氮素形态对两个不同氮效率小麦品种籽粒蛋白质的影响

为探索提高氮素利用率的途径，采用盆栽方法研究了两个不同氮效率小麦品种籽粒蛋白质形成的差异及不同形态氮素对其的影响。结果表明，高氮吸收型小麦品种秦麦11灌浆期籽粒GS、GPT活性、蛋白质及其组分含量均大于低氮吸收型小麦品种扬9817。不同氮素形态对两个不同氮效率小麦品种籽粒蛋白质及其动态变化、蛋白组分含量及其动态变化的影响不同。高氮吸收型小麦品种秦麦11籽粒蛋白质及其组分含量均表现为酰胺态氮处理〉铵态氮处理〉硝态氮处理。处理间蛋白质含量、球蛋白含量、谷蛋白含量的差异达到显著水平。低氮吸收型小麦品种扬9817籽粒蛋白质含量、清蛋白含量、球蛋白含量、醇溶蛋白含量均表现为酰胺态氮处理〉硝态氮处理〉铵态氮处理，谷蛋白含量在酰胺态氮处理下最高，硝态氮处理下最低，处理间清蛋白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量的差异达到显著水平。     

优良食味水稻品种籽粒蛋白质积累特征及其对氮素水平的响应

【目的】探讨优良食味水稻品种的籽粒蛋白质积累特征及其对氮素水平的响应。【方法】以食味值不同的常规粳稻和杂交稻为材料,在结实期设置不同氮素施用水平处理,分析不同类型品种在不同氮素水平下的蒸煮食味品质及其与稻米蛋白质及其组分含量的关系。进一步分析各品种在不同氮素水平下稻穗不同部位的氨基酸含量及籽粒蛋白质含量在结实期的动态变化,总结优良食味水稻品种的籽粒蛋白质积累特征及其对氮素水平的响应特征。【结果】优良食味水稻品种籽粒蛋白质含量较低,且随着氮素水平的增加而上升;优良食味水稻崩解值较高,消减值较低;蒸煮食味品质受氮素水平影响较小。优良食味水稻品种蛋白组分含量较低,且稻米蛋白质含量与食味品质呈显著负相关。在常规粳稻中,稻米食味值与清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量均显著负相关;在杂交稻中,稻米食味值与醇溶蛋白和谷蛋白含量显著负相关。优良食味水稻品种籽粒充实过程中游离氨基酸含量较低,并呈现较低水平的蛋白质积累。而食味较差品种灌浆期籽粒的氨基酸含量较高,成熟籽粒蛋白质含量也较高,且氮素供应水平提升其籽粒蛋白质含量的效应更为显著。【结论】优良食味水稻品种的籽粒蛋白质含量较低,与其充实过程中蛋白质积累水平较低有紧密关系,且受氮素水平影响较小。     

氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响

为给小麦优质生产中合理施用氮肥提供理论依据,以小麦品种豫麦34为材料,采用盆栽方法研究了三种氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,小麦叶片、茎、鞘和籽粒中游离氨基酸含量均以开花期最高;穗轴和颖壳中游离氨基酸含量以花后10 d最大;各叶位游离氨基酸含量高低表现为旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。三种氮素形态处理比较,各器官中（开花期倒三叶、倒四叶、穗轴和颖壳除外）游离氨基酸含量于花后30 d前均以酰胺态氮处理最大,铵态氮和硝态氮处理下互有高低,花后30 d以酰胺态氮处理最低;硝态氮处理下籽粒球蛋白含量最高,铵态氮处理下醇溶蛋白和麦谷蛋白含量最高,酰胺态氮处理下清蛋白含量、麦谷蛋白/醇溶蛋白比值、蛋白质含量最高,氮素形态间差异显著。说明施用酰胺态氮肥能够提高籽粒灌浆前、中期地上各器官中游离氨基酸含量,促进灌浆后期游离氨基酸向籽粒中的转运,提高籽粒蛋白质含量,因此,酰胺态氮肥是豫麦34品质栽培中首选的氮源。     

盐分胁迫对小麦籽粒蛋白质及其组分含量变化动态的影响

为了明确盐分对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响，分析了3种不同盐分含量的土壤上小麦籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化。结果表明，随着土壤盐分浓度的增加，小麦籽粒蛋白质含量提高，表现为S3（土壤盐分含量1．6129g／kg）〉S2（土壤盐分含量1．2656g／kg）〉SI（土壤盐分含量0．674g／kg）；小麦籽粒蛋白质积累量随盐分浓度的提高而下降，S2与S1处理间籽粒蛋白质含量和积累量差异均达显著水平，S3与S2和S1间差异均达极显著水平。盐分胁迫条件下小麦籽粒蛋白质含量呈高一低一高的“V”型变化，与正常生长条件下蛋白质含量的变化动态一致。小麦籽粒蛋白质各组分含量随土壤盐分浓度的增加而增加，各处理间的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量差异均达显著或极显著水平。从各组分占总蛋白的比例来看，清蛋白、球蛋白、谷蛋白的比例随着土壤含盐量的增加而下降，醇溶蛋白的比例则随土壤含盐量的增加而增加，谷／醇比随着土壤含盐量的增加而下降。     

热处理对小麦籽粒蛋白质组分的影响

根据小麦籽粒蛋白质的溶解性不同，将3个不同面筋强度的小麦品种在不同温度下处理，分析了其籽粒中球清蛋白，醇溶蛋白，乙酸可溶性麦谷蛋白和乙酸不溶性谷蛋白的含量和比例。结果表明，高温（90℃和110℃）处理强筋和中强筋小麦，球清蛋白和乙酸可溶性麦谷蛋白的含量下降，醇溶蛋白的含量不变，乙酸不溶性蛋白的含量上升，高温处理弱筋小麦，球清蛋白，醇溶蛋白和乙酸可溶性麦谷蛋白的含量下降，乙酸不溶性蛋白的含量上升，讨论了高温处理使强面筋和中强面筋小麦品质劣化，使弱面筋小麦的品质改善的原因。     

播种期和氮肥用量对春大麦灌浆期籽粒蛋白质和游离氨基酸含量的影响

为提供更合理的氮肥运筹和适宜播期以促进大麦的优质高产,以蒙啤1号、蒙啤3号、甘啤4号、垦啤7号4个春大麦品种为试材,研究了不同施氮水平和播期处理下内蒙古东部灌区春大麦灌浆期间籽粒蛋白质含量和游离氨基酸含量及其与成熟期籽粒蛋白质含量的相关性。结果表明,随着播期的推迟,相同灌浆期4个品种的籽粒游离氨基酸含量和蛋白质含量均呈升高的趋势;随着施氮量的增加,相同灌浆期4个品种的籽粒游离氨基酸含量和蛋白质含量均呈先升高后降低的趋势。成熟期籽粒蛋白质含量与花后7d、28d和35d籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关。逐步回归分析结果表明,影响成熟期籽粒蛋白质含量最大的是花后28d籽粒蛋白质含量,而通径分析结果显示,对成熟期籽粒蛋白质含量影响最大的是花后14d的籽粒蛋白质含量。成熟期籽粒蛋白质含量与灌浆期籽粒游离氨基酸含量的相关性均达到极显著水平,对成熟期籽粒蛋白质含量影响最大的是花后7d的游离氨基酸含量,其次是花后21d的游离氨基酸含量。     

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     

小偃6号小麦籽粒蛋白质组份含量形成动态规律及其氮素调节效应 …

利用科小麦品种小偃６号作供试材料，系统地研究了在不同氮素水平条件下其籽粒蛋白质组份含量的动态变化规律。结果表明，随着小麦籽粒的发育，清蛋白呈由高到低的变化，政治协商会议蛋白相对稳定，而醇溶蛋白和谷蛋白逐渐增加，这种规律不因施氮量而改变，而施氮量改变了各组份的量值，主要是增加了醇溶蛋白和谷蛋白的含量。     

小偃6号小麦籽粒蛋白质组份含量形成动态规律及其氮素调节效应的研究

利用冬小麦品种小偃６号作为供试材料，系统地研究了在不同氮素水平条件下其籽粒蛋白质组份含量的动态变化规律．结果表明，随着小麦籽粒的发育，清蛋白呈由高到低的变化，球蛋白相对稳定，而醇溶蛋白和谷蛋白逐渐增加，这种规律不因施氮量而改变，而施氮量改变了各组份的量值，主要是增加了醇溶蛋白和谷蛋白的含量。     

氮代谢和贮藏蛋白生物合成对小麦面筋品质形成的影响

为探讨不同类型小麦品种面筋品质形成的机制,以面筋强度不同的西农20、西农836、周麦18和西农977为材料,比较分析其面筋结构特性、籽粒灌浆过程蛋白组分积累动态、氮代谢和贮藏蛋白合成相关基因表达的差异,并从生理水平和转录水平探究氮代谢和贮藏蛋白生物合成相关基因表达对小麦面筋品质形成的影响。结果表明,西农20的面团形成时间、稳定时间、蛋白质弱化度最高,其次是西农836、周麦18、西农977;西农20的面筋中二硫键和β-折叠含量最高,而表面疏水性和α-螺旋/β-折叠最低,表现为面筋微观网络交联更加致密;籽粒灌浆期间醇溶蛋白、谷蛋白、谷蛋白大聚体(GMP)快速积累,成熟期西农20籽粒中总蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白及GMP含量比其他三个品种都高;旗叶和籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)和谷丙转氨酶(GPT)活性及其基因表达水平在西农20中最高,从而加强了其旗叶和籽粒中氨基酸代谢;贮藏蛋白合成相关基因 x/y-HMW、 LMW-A/B/D、 TaGAMyb、 TaPBF、 TaSPA、 TaPDIL2-1、 TaSUMO1和 TaPPIase的表达水平也在西农20中最高。这说明小麦籽粒灌浆期间氮代谢和贮...     

水氮互作对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响

为了给强筋小麦高产优质高效栽培提供理论依据,以高产强筋小麦品种济麦20为材料,研究了施氮量和灌溉量对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响.结果表明,施氮量由120 kg*ha-1(N1)增加至240 kg*ha-1(N2),籽粒蛋白质含量、清蛋白和球蛋白含量增加,(醇溶蛋白+麦谷蛋白含量)/(清蛋白+球蛋白含量)比值(谷醇/清球比值)降低,面团稳定时间缩短.同一施氮量条件下,由不灌水(W0)到灌2水(W1),籽粒蛋白质含量增加,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间缩短;由灌2水(W1)到灌3水(W2)和5水(W3),籽粒蛋白质含量降低,蛋白质组分中清蛋白和球蛋白含量升高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量降低,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间亦缩短.以上结果表明,在本试验条件下,增加施氮量和灌水量导致面团稳定时间缩短,原因是清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例,即谷醇/清球比值降低.     

Responses of glutamine synthetase activity and gene expression to nitrogen levels in winter wheat cultivars with different grain protein content

Glutamine synthetase (GS) plays a central role in plant nitrogen (N) metabolism, which improves crops grain protein content. A pot experiment in field condition was carried out to evaluate GS expression and activity, and grain protein content in high (Wanmai16) and low grain protein (Loumai24) wheat cultivars under two N levels (0.05 and 0.15 g N kg⁻¹ soil). High nitrogen (HN) resulted in significant increases in GS1 and GS2 expression at 10 days after anthesis (DAA), and higher GS activity during the entire grain filling stage. HN also significantly increased yield, grain protein content and protein fraction (except for glutenin of Luomai24) in two wheat cultivars, which indicated that it increased grain yield and protein content by improving nitrogen metabolism. Wanmai16 showed higher grain protein content, gliadin and glutenin content, and had higher expression level of GS2 both in flag leaves and grains at early grain filling stage. However, Luomai24 had greater yield and higher expression level of GS1. The difference expression of GS2 and GS1 genes indicates they had various contributions to the accumulation of protein and starch in wheat grains, respectively. The results suggest that GS2 would be serving as a potential breeding target for improving wheat quality.     

春小麦籽粒淀粉和蛋白质积累与底物供应的关系

利用产量和蛋白质含量不同的三个春小麦品种,在盆栽条件下,研究了籽粒灌浆过程中淀粉和蛋白质积累与可溶性糖、游离氨基酸含量变化的关系。结果表明,开花后5～20 d三个品种籽粒可溶性糖含量急剧下降,对应时期的淀粉含量快速上升,后期当可溶性糖含量回升时,其相应淀粉含量下降或增加的幅度很小。籽粒游离氨基酸含量随着灌浆进程渐次降低,品种间蛋白质含量的变化与游离氨基酸的变化一致。所有品种淀粉积累速率变化呈抛物线型变化,高产中蛋白品种的淀粉积累速率最高。进一步认为,可溶性糖作为淀粉合成的底物向淀粉的转化可能更多地依赖于籽粒利用和合成能力的大小,而蛋白质积累更多地直接依赖供应源。     

不同温光型专用小麦品种花后旗叶生理与籽粒淀粉积累特性

为探索不同温光型专用小麦籽粒淀粉的积累规律及其与植株生长状况的关系,在大田条件下,以2类温光型和3种筋型的小麦品种为材料,研究花后旗叶的生理特性和籽粒淀粉及组分积累情况。结果表明,旗叶中叶绿素含量在灌浆前期(0~21d)维持较高,后期迅速下降,但2个弱筋型品种下降速度缓慢;半冬性品种旗叶中可溶性蛋白含量均大于弱春性品种,而丙二醛(MDA)含量小于弱春性品种,差异均达极显著水平(P0.01)。不同筋型籽粒淀粉组分和总淀粉的积累动态以弱筋型品种最具优势,其直链淀粉含量均在花后14d进入快速增长期,支链淀粉和总淀粉含量在花后28d仍在持续增加,最终以半冬性弱筋品种的籽粒产量和淀粉产量最高(P0.01)。灌浆前期(0~21d),叶绿素、可溶性蛋白含量与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈显著和极显著的相关性(P0.01,P0.05);灌浆后期(21~28d),与直链淀粉的相关性不显著,而叶绿素含量与支链淀粉含量的相关性增大。由此可见,旗叶维持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量,较低的丙二醛含量在灌浆前期有利于直链淀粉的积累,后期有利于支链淀粉的积累。     

Multiple heat and drought events affect grain yield and accumulations of high molecular weight glutenin subunits and glutenin macropolymers in wheat

Spring wheat plants were subjected to water deficit and/or high temperature episodes at spikelet initiation, anthesis or both stages. The stresses modified the early dough stage and maturity, shortened the kernel desiccation period and caused grain yield loss. Plants subjected to stress at the early growth stages had higher grain yields than the non-early-stressed plants when stress reoccurred at anthesis. Concentrations of high molecular weight glutenin subunits in grain were up-regulated by the single early drought, the early drought combined with late heat and the double drought stress treatments, but was down-regulated by the early heat and double heat stress events. Concentration of glutenin macropolymers was increased by the single early drought episode, the single late drought and heat events, as well as the early drought combined with the late heat stress, but was reduced by the early heat stress and double heat events.     

播后镇压和冬前灌溉对土壤条件和冬小麦生育特性的影响

为揭示冬灌和镇压的作用,以冬小麦品种石新828和石麦12号为材料,研究了冬灌和镇压措施对麦田土壤水热条件和冬小麦生育特性的影响。结果表明,与不冬灌相比,冬灌条件下,冬季和春季土壤含水量提高,土壤温度较稳定。与不镇压相比,镇压处理的冬前和起身期土壤含水量及冬前夜间土壤温度提高。冬灌处理冬小麦在越冬后各时期的总茎数、LAI、干物质积累量有所降低,开花期叶片光合速率显著下降,灌浆后期叶片SPAD值下降也较快,每穗总小穗数、结实小穗数、穗粒数和产量均减少。镇压使小麦开花前干物质积累量减少,但对成熟期干物质积累量影响不显著,因为开花后光合速率提高,叶片SPAD值下降较缓慢,开花后干物质积累较多。镇压处理成熟期的单位面积穗数降低,但由于穗粒数和千粒重提高,镇压与不镇压的产量差异不显著。从本研究结果看,冬灌是一项防冻保苗的有效措施,与播后镇压配合可减缓冬季低温和温度剧烈变化对小麦的不利影响。     

追氮时期和基追比例对强筋小麦产量和品质的调控效应

为给小麦高产优质栽培中氮肥合理运筹提供依据,以济麦20号为材料,在施氮量为240kg·hm-2下,研究追氮时期(起身、拔节、孕穗、开花)和基追比例(1∶1、3∶7和3∶17)对强筋冬小麦产量和品质的调控效应。结果表明,起身期和拔节期追氮处理间产量差异不显著,但二者显著高于孕穗期和开花期追氮处理。起身和拔节期增加追氮比例可提高产量,孕穗和开花期增加追氮比例则使产量降低。在起身和拔节期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白含量随追氮比例增加均呈下降趋势;在孕穗和开花期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白随追氮比例增加呈上升趋势。在各时期增加追氮比例均可提高谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间。在一定的基追比条件下,拔节期追氮处理的谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均高于起身期追氮处理,追氮时期自拔节期后移至孕穗和开花期时谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均不同程度降低。本试验条件下,综合考虑产量和品质,强筋小麦济麦20号以基肥∶拔节肥比例为3∶17为最佳氮肥运筹方式。