,并讨论了b值在制定防御霜冻对策中的应用。     

Tolerance of wheat to Russian wheat aphids: Nitrogen fertilization reduces yield loss

The influence of nitrogen nutrition and Russian wheat aphid (Diuraphis noxia Mordvilko) infestation on morphology and grain yield of wheat (Triticum aestivum L.) was studied in growth chamber experiments. Plants were grown with nutrient solution containing 100, 50, 10, or 0 percent of the normal complement of nitrogen. Plants were infested with eight apterous adult Russian wheat aphids at the flag leaf stage (approximately 53 days after planting). The aphids remained on the plant for a period of 25 days. Aphid infestation reduced mature plant height across all nutrient solution nitrogen concentrations tested. Grain yield was reduced by aphid infestation under all nutrient solution nitrogen concentrations except 0 percent. However, the percentage of yield loss caused by aphid infestation was reduced by increased levels of nitrogen in the nutrient solution. These results suggest that nitrogen fertilization might be a useful strategy for limiting yield loss caused by Russian wheat aphid in plants that are deficient in nitrogen.     

田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦种子侵染的促生作用及其在根系内的定殖

选取8个常见小麦品种,通过室内限菌试验筛选出对于田菁茎瘤固氮根瘤菌Azorhizobium caulinodans ORS571 (A.caulinodans) 侵染响应敏感的品种,研究了浸种侵染、菌液浓度和添加葡萄糖对接菌小麦幼苗生长的影响,并结合荧光显微镜检测绿色荧光蛋白（GFP）标记A.caulinodans在小麦幼苗根系内的分布与定殖规律。结果表明:小偃22为响应敏感品种;在室内限菌条件下,浸种侵染小偃22幼苗平均根长和平均株高分别较对照增加了17.04%和8.37%;最适菌液浓度为1.0108个/mL;在菌液中添加1g/L葡萄糖有助于A.caulinodans浸种侵染和定殖。荧光显微镜检测结果显示,GFP标记A.caulinodans从小麦幼苗根毛和侧根裂隙处进入,定殖于根维管组织等部位。田间试验结果进一步表明A.caulinodans浸种侵染对不同小麦品种均具较明显的促生作用。     

冬小麦||菠菜-番茄宽垄浅沟节水栽培中冬小麦水分利用效率研究

垄作小麦(Triticum aestivum L.)和间套作技术是我国华北地区农业生产中的重要种植模式之一。本研究结合华北地区严重缺水的实际, 以平作小麦、垄作小麦作为复种模式中冬小麦的对照, 平作菠菜(Spinaciaoleracea L.)复种番茄(Lycopersicon esculentum Miller)为复种模式中菠菜和番茄的对照(平作采用漫灌, 起垄栽培作物均采用沟内灌水), 研究了垄作小麦间作菠菜复种1 季番茄这一间套模式中冬小麦的产量和水分利用效率。结果表明, 垄作小麦及垄作小麦间作菠菜复种番茄比平作小麦减产11%, 减产是由于没能充分发挥边际效应而使得穗数降低。3 种模式的水分利用效率比较表明, 平作小麦水分利用效率最高, 其次是垄作小麦, 间套作条件下的垄作小麦水分利用效率最低。垄作小麦的水分利用效率低于平作小麦, 是因为冬小麦对沟内水分利用不充分, 而试验中降水、灌溉水主要存留于沟内。在垄作小麦沟内套种菠菜, 获得了与单作菠菜相同的产量, 说明冬小麦不影响菠菜产量。收获菠菜后接茬移栽番茄, 移栽时间应尽量后移, 可减少共生期, 便于田间管理和番茄生长。小麦、菠菜、番茄间作套种, 如果品种选择合理、时机恰当, 可以在小麦等粮食作物不减产的情况下, 增收2 茬蔬菜。