前沿动态

<正>重要调控蛋白影响水稻籽粒蛋白含量和营养品质水稻籽粒的90%以上都是淀粉和蛋白,包括谷蛋白、醇溶谷蛋白、球蛋白和白蛋白四种籽粒蛋白。籽粒蛋白质含量(GPC)是决定谷物营养品质的关键决定因素,GPC一直是提高水稻籽粒营养品质的热门靶标。水稻GPC由复杂的多基因家族和多肽混合物决定,人们已经从各种突变谷物中分离出了许多影响GPC的基因/调控子,然而并未克隆     

OsAAP6基因在不同氮肥条件下的表达分析及其对水稻籽粒营养品质的影响

[目的]调查不同氮肥水平处理对水稻OsAAP6基因表达的影响,并进一步探究OsAAP6基因在不同氮肥条件下对其水稻籽粒中蛋白质(包括谷蛋白、醇溶蛋白、球蛋白和清蛋白)含量和氨基酸含量等营养品质的影响作用,为今后利用OsAAP66基因提高稻米营养品质提供参考。[方法]设置5个氮肥浓度梯度,在水稻OsAAP6遗传材料中分别检测OsAAP6基因的表达水平,并利用近红外谷物分析仪和考马斯亮蓝G-250法检测分析其成熟种子中蛋白质含量和氨基酸含量等稻米营养品质性状。[结果]随着田间氮肥施加量的增加,OsAAP6基因的表达水平明显提高,并能显著促进水稻籽粒中谷蛋白的积累,进而增加水稻籽粒中总蛋白质的含量;在氮肥浓度较高的条件下,OsAAP6基因有助于提高水稻籽粒中总必需氨基酸的含量;随着氮肥施加量的增加,OsAAP6基因能够显著提高水稻籽粒中总氨基酸的含量。[结论]OsAAP6基因随着田间氮肥浓度的增加,其表达水平不断升高,并能促进水稻籽粒中蛋白质含量和氨基酸含量等稻米营养品质的提高,这为今后利用OsAAP6基因提高稻米的营养品质提供了重要参考。     

冬小麦籽粒蛋白质组分的形成规律及其调控研究

冬小麦灌浆期间籽粒蛋白质各组分形成时间不同,清蛋白和球蛋白主要在籽粒形成期和灌浆前期形成;醇溶蛋白和谷蛋白主要在灌浆期形成,直至成熟后仍有增长。增加施N量,或中后期追N或喷N等措施对增加醇溶蛋白和谷蛋白效果显著,对籽粒的加工品质有所改善,但对清蛋白和球蛋白含量影响较小,对改善营养品质作用有限。     

分期施钾对冬小麦籽粒蛋白质组分和加工品质的影响

以强筋小麦品种藁城8901和济南17为试验材料,设置不施用钾肥(K0)、基施钾肥120 kg/hm2(K1)和基施钾肥60 kg/hm2+拔节期追施钾肥60 kg/hm2(K2)3个处理,研究分期施钾对小麦籽粒产量、籽粒粗蛋白含量、籽粒蛋白各组分(清蛋白+球蛋白、醇溶蛋白、麦谷蛋白、可溶性谷蛋白、不溶性谷蛋白)含量和小麦籽粒品质的影响。结果表明,分期施钾处理的籽粒产量显著高于不施钾和一次性基施钾肥的处理;与一次性基施钾肥处理相比较,分期施钾对籽粒粗蛋白含量和清球蛋白含量无显著影响,但显著降低醇溶蛋白的含量,提高籽粒谷蛋白含量,且对可溶性谷蛋白和不溶性谷蛋白含量的影响程度不同,结果导致谷蛋白聚合指数(不溶性谷蛋白/谷蛋白总量)、谷/醇比提高;分期施钾处理的面团形成时间、面团稳定时间和面包体积等品质指标显著优于不施钾和一次性基施钾肥处理;试验表明,施钾主要是通过提高谷/醇比和谷蛋白聚合指数来改善小麦加工品质和面包烘焙品质的;分期施钾有利于强筋小麦籽粒产量和品质的同步改善。     

高粱籽粒赖氨酸含量基因效应的研究

高粱籽粒蛋白质含量及其品质一直是育种家们追求的重要选种目标。关于高粱籽粒蛋白质含量和品质的遗传研究已有若干报道、,但涉及高粱籽粒蛋白质品质方面基因效应的研究报道并不多。组成高粱籽粒总蛋白的4种组分蛋白(清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶谷蛋白)的含量比率决定蛋白质的品质,其中赖氨酸作为必需氨基酸,是第一限制因子,研究其遗传规律对高粱籽粒蛋白质改良有重要意义。我们从1988～1990年应用 Hayman 模型对高粱籽粒总蛋白及其4种组分蛋白和赖氨酸含量等品质性状进行了较系统的基因效应研究,本文是有关赖氨酸含量部分的研究结果。     

喷施ABA对小麦籽粒谷蛋白组分含量及GMP粒度分布的影响#br#

【目的】探讨喷施外源激素ABA引起小麦籽粒谷蛋白组分及谷蛋白大聚合体(glutenin macro-polymer, GMP)粒度分布的变化,为激素调控改善小麦籽粒品质提供理论依据。【方法】以冬小麦品种山农8355和山农15为试验材料,通过大田试验研究喷施外源ABA对小麦籽粒谷蛋白组分含量及GMP粒度分布的影响。【结果】在孕穗末期和籽粒形成期喷施ABA(浓度12 mg&#8226;kg-1,用量45 mL&#8226;m-2)均能提高籽粒粗蛋白及谷蛋白含量,同时,籽粒中高、低分子量不溶性谷蛋白含量均有所增加。特别是在孕穗期喷施ABA,山农8355和山农15两品种籽粒中高、低分子量不溶性谷蛋白含量与对照相比均达到显著水平,但喷施ABA对籽粒中可溶性谷蛋白含量影响相对较小。不论是孕穗期还是籽粒形成期喷施ABA均能增加GMP含量与产量,并改变籽粒中GMP的粒度分布,尤其是对其体积及表面积分布影响相对较大。相关分析表明,高、低分子量不溶性谷蛋白、GMP含量及GMP/Pr.比值均与GMP小颗粒(d<15 um)粒度分布呈现负相关,与大颗粒(d≥15 um)粒度分布的关系呈正相关。【结论】 喷施外源ABA可以改变籽粒中谷蛋白组分及GMP粒度分布,从而影响小麦籽粒品质。     

用15N示踪研究小麦品种 Ⅱ.后期施N肥对冬小麦籽粒品质及籽粒蛋白质组分的影响

本文主要用~(15)N 研究示踪后期追施肥对冬小麦籽粒品质及蛋白质组分的影响。试验结果表明随追肥时期后延,面粉中的蛋白质和赖氨酸含量逐渐增加,但蛋白质中的赖氨酸的含量逐渐降低,从组分氨基酸的分析结果看:盐溶蛋白的必需氨基酸最平衡,谷蛋白和残渣蛋白居中,醇溶谷蛋白最差。随籽粒蛋白质含量的增加、谷蛋白和残渣蛋白的比例较稳定,盐溶蛋白则逐渐降低、醇溶谷蛋白逐渐提高。当以面粉中的各组分百分含量表示时,盐溶蛋白在处理间无显著差异,残渣蛋白也较稳定,醇溶谷蛋白和谷蛋白的百分含量均随蛋白质的百分含量增加而增加。另外随蛋白质含量的提高,面粉沉淀值显著增加,从分析结果看,沉淀值与醇溶谷蛋白和谷蛋白有高度相关。试验结果还表明:杨花期施肥对面粉中的谷蛋白含量贡献最大。其次是醇溶谷蛋白。无论是营养品质还是烘烤品质,同一处理均是 NE_(70112)优于农大139。     

喷施ABA对小麦籽粒谷蛋白组分含量及GMP粒度分布的影响

【目的】探讨喷施外源激素ABA引起小麦籽粒谷蛋白组分及谷蛋白大聚合体(glutenin macro-polymer,GMP)粒度分布的变化,为激素调控改善小麦籽粒品质提供理论依据。【方法】以冬小麦品种山农8355和山农15为试验材料,通过大田试验研究喷施外源ABA对小麦籽粒谷蛋白组分含量及GMP粒度分布的影响。【结果】在孕穗末期和籽粒形成期喷施ABA(浓度12 mg.kg-1,用量45 mL.m-2)均能提高籽粒粗蛋白及谷蛋白含量,同时,籽粒中高、低分子量不溶性谷蛋白含量均有所增加。特别是在孕穗期喷施ABA,山农8355和山农15两品种籽粒中高、低分子量不溶性谷蛋白含量与对照相比均达到显著水平,但喷施ABA对籽粒中可溶性谷蛋白含量影响相对较小。不论是孕穗期还是籽粒形成期喷施ABA均能增加GMP含量与产量,并改变籽粒中GMP的粒度分布,尤其是对其体积及表面积分布影响相对较大。相关分析表明,高、低分子量不溶性谷蛋白、GMP含量及GMP/Pr.比值均与GMP小颗粒(d15 um)粒度分布呈现负相关,与大颗粒(d≥15 um)粒度分布的关系呈正相关。【结论】喷施外源ABA可以改变籽粒中谷蛋白组分及GMP粒度分布,从而影响小麦籽粒品质。     

外源ABA和GA对小麦籽粒HMW-GS含量及GMP粒度分布的影响

在小麦籽粒灌浆初期,通过喷施外源脱落酸(ABA)或赤霉素(GA),探讨外源ABA或GA对籽粒蛋白质、高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)表达量及谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的影响,为激素调控小麦籽粒品质提供理论依据。结果表明,灌浆初期喷施ABA均能显著提高籽粒蛋白、HMW-GS含量;喷施GA对籽粒蛋白含量无显著影响,但能显著降低籽粒HMW-GS含量;外源ABA或GA均能改变籽粒中GMP粒度的分布,其中喷施ABA降低了小粒径(d12μm)GMP颗粒体积和表面积比重,提高了大粒径(d≥12μm)GMP颗粒体积和表面积比重,而GA处理结果恰好相反;且2个处理均对GMP颗粒数量比重无显著影响。     

小麦品种籽粒蛋白质品质的研究

对小麦品种籽粒蛋白质品质性状的系统分析认为,籽粒的蛋白质品质主要由籽粒的蛋白质含量、氨基酸特别是限制性氨基酸含量、蛋白质组分、蛋白质组分中的氨基酸构成和含量、面筋含量、沉淀值及谷蛋白高分子量亚基的数量等亚性状组成;当品种的蛋白质含量相同时,蛋白质组分也可以表现出较大的差异;清蛋白和球蛋白中限制性氨基酸含量较高,醇溶蛋白中含量较低;谷蛋白高分子亚基的数量和湿面筋含量对面包的烘烤体积影响较大,其次为沉淀值和贮藏性蛋白质的含量。     

施氮量对低谷蛋白水稻籽粒品质及蛋白质组分的影响

为探明施氮量对低谷蛋白水稻功能成分的影响,以低谷蛋白水稻D105为材料,在大田栽培条件下,设置0、90、135、180、225 kg·hm^-2 5个施氮处理(N0-N4),研究不同氮肥水平对籽粒蛋白质组分含量动态变化及加工品质的影响,并分析了各组分蛋白比例变化。结果表明,灌浆结实期D105籽粒总蛋白含量及各组分蛋白含量随着施氮量的增加而增加,成熟期(花后35 d)籽粒清蛋白和醇溶蛋白在各施肥处理下差异均不显著,而球蛋白和谷蛋白则表现出不同的差异性,说明不同的施氮量对清蛋白和醇溶蛋白的影响较小,对球蛋白和谷蛋白的影响较大,但不改变各组分蛋白的比例;在N2(135 kg·hm^-2)-N3(180 kg·hm^-2)处理下,稻米的加工品质和食味品质表现良好,在N4(225 kg·hm^-2)处理时,稻米综合品质降低。综上,实现低谷蛋白水稻D105优质的适宜施氮范围为N2-N3,建立谷蛋白相对于总蛋白的比例与施氮量的线性方程y=6E-05x²-0.02x+39.672 (R²=0.999 1),计算得出最适宜施氮量为166.67 kg·hm^-2。     

谷物和油料中各类蛋白质分光光度法直接测定

粮食中各类蛋白质的相对含量是评价营养价值的重要指标谷物蛋白分四类,郎白蛋白、球蛋白、醇溶谷蛋白和谷蛋白(表1)。这些蛋白中人类营养所必需的氨基酸含量差异很大,其中醇溶谷蛋白必需氨基酸,特别是赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量很低。表2是稻米各类蛋白中必需氨基酸的含量水平。     

高温胁迫对水稻贮藏蛋白质的组成和积累形态的影响

 【目的】稻米蛋白质的含量及组成是稻米品质和营养价值的重要指标,本研究旨在揭示高温胁迫对稻米贮藏蛋白质的组成和积累形态的影响。【方法】设置试验对灌浆期水稻进行高温胁迫处理,对稻米蛋白质各组分的积累动态进行分析。【结果】25℃处理在灌浆过程,籽粒单粒重和贮藏蛋白质积累过程与积累形态上都与自然生长条件下表现一致。而35℃的高温胁迫处理加速了灌浆过程,降低了籽粒单粒重。高温胁迫不仅增加了粗蛋白的含量,而且改变了贮藏蛋白质的组成和积累形态,如使醇溶蛋白的相对含量较对照降低了7.5%。高温处理虽然没有改变主要贮藏蛋白质谷蛋白的相对含量,却导致谷蛋白的两个亚基的相对含量较对照降低了12.7%,同时使57 kD谷蛋白前体及57 kD以上谷蛋白聚合体的积累增加了19.5%。【结论】在高温胁迫条件下水稻贮藏蛋白质的组成和积累形态发生了改变,谷蛋白两个亚基含量和醇溶蛋白含量的降低与籽粒氮素供应能力和蛋白质合成能力无关,而与蛋白质翻译后的转化、转运、聚合及降解等过程紧密相关。57 kD谷蛋白前体及57 kD以上谷蛋白聚合体的积累可能对稻米的食味与加工品质产生影响。     

施磷量对不同类型专用小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响

以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为供试材料,在缺磷土壤(速效磷含量为4.10 m g.kg-1)上以施磷量为试验因素,研究施磷量对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明:施磷能显著调控小麦籽粒蛋白质及其组分含量。不同类型小麦品种施磷量与籽粒蛋白质含量均呈抛物线关系,适量施磷可增加蛋白质含量而改善中、强筋小麦籽粒品质,不同施磷量处理弱筋小麦籽粒的蛋白质含量均小于115 m g.g-1,符合国家标准GB/T 17893-1999;施磷对不同类型小麦品种籽粒蛋白质各组分含量的调控幅度不一,主要增加中、强筋小麦籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量以及弱筋小麦籽粒谷蛋白含量。综合考虑施磷量对不同类型专用小麦籽粒产量和品质的影响,在设计的试验条件下,强筋小麦适宜施磷(P2O5)量为144 kg.hm-2,中、弱筋小麦为108 kg.hm-2。     

小麦籽粒蛋白质组分及其与面条品质的关系

 采用新的蛋白质组分分离方法,对黄淮部分冬麦区25个小麦品种籽粒的单体蛋白含量、可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量进行了分析,同时对各蛋白质组分与其它蛋白质指标、面条品质的关系进行了研究。结果发现,黄淮冬麦区小麦的平均单体蛋白、可溶性谷蛋白和不溶性谷蛋白的比例为3.7∶1.0∶1.8;与有关文献比较,分析样品的单体蛋白含量偏低,可溶性谷蛋白含量偏高,不溶性谷蛋白含量较低,这可能就是面包小麦和面条小麦在蛋白质组成上的本质区别。单体蛋白对于面条拉伸特性作用小于谷蛋白。可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量与其它蛋白质     

不同化控处理对中麦8号产量和品质的影响

以中筋小麦品种中麦8号为试验材料,研究了不同化控处理对小麦产量和品质的影响。结果表明,喷施不同的化控剂对小麦的产量和品质有不同的影响。研究表明,返青期喷施多效唑有助于清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和可溶性蛋白含量的提升;喷施抗倒型吨田宝有利于小麦农艺性状的改善以及总蛋白和谷蛋白含量的提高;喷施抗逆型吨田宝有助于改善小麦农艺性状,同时提高了籽粒产量和谷蛋白含量。三者均改善了面粉品质。     

外源多胺和乙烯对小麦籽粒品质的影响

以‘西农538’和‘周麦22’为材料,在灌浆期分别喷施亚精胺(Spd)、腐胺(Put)和乙烯(Eth),研究外源多胺和乙烯对小麦籽粒品质的影响。结果表明:灌浆期喷施Spd,2个品种籽粒的清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白相比对照均有所提高,面筋质量分数、沉降值等加工品质指标均有不同程度的上升趋势,直链淀粉质量分数下降但未达显著水平,小麦品质得到改善。而喷施Put的效果相反但未达到显著影响。Eth提高清蛋白和球蛋白质量分数,但显著降低醇溶蛋白和谷蛋白质量分数以及面筋质量分数、沉降值等加工品质指标。说明通过化学调控等途径增加籽粒Spd浓度或降低Put和Eth浓度,可以在一定程度上改善小麦的籽粒品质。     

不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响

选取了10个大麦品种种植在三种氮肥施用时期下,研究氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响。实验结果表明:不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质含量影响显著;品种间蛋白质及其三种组分含量差异均极显著;谷蛋白含量的氮肥施用时期与品种的互作效应极显著,蛋白质含量其二者互作效应也显著。同时,大麦籽粒蛋白质含量与醇溶蛋白含量和谷蛋白含量分别存在极显著和显著正相关;盐溶蛋白含量与谷蛋白含量也呈极显著正相关。     

不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响

[目的]研究不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响。[方法]采用盆栽试验方法,研究不同镉浓度对水稻不同生育期根系活力、成熟期水稻植株和籽粒中镉含量、籽粒品质的影响。[结果]随着镉浓度的增加,水稻根系明显下降,植株中镉含量增加,糙米中蛋白质含量降低。[结论]土壤镉污染降低水稻根系活力和稻米营养品质。     

小麦籽粒蛋白质组分含量的动态模拟研究

 【目的】建立小麦籽粒蛋白质组分含量的动态模拟模型,以期为预测小麦籽粒品质状况提供关键技术支持。【方法】通过定量分析不同品种和水氮处理下小麦籽粒蛋白质组分含量的变化过程,构建了小麦籽粒蛋白质组分含量随花后生长度日（GDD）的动态模拟模型。模型采用幂函数方程描述了清蛋白含量随花后GDD的动态变化,对数函数方程描述了醇溶蛋白和谷蛋白含量的变化过程;并以籽粒氮素和水分因子描述了不同水氮状况对小麦籽粒蛋白质组分含量变化的定量影响。同时利用独立的观测资料对所构建的模型进行了检验。【结果】模型对不同温度下灌浆期籽粒清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量预测的均方根差分别为0.44%、0.58%、0.53%和0.59%;对成熟期籽粒蛋白质组分含量预测的均方根差分别为0.41%、0.56%、0.75%和0.56%。【结论】模型对不同生长条件下小麦籽粒蛋白质组分含量的变化动态具有较好的预测性,从而为模拟小麦籽粒品质和完善小麦生长模拟系统奠定了基础。