不同土壤条件下山农12小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布特征

在沙壤、中壤和黏壤3种质地土壤条件下,以优质强筋小麦品种山农12为材料研究了小麦强势与弱势籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累特征及其与谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的关系。结果表明,3种质地土壤上,小麦强、弱势籽粒HMW-GS花后14 d均已形成,强势粒HMW-GS含量明显高于弱势粒,说明强势粒具有较强的HMW-GS积累能力。小麦籽粒HMW-GS含量和GMP含量均表现为黏壤土>中壤土>沙壤土,说明黏壤土有利于HMW-GS的积累。小麦GMP粒径分布范围在0.37~245 μm之间;数目分布呈单峰曲线,体积和表面积分布呈双峰曲线。小麦强势粒GMP>100 μm颗粒数目百分比和体积百分比均显著高于弱势粒,强势粒具有更多的大粒径GMP颗粒。小麦HMW-GS含量和GMP含量与<10 μm和<100 μm GMP 颗粒体积百分比均呈显著或极显著负相关,与>100 μm GMP颗粒体积百分比呈显著或极显著正相关,说明大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。     

磷肥对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在112.5 kg hm^-2和225 kg hm^-2两种氮水平下,检测了施磷量对强筋小麦山农12籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累及谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的调控效应。结果表明,小麦籽粒HMW-GS在花后14 d已形成, 成熟期籽粒HMW-GS含量表现为施磷处理高于不施磷处理。在低氮条件下,施磷有助于HMW-GS的积累,而在正常施氮条件下过多施磷则不利于其积累。在低氮条件下,粒径<10 μm GMP颗粒体积百分比随施磷量增加而显著降低;在正常氮水平下,施磷降低粒径<10 μm GMP颗粒体积百分比,其效应表现施磷0 kg hm^-2处理最大,其次为施磷40 kg hm^-2和100 kg hm^-2处理,施磷160 kg hm^-2处理最小。两种施氮水平下分别增施磷肥,粒径在10~100 μm和>100 μm GMP颗粒的体积百分比均呈现随磷肥用量增加而增加的趋势。在正常氮水平下,各施磷处理间籽粒中GMP颗粒数目百分比无明显差异。成熟期籽粒中HMW-GS含量与粒径<10 μm GMP颗粒体积百分比呈显著负相关,而与10~100 μm GMP颗粒体积百分比呈显著正相关。说明较大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。     

氮硫肥配施对小麦籽粒谷蛋白大聚合体含量及粒度分布的影响

以优质小麦品种山农15为材料,研究了氮硫肥配施对小麦籽粒谷蛋白大聚合体(GMP)含量、高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)含量、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)含量和谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的调控效应。结果表明,在一定范围内,增施氮肥可提高籽粒GMP含量、高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)含量和低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)含量。增施硫肥对籽粒GMP含量无显著影响,但降低了HMW-GS含量和D区LMW-GS含量,提高了B区和C区LMW-GS含量。增施氮肥和硫肥均降低小粒径(d < 12 µm)GMP颗粒体积和表面积百分比,提高大粒径(d ≥ 12 µm) GMP颗粒体积百分比和表面积百分比,但对GMP颗粒数目百分比无显著影响。相关性分析显示,C区LMW-GS含量与小粒径GMP颗粒体积百分和表面积百分比均呈显著负相关。说明增施氮肥能改变籽粒GMP的绝对含量,增施硫肥却改变籽粒GMP亚基的相对含量。増施氮肥和硫肥对大粒径GMP颗粒的体积及表面积分布均有正向效应;LMW-GS,特别是C区LMW-GS在大粒径GMP颗粒形成中起重要作用。     

花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量，研究花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明，两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成，两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成，说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累，但对后期积累不利，使快速积累期缩短，渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水，且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。     

T6VS?6AL染色体易位与小麦籽粒HMW-GS和GMP积累的关系

从一套由92R137 (普通小麦-簇毛麦T6VS·6AL染色体易位系)和辉县红(地方小麦品种)杂交及以单粒传方法构建的F₈重组近交家系(RIL)群体中, 筛选出4个HMW-GS亚基组合相同而蛋白质含量差异较大的代表性家系(含和不含染色体易位片段的家系各一组), 采用SDS-PAGE电泳和切胶比色的亚基定量方法, 研究了不同家系小麦籽粒灌浆期间HMW-GS和GMP含量动态。结果表明, 小麦籽粒各亚基在花后13 d均已形成, 但不同亚基起始形成时间不同;各亚基含量随灌浆进程呈上升趋势, 花后23 d到成熟期为快速积累期。染色体易位片段对籽粒HMW-GS和GMP含量与积累量无显著作用, 而籽粒HMW-GS含量以蛋白含量高的家系高于对应的低蛋白家系。     

施氮量对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量动态的影响

采用SDS-PAGE电泳和切胶比色进行亚基定量的方法,研究施氮量对2个小麦品种胚乳部分HMW-GS和GMP积累的影响。结果表明,高蛋白小麦品种徐州26在花后14 d HMW-GS就开始形成,低蛋白品种宁麦9号在花后21 d才开始形成。增施氮肥对小麦灌浆前期HMW-GS的形成作用不明显,而有利于徐州26 HMW-GS积累速度的提高和HMW-GS快速积累期的     

灌溉处理对冬小麦氮的吸收转移特性的影响

以强筋小麦烟农21号和中筋小麦鲁麦21为材料。研究了灌溉处理对小麦植株及籽粒氮的积累、运转特性的影响,以期为优质小麦的高产优质栽培提供理论依据。结果表明：在冬小麦各营养器官中,小麦花前氮积累量以叶鞘中最高,其次是其他叶、茎、颖壳和穗轴,旗叶最低。成熟期小麦各器官氮素分配以茎中积累量较高。叶鞘花前氮转移效率以及转移氮对籽粒氮的贡献率最高。适当灌水拔节水与开花水有利于强筋小麦烟农21号氮素的积累与转移,有利于小麦面团品质的改善。面团形成时间．稳定时间延长。随着灌溉次数的增加,中筋小麦鲁麦21的各营养器官的花前氮积累量。转移氮对籽粒氮的贡献率逐渐增加,但其沉降值,面团形成时间,稳定时间处理间无显著差异。强筋小麦烟农21号氮素的吸收．转运能力明显优于中筋小麦鲁麦21。     

不同品质类型小麦籽粒麦谷蛋白亚基及谷蛋白聚合体形成和累积动态

选用高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成不同的3个强筋和4个弱筋小麦品种,研究了其籽粒发育过程中麦谷蛋白亚基、谷蛋白聚合体的形成和累积动态。结果表明,强筋小麦籽粒HMW-GS和B区低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)从花后9～12d开始表达;而弱筋小麦从花后12～15d开始表达,即强筋小麦麦谷蛋白亚基开始形成时间早于弱筋小麦。各品种的HMW-GS一旦形成,其累积速度较快,花后27d基本达到稳定值,之后维持稳定量;而LMW-GS形成后,累积较慢,直到花后30d左右达到稳定量。3个强筋小麦品种籽粒灌浆期谷蛋白总聚合体百分含量(TGP%)和谷蛋白大聚合体百分含量(GMP%)累积动态趋势基本一致,即在花后12～30d一直持续增加,花后30d至成熟达到最大值并保持稳定水平。4个弱筋小麦TGP%和GMP%累积动态均表现为在花后12～24d(灌浆早中期)形成和持续累积,花后24d至成熟逐渐降低。麦谷蛋白亚基表达模式以及谷蛋白聚合体累积动态的差异可能是导致小麦强筋或弱筋品质形成的关键。     

冬小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基形成时间和积累强度及其与沉降值的关系

采用6个不同品质类型冬小麦品种研究高、低分子量麦谷蛋白亚基形成时间和积累强度及其与沉降值的关系。结果表明, 在籽粒形成过程中,各品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）开始形成时间及形成速度不同,低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）B区在花后10 d基本形成;随着籽粒发育,HMW-GS和LMW-GS的类型和积累量都逐渐增多。强筋小麦     

磷对小麦旗叶氮代谢有关酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

选用中筋品种鲁麦22和强筋品种济南17在大田条件下研究了不同磷素水平（P₀,不施磷;P₁,每公顷施P₂O₅ 105 kg;P₂,每公顷施P₂O₅ 210 kg）对小麦旗叶氮代谢有关酶活性、籽粒蛋白质积累和蛋白质组分含量的影响。结果表明,磷提高了灌浆前期和中期小麦旗叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性,以及灌浆中期旗叶内肽酶（EP）的活性,其中对济南17的促进作用大于鲁麦22,而同一品种的P₁和P₂之间无显著差异;施磷亦提高了开花后14 d之前旗叶可溶性蛋白质含量和7 d之前游离氨基酸含量,与P₀相比,P₁有利于旗叶灌浆前期游离氨基酸的积累以及灌浆期间向籽粒的再分配,而过高的磷素水平（P₂）对于灌浆后期旗叶游离氨基酸向籽粒再分配的影响较小;磷对籽粒蛋白质合成积累的促进作用在灌浆前期较大,后期较小,表现为前期施磷处理籽粒蛋白质含量显著高于P₀,随着灌浆进程,差异逐渐缩小,最终2个品种P₁处理成熟籽粒中蛋白质含量最高;不同磷素水平对2个小麦品种蛋白质组分的影响不一,对于2个小麦品种籽粒中清蛋白和球蛋白含量之和P₁与P₀无显著差异,而P₁水平下籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量显著在鲁麦22中提高,在济南17中提高幅度较小,说明P₁水平对改善小麦的营养品质意义不大,但能够改善其加工品质;P₂水平下,济南17的加工品质有变劣的趋势。磷对小麦籽粒蛋白质各组分含量影响的复杂性要求在生产中,应针对不同品质类型小麦品种制定不同的优化栽培措施。     

Effects of Post-Anthesis Drought and Waterlogging on Accumulation of High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Glutenin Macropolymers Content in Wheat Grain

Drought and flooding during grain filling have become major constraints to wheat quality and yield. The impacts of water deficits and waterlogging during the grain filling on contents of high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS) and of glutenin macropolymers (GMP) in grains of the winter wheat cultivar Yumai 34 with high grain protein content (GPC) and Yangmai 9 with low GPC were studied. At maturity, GPC was higher under drought and lower under waterlogging compared to the control, while contents of GMP and HMW-GS were reduced by the two water-stress treatments. The contents of both HMW-GS and GMP were higher in Yumai 34 than in Yangmai 9. A drought event after anthesis increased the accumulation of HMW-GS during the early grain filling stage. By contrast, waterlogging reduced the accumulation of HMW-GS during the whole grain filling phase. At maturity, the HMW-GS and GMP to protein ratios were also depressed under the two water-stress events, while the HMW-GS to GMP ratio was very close between the three treatments in Yumai 34 and much higher under the control than the drought and waterlogging treaments in Yangmai 9. It is concluded that the variation in GMP content with various water-stress treatments is attributed to the changing in accumulation of HMW-GS in the grain.     

不同高分子量谷蛋白亚基组合的小麦籽粒蛋白组分及其谷蛋白大聚合体的积累规律

用12个含有不同高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）的小麦品种(或品系)研究了小麦籽粒蛋白、蛋白组分的积累规律及谷蛋白大聚合体与总蛋白比率的动态变化。结果表明：（1）幼粒中的清蛋白和球蛋白含量在灌浆初期快速积累，然后逐渐下降，成熟期又略有上升；不同HMW-GS组合对其没有明显影响；（2）醇溶蛋白在花后16 d左右大量积累，     

不同灌溉处理对小麦蛋白组分和面团流变学特性的影响

为阐明不同灌溉处理对强筋和弱筋小麦品质的影响,以藁城8901（强筋）和山农1391（弱筋）品种为材料,设3个灌溉处理,于花后7~35 d分别测定其籽粒蛋白质及其组分含量、以及粉质仪和拉伸仪参数。结果表明,对于籽粒清蛋白和球蛋白,随灌溉量的增加,藁城8901和山农1391的含量均提高;适量灌溉（浇起身水和孕穗水各75 mm）能提高强筋品种籽粒醇溶蛋白和谷蛋白含量,降低弱筋品种的含量。藁城8901籽粒谷蛋白、GMP含量、HMW-GS含量、面粉沉淀值、粉质仪参数和拉伸仪参数显著高于山农1391。灌溉能显著提高藁城8901面粉沉淀值、粉质仪参数和拉伸仪参数,山农1391面团流变学特性对灌溉的反应较迟钝,这与不同灌溉处理对不同品种籽粒醇溶蛋白、谷蛋白、GMP和HMW-GS含量的影响密切相关。     

施氮模式对皖麦38淀粉形成与产量的效应

研究在180 kg/hm2施氮量条件下施氮时期和比例对强筋小麦皖麦38籽粒淀粉形成及产量的效应。结果表明：氮肥后移,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量下降,积累量和积累速率上升;剑叶蔗糖含量和可溶性总糖增加;籽粒蔗糖含量和可溶性糖降低;面粉峰值粘度上升。施氮模式以30%作基肥、5叶期施10%、叶龄余数2.5和0.5时各施30%为最